Изучение механизма действия Morinda officinalis против атеросклероза на основе сетевой фармакологии и экспериментальной проверки
Атеросклероз (АС) - распространенное хроническое сердечно-сосудистое заболевание, характеризующееся образованием атеросклеротической бляшки или фиброзной бляшки в интиме крупных и средних артерий. Инфильтрация липидов в интиму артерий стала основной в патогенезе атеросклероза. Макрофаги, собравшиеся в интиме и медии, поглощают большое количество окисленного липопротеина низкой плотности (ox LDL) через рецепторы-скавенджеры на клеточной мембране, образуя пенистые клетки, которые заставляют клетки высвобождать большое количество провоспалительных факторов и матричных металлопротеиназ в межклеточное пространство, способствуют накоплению бляшек в стенке артерии, затем превращаются в нестабильные бляшки и, наконец, прогрессируют до инфаркта миокарда. Однако эффективное замедление прогрессирования АС всегда было одной из проблем, беспокоящих научное сообщество. В последние годы было доказано, что популярный новый лекарственный и пищевой продукт - моринда лекарственная (Morinda officinalis) - обладает хорошим эффектом в регулировании уровня липидов в крови и улучшении течения атеросклероза.
Morinda citrifolia, также известная как нони, - растение рода Euphorbia семейства Rubiaceae. Оно обладает такими фармакологическими эффектами, как противовоспалительный, антиоксидантный и липидоснижающий. Согласно теории традиционной китайской медицины, Morinda officinalis обладает кисло-сладким вкусом, сбалансированными лекарственными свойствами, питает почки, уравновешивает инь и ян и замедляет старение. Он может эффективно предотвращать сердечно-сосудистые и цереброваскулярные заболевания. Однако конкретный механизм действия Хай Ба Цзи при лечении АГ до сих пор неясен. Учитывая сложный химический состав Morinda officinalis, который в основном состоит из антрахинонов, флавоноидов, фенилпропаноидов, фенольных кислот и других компонентов, в соответствии с многокомпонентными и многоцелевыми характеристиками традиционной китайской медицины, сетевая фармакология может быть использована для четкого выяснения молекулярного механизма фармакологических эффектов Morinda officinalis. В последние годы сетевая фармакология стала новой дисциплиной, объединяющей компьютерные науки, биоинформатику и интеллектуальный анализ данных. Она создает сеть "лекарство активный ингредиент болезнь цель болезнь" и объясняет ее биологические функции, позволяя людям иметь более четкое представление о механизмах и механизмах лекарственной терапии заболеваний. Данное исследование основано на разнообразных активных ингредиентах и богатых мишенях Morinda officinalis и предполагает использование методов сетевой фармакологии для прогнозирования и анализа мишеней, биологических процессов и сигнальных путей Morinda officinalis в лечении AS. В то же время для проверки будут использоваться эксперименты in vitro, чтобы обеспечить фармакологическую основу для разработки лекарств и лечения AS.

 

атеросклероз
АГ является распространенным сердечно-сосудистым заболеванием, и ее быстрое прогрессирование может напрямую привести к злокачественным сердечно-сосудистым событиям у пациентов, таким как инфаркт миокарда. Современная медицина считает, что основным механизмом возникновения АС по-прежнему является липидная теория. Для замедления прогрессирования атеросклероза в клинической практике широко используются статины, ингибиторы PCSK9 и другие липидоснижающие препараты. Однако из-за побочных реакций, таких как болезненность мышц и нарушение функции печени, которые все еще возникают при приеме терапевтических доз, многие пациенты не могут переносить эти препараты. Поэтому поиск новых, более безопасных и менее токсичных препаратов для лечения АГ имеет положительное значение. Morinda officinalis, являясь новым лекарственным и съедобным продуктом, обладает широким спектром активных ингредиентов и фармакологических эффектов, что соответствует типичным характеристикам традиционной китайской медицины - многоцелевому и многопутевому лечению заболеваний. В данном исследовании использовалась сетевая фармакология для прогнозирования эффективных ингредиентов и целей Morinda officinalis в лечении AS, а также была создана модель макрофагов THP-1 для проверки того, что Morinda officinalis способствует внутриклеточному оттоку холестерина через сигнальный путь PPAR γ.

В результате анализа различных баз данных было установлено, что 59 соединений, включая флавоноиды, фенилпропаноиды и фенольные кислоты, в основном играют терапевтическую роль в лечении АО. В последние годы многочисленные исследования показали, что флавоноиды играют ключевую роль в лечении СА и являются основными активными объектами растительной медицины. Сахиб и др. обнаружили, что содержание катехинов, кверцетина и каэмпферола в плодах Morinda officinalis составляет 53,68 мг/г, 7,4 мг/г и 6,4 мг/г, соответственно, и входит в тройку самых активных флавоноидов. Эти три компонента играют важную роль в регулировании липидных нарушений в крови и замедлении развития атеросклероза. Исследования показали, что основной компонент гранул Yixin Tongmai, катехины, может напрямую активировать PPAR γ-путь и улучшать АД с помощью молекулярной стыковки и экспериментов in vitro и in vivo. Кверцетин широко представлен в различных растениях, причем значительная его часть содержится в Morinda officinalis. Jia et al. и Li et al. сообщили, что кверцетин может значительно уменьшить содержание бляшек в грудной аорте апоэ-/-мышиной модели АС, индуцированной диетой с высоким содержанием жиров. Механизм связан с увеличением экспрессии АТФ-связывающего кассетного транспортера A1 (ABCA1). Исследования подтвердили, что каэмпферол обладает сильной противовоспалительной активностью и может задерживать прогрессирование атеросклероза за счет активации пути PI3K/AKT/Nrf2.

