Дифференциальный анализ метаболитов в ксилеме и флоэме куриной кровяной лозы
Куриная кровь - это высушенный стебель бобового растения Spatholobus suberectus Dunn, который обладает свойствами, способствующими циркуляции крови, питающими кровь, регулирующими менструации, снимающими боль, расслабляющими мышцы и коллатерали. Это растение было зарегистрировано в предыдущих изданиях Китайской фармакопеи. Лекарственная трава лозы куриной крови состоит в основном из ксилемы и флоэмы, причем ксилема имеет красновато-коричневый или коричневый цвет и многочисленные сосудистые поры; флоэма содержит смолоподобные выделения красновато-коричневого или черно-коричневого цвета, расположенные попеременно с ксилемой в нескольких концентрических эллиптических или эксцентрических полукруглых кольцах. Куриная кровяная лоза в основном содержит химические компоненты, такие как флавоноиды, терпены, стерины, антрахиноны и органические кислоты, которые обладают различными фармакологическими свойствами, такими как противоопухолевое, противовирусное, антиоксидантное и противоанемическое. За последние годы появилось мало сообщений о качественных исследованиях куриной кровяной лозы как на внутреннем, так и на международном уровне, и большинство из них были посвящены количественным исследованиям ее активных ингредиентов. Изучение различий в метаболитах в различных тканевых частях куриной кровяной лозы до сих пор остается незавершенным.
В основе этого эксперимента лежат идеи и методы исследования метаболомики растений и сетевой фармакологии. Технология сверхбыстрой жидкостной хроматографии с тандемной квадрупольной времяпролетной масс-спектрометрией высокого разрешения (UFLC Triple TOF-MS/MS) была использована в сочетании с многомерным статистическим анализом для скрининга и идентификации значительных дифференциальных метаболитов в ксилеме и флоэме Scutellaria baicalensis, а также для изучения их соответствующих потенциальных целей и путей. Была построена сеть "компонент-мишень-путь" для дальнейшего уточнения функциональной субстанции и основных регуляторных целей Scutellaria baicalensis, а также для создания новых идей по изучению механизма формирования качества лекарственного сырья Scutellaria baicalensis.

 

Метаболиты, полученные из одного и того же растения, различаются в разных условиях, частях, происхождении или методах обработки. Эти метаболиты имеют разнообразную структуру и большое количество, что может помочь растениям хорошо адаптироваться к изменениям окружающей среды. Вторичные метаболиты растений традиционной китайской медицины часто являются активными ингредиентами, связанными с эффективностью лекарств, и служат материальной основой для изучения фармакодинамики традиционной китайской медицины. Сетевая фармакология основана на понимании сети взаимодействия "компонент-цель-путь-болезнь", анализе и наблюдении за вмешательством и влиянием лекарств на сложные сети болезней, а также использовании визуализированной крупномасштабной интеграции данных для интуитивного и наглядного наблюдения за взаимодействием между узлами сети, что обеспечивает новую платформу для изучения сложных целей механизма лекарственных болезней.
Этот эксперимент основан на технологии UFLC Triple TOF-MS/MS для анализа различий в химическом составе ксилемы и флоэмы куриной кровяной лозы, а также для изучения соответствующих потенциальных мишеней и путей с помощью сетевой фармакологии и построения сети "компонент-мишень-путь". Образцы ксилемы и флоэмы были эффективно разделены в модели PCA. С помощью дальнейшего анализа OPLS-DA и t-теста были отобраны и идентифицированы дифференцированные соединения, и в общей сложности было выявлено 13 дифференцированных компонентов. В сочетании с анализом сетевой фармакологии был проведен дальнейший скрининг и изучение соответствующих потенциальных мишеней и путей. На основании значения степени было установлено, что соединение Visvoxel может быть ключевым активным ингредиентом в куриной кровяной лозе; роли, которые играют четыре цели PIK3R1, PIK3CA, MAP2K1 и PIK3CB, могут быть решающими; дифференциальные маркеры в куриной кровяной лозе в основном играют важную роль в роли протеогликанов в раке, раковых путях и сигнальных путях PI3KAkt.
Куриная кровяная лоза впервые была записана в "Компендиуме медицинской медицины", где говорится, что "куриная кровяная лоза способствует циркуляции крови и успокаивает сухожилия... Она обладает функцией очищения застоя крови и создания новой крови при различных заболеваниях". В настоящее время постепенно доказано, что куриная кровяная лоза подавляет рак с помощью различных механизмов. Сунь и др. изучили влияние колоночного хроматографического экстракта Spatholobus spatholobi на клеточную линию рака молочной железы MCF7 и его возможный механизм. Результаты показали, что экстракт Spatholobus suberectus не только снижал выживаемость клеток MCF7, но и подавлял активность ядерного pER и индуцировал апоптоз клеток рака молочной железы путем ингибирования сигнального пути MAPK PI3K/AKT. Метастазирование опухолей является основной причиной смерти онкологических больных, и исследования показали, что опухоли могут вызывать агрегацию тромбоцитов для защиты выживания опухолевых клеток и иммунного бегства. Некоторые эксперименты подтвердили, что экстракт Spatholobus suberectus может эффективно ингибировать агрегацию тромбоцитов, вызванную опухолевыми клетками, и значительно снизить скорость метастазирования клеток рака молочной железы 4T1. Его фармакодинамический механизм может быть связан с ингибированием экспрессии P-селектина, гликопротеина VI и других уровней мРНК. Чен Дандан и др. использовали метод введения опухолевых клеток подмышку для изучения ингибирующего действия водного экстракта Scutellaria baicalensis на опухоли S180. Результаты показали, что водный экстракт Scutellaria baicalensis может значительно подавлять рост опухолевых клеток S180, что свидетельствует о его хорошей противоопухолевой активности. С помощью анализа сетевой фармакологии на ранней стадии было установлено, что пути, высоко коррелирующие с ключевыми компонентами Scutellaria baicalensis, в основном включают протеогликаны, действующие на рак, пути развития рака, сигнальные пути PI3K Akt и т.д. В сочетании с соответствующими литературными данными последних лет, этот результат в основном соответствует фармакологическим эффектам Scutellaria baicalensis, которые были изучены до сих пор.
Таким образом, в данном исследовании использовался подход растительной метаболомики для скрининга и определения характеристик дифференциальных соединений в ксилеме и флоэме Scutellaria baicalensis. В сочетании с анализом сетевой фармакологии для Scutellaria baicalensis была установлена ассоциация целевых путей на материальной основе. Результаты исследования могут послужить научной основой для выявления влияния различных частей ткани на синтез и накопление метаболитов в Scutellaria baicalensis, предоставить определенную базовую информацию для дальнейшего уточнения функциональной субстантивной основы и основных регуляторных мишеней Scutellaria baicalensis, а также дать новые направления для изучения механизма формирования качества лекарственного сырья Scutellaria baicalensis. Однако в связи с ограничениями методологии сетевой фармакологии и сложностью компонентов традиционной китайской медицины в будущем необходимо провести дальнейшую проверку с помощью фундаментальных и клинических исследований.