Изучение механизма действия ладана при лечении острого повреждения почек на основе сетевой фармакологии и клеточных экспериментов in vitro
Под острым повреждением почек (ОПП) понимается внезапное и продолжительное снижение функции почек, вызванное различными причинами и патогенезом. Это одно из распространенных критических заболеваний в клинической практике, характеризующееся высоким уровнем заболеваемости, рецидивов и смертности. По статистике, ежегодно в мире регистрируется около 13 миллионов случаев заболевания, а из-за отсутствия лекарственных препаратов и стратегий лечения ежегодно умирает около 1,7 миллиона пациентов, причем 85% из них - в развивающихся странах. Стабилизация артериального давления и увеличение эффективного объема циркулирующей крови имеют решающее значение для профилактики и лечения АКИ. Поэтому поиск препаратов для профилактики и лечения АКИ имеет огромное значение для спасения жизни пациентов с этим заболеванием. Традиционная китайская медицина, отличающаяся многообразием компонентов и целей, добилась значительного прогресса в профилактике и лечении АКИ.

Олибанум получают из растения семейства маслиновых Boswellia carterii Birdw и рода B Bhaw dajiana Birdw. Смола просачивается из коры. Теплое по своей природе, резкое и горькое на вкус, оно обладает эффектом "стимулирования кровообращения и облегчения боли, уменьшения отеков и стимулирования роста мышц". Основным компонентом ладана, способствующим кровообращению и снимающим боль, являются соединения ладановой кислоты. Современные исследования показали, что ладанник обладает антибактериальной, противораковой, противовоспалительной, антиоксидантной и другими активностями. Исходя из его функциональных характеристик, необходимы дальнейшие исследования для изучения механизма воздействия ладана на АКИ.

В данном исследовании проведен скрининг активных ингредиентов ладана с помощью сетевой фармакологии, построена сеть мишеней болезней активных ингредиентов препарата и проведена ее проверка в экспериментах на клетках in vitro. Выяснен механизм действия ладана в профилактике и лечении АКИ, что создает надежную теоретическую основу для его разработки в качестве препарата против острого повреждения почек.