Впоследствии анализ обогащения GO показал, что Morinda officinalis в основном регулирует биологические функции, такие как мембранные рецепторы и ядерные рецепторы в клетках; анализ обогащения сигнальных путей KEGG показал, что лечение AS с помощью Morinda officinalis связано с сигнальными путями, связанными с липидным обменом, одним из которых является сигнальный путь PPAR. Исследования показали, что сигнальные пути, связанные с липидным обменом, особенно сигнальный путь PPAR, тесно связаны с транспортерами липидов на клеточной мембране и рецепторами в ядре. Как мы все знаем, PPAR - это классические ядерные рецепторы, расположенные в ядре. Получив сигнал от второго мессенджера, PPAR увеличивают экспрессию транспортеров холестерина на клеточной мембране, активируя нижележащие факторы транскрипции, тем самым снижая накопление холестерина в клетках и предотвращая превращение макрофагов в пенистые клетки. Таким образом, сигнальный путь PPAR играет важную роль в снижении образования пенистых клеток в липидных ядрах и задержке развития АС. Кроме того, ген PPARG также является важным узлом в основной сети компонентов-мишеней в данном исследовании.

На основе вышеприведенного сетевого фармакологического анализа в данном исследовании были получены макрофаги THP-1 для имитации пенистых клеток в атеросклеротических бляшках in vitro. После воздействия Morinda officinalis на макрофаги THP-1 было обнаружено, что содержание внутриклеточного холестерина значительно снижается, а экспрессия PPAR γ в клетках значительно повышается. Inada et al. и Nerurkar et al. соответственно подтвердили липидоснижающий эффект Morinda officinalis в экспериментах на животных. В клиническом исследовании было обнаружено, что Morinda officinalis может значительно снизить уровень ЛПНП в сыворотке крови и повысить уровень липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) у заядлых курильщиков. Недавно Чонг и др. подтвердили, что Morinda officinalis может значительно уменьшить липидные бляшки в аорте крыс, получавших диету с термически окисленным пальмовым маслом, но конкретный механизм не был выяснен. Ранее Ли и др. экстрагировали высушенный порошок плодов Morinda officinalis метанолом 70% и обнаружили, что он может возбуждать рецепторы PPAR γ в клетках скелетных мышц C2C12. Этот экспериментальный отчет согласуется с нашими результатами. В данном исследовании впервые было обнаружено, что Morinda officinalis может способствовать оттоку холестерина из макрофагов THP-1, и в сочетании с сетевой фармакологией предсказан эффект обратного транспорта холестерина (RCT) путем активации сигнального пути PPAR γ. Одним из важных механизмов, с помощью которого РХТ регулирует липидные нарушения и улучшает АД in vivo, является перенос холестерина из клеток через рецепторы-скавенджеры на клеточной мембране, который затем связывается с аполипопротеином А, апоЕ и другими белками в плазме крови и транспортируется в печень для метаболизма. Затем он преобразуется в желчные кислоты и выводится из организма, тем самым устраняя нарушения липидного обмена. ABCA1, являясь важным рецептором-утилизатором на мембране макрофагов, тонко регулируется вышестоящим ядерным транскрипционным фактором PPAR γ и отвечает за транспортировку внутриклеточного холестерина во внеклеточное пространство через процесс RCT. В данном исследовании уровень экспрессии ABCA1 повышался при активации PPAR γ. При использовании ингибитора PPAR γ GW9662 тенденция к повышению экспрессии рецептора ABCA1 в макрофагах THP-1 была подавлена, и не наблюдалось значительного снижения содержания внутриклеточного холестерина, что указывает на то, что ABCA1, опосредованный PPAR γ, является основным переносчиком внутриклеточного транспорта холестерина. Аналогичным образом, кверцетин, байкалин и дигидромирицетин могут способствовать РКТ и оказывать антиагрегационное действие, активируя сигнальный путь PPAR γ/ABCA1. Таким образом, Morinda officinalis может способствовать оттоку холестерина из макрофагов THP-1 путем активации сигнального пути PPAR γ.

В целом, Morinda officinalis обладает кисло-сладким вкусом и сбалансированными лекарственными свойствами. Он способен питать почки, уравновешивать инь и ян, а также предотвращать сердечно-сосудистые и цереброваскулярные заболевания. В данном исследовании использовалась сетевая фармакология в сочетании с экспериментами in vitro для раскрытия механизма действия Morinda officinalis в лечении АГ, и впервые было показано, что Morinda officinalis может способствовать эффлюксу холестерина из макрофагов THP-1 и стимулировать РКТ путем активации сигнального пути PPAR γ. Таким образом, данное исследование позволило выявить новый фармакологический механизм эффективной профилактики и лечения АГ с помощью Morinda officinalis. Однако в этом исследовании все же есть некоторые ограничения: (1) Поскольку база данных TCMSP не включала растительный препарат Morinda officinalis, для скрининга его активных ингредиентов были использованы базы данных CAMUP и SwissADME. Несмотря на то, что были проведены исследования с использованием нескольких баз данных для совместного скрининга ингредиентов традиционной китайской медицины, критерии скрининга активных ингредиентов в разных базах данных отличаются, поэтому необходима дальнейшая проверка надежности скрининга; (2) В данном исследовании были проверены 5 баз данных, связанных с заболеваниями, и результаты показали, что в каждой базе данных имеются значительные различия в количестве целей AS, что может быть связано с различиями в типах заболеваний, включенных в каждую базу данных; (3) Основываясь на результатах экспериментов in vitro, наша исследовательская группа будет продолжать создавать модель животных AS, чтобы обеспечить более полную экспериментальную основу для продвижения RCT и задержки AS с помощью Morinda officinalis с точки зрения экспериментов in vivo.