Изучение механизма и проверка эффективности эффективных компонентов Scutellaria baicalensis при алкогольной болезни печени на основе сетевой фармакологии и молекулярного докинга
Алкогольная болезнь печени (АБП) имеет широкий клинико-гистологический спектр, включая ранний простой стеатоз печени, среднюю и позднюю стадии алкогольного гепатита, фиброз печени и алкогольный цирроз. В настоящее время лучшим методом профилактики и лечения АЛД по-прежнему является отказ от алкоголя, а клиническое применение кортикостероидов может лишь частично облегчить симптомы и обеспечить кратковременный эффект выживания. В настоящее время в клинической практике не существует соответствующих специфических препаратов. В соответствии с этиологией, патогенезом и клиническими проявлениями АЛД традиционная китайская медицина делит АЛД на три стадии: ранняя стадия "винного застоя", вызванная сыростью и жаром, средняя стадия "винной зависимости", вызванная застоем ци и застоем крови, и поздняя стадия "винного застоя", вызванная дефицитом положительной ци. На разных стадиях методы лечения различаются. На ранней стадии основное внимание уделяется успокоению печени и снятию депрессии, очищению от жара и сырости. На средней стадии основное внимание уделяется стимулированию кровообращения и устранению застоя крови. На поздней стадии основное внимание уделяется укреплению селезенки и питанию печени и почек.
Scutellaria Radix - это высушенный корень Scutellaria baicalensis, растения семейства Lamiaceae. Он относится к категории теплоочистительных средств традиционной китайской медицины и обладает эффектами очищения от жара и сырости, очищения от огня и детоксикации, остановки кровотечения и предотвращения выкидыша. Он может быть хорошо использован для лечения ALD на ранней и средней стадиях. В то же время, в сочетании с соответствующими исследованиями по защите печени Scutellaria baicalensis, можно установить, что Scutellaria baicalensis и ее активные ингредиенты могут защищать клетки печени и снижать степень ее патологического повреждения путем ингибирования реакции окислительного стресса, подавления инфильтрации воспалительных факторов, снижения апоптоза клеток печени и регуляции липидного обмена. Однако основа фармакологического вещества, путь действия и механизм влияния хуанцина на профилактику и лечение ALD пока не ясны. В данном исследовании использовались сетевая фармакология, технология молекулярного докинга и эксперименты на клетках in vitro для предварительного изучения активных веществ и соответствующих путей действия Scutellaria baicalensis в профилактике и лечении ALD, чтобы обеспечить основу для углубленных исследований, разработки новых препаратов и клинического применения Scutellaria baicalensis и ее активных веществ в профилактике и лечении ALD.

На основе устойчивых хороших результатов в профилактике и лечении гепатитов В и С в Китае, в сочетании с быстрым развитием экономики и широким распространением культуры употребления алкоголя, доля случаев цирроза печени, гепатоцеллюлярной карциномы и даже смертей пациентов, вызванных АЛД, будет продолжать расти. В традиционной китайской медицине нет понятия "алкогольная болезнь печени", но она может быть классифицирована в зависимости от клинических проявлений, этиологии и патогенеза и может соответствовать "алкогольной болезни", "алкогольной травме", "алкогольной зависимости", "алкогольной желтухе" и т. д. Методы лечения в основном включают укрепление селезенки и желудка, успокоение печени и стимулирование оттока желчи, очищение от жара и сырости, устранение мутности. Традиционное китайское лекарство Scutellaria baicalensis относится к категории препаратов, очищающих от жара и высушивающих сырость. В настоящее время Scutellaria baicalensis используется в основном на ранних и средних стадиях ALD. Однако основа фармакологического вещества, путь действия и механизм использования Scutellaria baicalensis в профилактике и лечении ALD еще не ясны, поэтому она имеет определенную исследовательскую ценность.

Благодаря применению методов сетевой фармакологии удалось установить, что ключевыми мишенями в сетях взаимодействия белков являются SRC, AKT1 и PIK3R1. Эти три протеазы могут быть структурно активированы практически во всех типах рака через активацию вышележащих сигнальных молекул или мутации в компонентах пути. Среди них SRC, как первый обнаруженный канцерогенный ген, участвует в фосфорилировании белков-мишеней, расположенных ниже по течению, в многочисленных сигнальных путях. Он имеет различные пути регуляции выживания, адгезии, пролиферации, подвижности и ангиогенеза клеток. Кроме того, конститутивная активность SRC может способствовать и поддерживать перепрограммирование воспаления и клеточного метаболизма, тем самым синхронизируясь с развитием опухолевого микроокружения и активно поддерживая рост опухоли. AKT1, являясь центральным участником сигнального пути PI3K/AKT, может активироваться PIK3R1, кодирующим фосфатидилинозитол-3-киназу (PI3K) регуляторную субъединицу альфа (p85-ALPHA). В сочетании с диаграммой PPI белок-белкового взаимодействия в данном исследовании это еще раз подтверждает тесную взаимосвязь между этими двумя белками.

Среди 20 лучших сигнальных путей, полученных с помощью обогащения KEGG, большинство также относятся к "пути канцерогенеза", что указывает на то, что Scutellaria baicalensis в основном лечит ALD путем предотвращения или ингибирования канцерогенеза клеток печени. EGFR, являясь типичным тирозинкиназным рецептором семейства ErbB, высоко экспрессируется в печени. После употребления алкоголя EGFR может активироваться при условии связывания с ангиотензином II и его рецептором AT1R. В то же время EGFR может выступать в качестве концентратора клеточного сигнального пути Ras-Raf-1-MAP2K/MEK-MAPK/ERK, стимулируя аномальную экспрессию белка PIK3R1 и влияя на сигнальный путь PI3K/AKT. Сигнальный путь PI3K/AKT тесно связан со многими воспалительными заболеваниями и считается одним из ключевых сигнальных путей в опухолях. Предыдущие исследования подтвердили, что Scutellaria baicalensis может способствовать фосфорилированию p-PI3K, p-Akt и Glut2, повышая экспрессию мРНК IRS1, PI3K, Akt2 и Glut2, тем самым преодолевая повреждение инсулинового сигнального пути PI3K/Akt и активно улучшая течение гепатита. Сравнивая патогенетические факторы АЛД, можно обнаружить, что он, как и сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), включает воспаление, адипокины, дисбиоз микробиоты кишечника, окислительный стресс и психологический стресс. Некоторые исследования также показали, что существует прямая связь между АЛД и ССЗ, и выдвинули концепцию печеночно-сердечной оси, а в сочетании с этим исследовали сигнальные пути липидов и атеросклероза, предполагая, что лечение АЛД должно быть направлено не только на саму печень, но и учитывать влияние на нее сердечно-сосудистых заболеваний.

Сравнение энергий связывания в молекулярном докинге позволило установить, что ресвератрол может быть одним из ключевых активных ингредиентов Scutellaria baicalensis для лечения ALD. Шаньцзянсу широко представлен в растениях имбиря, и фармакологические эксперименты подтвердили его противораковое, антиоксидантное, противовоспалительное и восстанавливающее эндотелий действие. Человеческий организм в основном полагается на микросомальный CYP2E1 для метаболизма алкоголя, в ходе которого образуется большое количество промежуточных продуктов, таких как ацетальдегид и реактивные виды кислорода (ROS). С одной стороны, ацетальдегид может образовывать аддукты с белками и ДНК, непосредственно оказывая канцерогенное токсическое действие. С другой стороны, накопление ROS может вызывать изменения в структуре и функции ДНК, приводя к нарушениям клеточного цикла и влияя на транскрипцию, трансляцию и другие функции генов, тем самым инициируя или способствуя клеточному канцерогенезу. Исследования показали, что ресвератрол может выступать в качестве сигнальной молекулы для активации соответствующих путей, эффективно подавляя клеточный канцерогенез и одновременно очищая его от ROS. В сочетании с экспериментами на клетках in vitro, можно обнаружить, что после введения различных концентраций экстракта горного имбиря, индуцированное алкоголем повреждение клеток печени может быть эффективно снижено, а соответствующие биохимические показатели ALT и AST также значительно улучшены. В сочетании с результатами MAD и SOD, это позволяет предположить, что ресвератрол может оказывать свое действие путем повышения активности фермента SOD для подавления реакции печени на окислительный стресс. Однако его антиоксидантный эффект может значительно уступать его противораковому действию, поэтому необходимы дальнейшие экспериментальные исследования.

Таким образом, этот эксперимент позволил предварительно предсказать 27 активных ингредиентов Scutellaria baicalensis с помощью сетевой фармакологии, что указывает на то, что один препарат традиционной китайской медицины может рассматриваться как небольшое соединение. Между тем, 27 активных ингредиентов Scutellaria baicalensis могут оказывать терапевтическое воздействие на ALD через 257 генов-мишеней, среди которых ключевыми являются SRC, AKT1, PIK3R1 и т.д. Анализ обогащения сигнальных путей KEGG показал, что Scutellaria baicalensis Georgi может играть роль в ALD через пути, затрагивающие рак, сигнальный путь PI3K Akt, липидный путь, атеросклероз и другие сигнальные пути. С помощью технологии молекулярного докинга, проверяя результаты сетевой фармакологии, было установлено, что наиболее эффективным ингредиентом для лечения ALD с помощью Scutellaria baicalensis является каэмпферол. В ходе клеточных экспериментов in vitro было установлено, что экстракт горного имбиря может значительно улучшить состояние алкоголь-индуцированного повреждения клеток печени крысы BRL 3A. Результаты этого эксперимента могут обеспечить некоторую теоретическую основу для лечения ALD с помощью Scutellaria baicalensis, но дальнейшее изучение конкретного механизма действия Scutellaria baicalensis в лечении ALD по-прежнему требует большого количества экспериментов по изучению фармакологических механизмов.