Западная медицина считает, что возникновение АКИ тесно связано с почечной ишемией и гипоксией. В настоящее время в клинической практике все еще не разработаны эффективные методы лечения и меры вмешательства, в основном используется симптоматическая терапия для улучшения состояния пациента. Традиционная китайская медицина подразделяет клинические характеристики АКИ на такие категории, как "Лонгби", "Гуанге", "Отек" и "Яд утопления". Поэтому основные принципы лечения включают очищение от жара и детоксикацию, стимулирование кровообращения и устранение застоя крови, очищение от жара и удаление воды, стимулирование кровообращения в органах и устранение мутности. Ладан способствует росту мышц, останавливает кровотечение, активизирует кровообращение, устраняет застой крови, уменьшает отеки и снимает боль. Он широко используется в клинической практике для лечения застоя крови или ревматизма. Поэтому добавление препаратов, активизирующих кровообращение и устраняющих застои крови, на ранней и средней стадиях острого повреждения почек оказывает важное профилактическое и терапевтическое воздействие на улучшение функции почек пациентов, уменьшение клинических проявлений, таких как гематурия, и замедление прогрессирования заболевания.
В данном исследовании с помощью методов сетевой фармакологии систематически проанализированы материальная основа и механизм действия "многокомпонентного, многоцелевого, многопутевого" препарата ладана при лечении АКИ. Многочисленные эксперименты показали, что ладанная кислота считается наиболее биологически активным компонентом ладана. Наиболее значимыми являются противовоспалительные и противоопухолевые свойства, а также многие другие фармакологические активности, такие как противоязвенная, иммунная регуляция, липидоснижающая, почечнозащитная, антибактериальная и др. Результаты исследований показывают, что AK-BA, α - BA и другие активные ингредиенты являются основными действующими веществами для лечения AKI. В литературе имеются сообщения о том, что α - БА может подавлять выработку провоспалительных цитокинов (TNF - α и IL-1 β), стимулированную LPS в макрофагах U937, что подтверждает его противовоспалительные свойства in vitro. Биоактивный компонент ладана, пентациклические тритерпеноиды, блокирует биосинтез лейкотриенов через 5-липоксигеназу и оказывает противовоспалительное действие. Исследования показали, что ладанная кислота оказывает защитное действие на мочевыводящие пути крыс с циститом, вызванным циклофосфамидом, благодаря антиоксидантному и противовоспалительному эффектам.
Согласно сети PPI, MAPK3, PPARG, PTGS2, HIF1 α и ESR1 являются основными мишенями ладана в лечении острого повреждения почек. MAPK3 относится к семейству митоген-активируемых протеинкиназ MAPK. Активация каскада MAPK является центром многочисленных сигнальных путей, вовлеченных в физиологические процессы, такие как рост, дифференцировка и апоптоз клеток. PPARG относится к суперсемейству ядерных транскрипционных факторов. Эксперименты доказали, что у мышей с дефицитом PPARG повышается гликозурия и альбуминурия. С возрастом у мышей наблюдается почечная недостаточность и дальнейшее обострение диабета 2-го типа. По имеющимся данным, агонисты PPARG защищают почки от I/R повреждения, подавляя диффузный тубулярный некроз и острое воспаление, вызванное I/R повреждением, а также снижая плазменный уровень оксида азота и инфильтрацию ED-1+ клеток. Агонисты PPAR продемонстрировали значительный потенциал в лечении AKI. PTGS2 - ключевой фермент, превращающий арахидоновую кислоту в медиатор воспаления простагландин, в основном распределенный на ядерной мембране. Его экспрессия индуцируется такими стимулами, как воспалительные факторы и факторы роста опухолей. Исследования показали, что экстракт лотоса золотой косточки дозозависимо снижает экспрессию мРНК PTGS2/COX-2, тем самым оказывая противовоспалительное действие. HIF1 α является основным регуляторным фактором адаптивного ответа на гипоксию, а в модели АКИ, вызванной ишемией-реперфузией почек, экспрессия HIF1 α значительно увеличивается в почечных канальцах.
В процессе анализа обогащения GO в основном задействованы такие биологические процессы, как реакция на гипоксию, апоптоз, воспалительный ответ, молекулярные функции, такие как митохондрии, и клеточные компоненты, такие как активность эндопептидазы, что указывает на богатство и сложность биологических путей ладана при лечении АКИ. Согласно анализу обогащения путей KEGG, сигнальный путь ладана при лечении АКИ связан с сигнальным путем Toll-подобных рецепторов, сигнальным путем TNF и сигнальным путем NF - κ B. Среди них Toll-подобный рецептор (TLR) является рецептором мембранного белка, а TLR4 - важной молекулой, вызывающей воспалительную реакцию АКИ. Он может транскрибировать и высвобождать различные цитокины и медиаторы воспаления, запуская иммунный воспалительный ответ. Исследования показали, что тяжесть острого повреждения почек тесно связана с уровнем TLR4 и NF - κ B в сыворотке крови. Ингибирование сигнального пути TLR4 NF - κ B может облегчить тяжесть острого повреждения почек. Фактор некроза опухоли (TNF) - это цитокин с широким спектром биологических эффектов. Как правило, под TNF подразумевается TNF - α, вырабатываемый макрофагами. После активации он играет важную роль в стимулировании роста, дифференцировки, апоптоза клеток и индуцировании воспаления. АКИ активирует сигнальный путь TLR4 NF - κ B, индуцируя высвобождение провоспалительного цитокина TNF - α. Поэтому усиление контроля TLR4, NF - κ B и уровня TNF - α может облегчить острое повреждение почек и способствовать улучшению прогноза пациента.
Энергии связывания основных активных ингредиентов ладана с MAPK3 и PPARG были определены с помощью метода молекулярного докинга. Результаты показали, что AKBA и α - BA обладают хорошей способностью связываться с MAPK3 и PPARG.
Наконец, в данном исследовании с помощью клеточной культуры смоделировано почечное повреждение I/R, чтобы изучить механизм действия α - BA. Результаты исследования показали, что α - BA не оказывает токсического действия на клетки HK-2 и дозозависимо повышает жизнеспособность клеток в модели I/R повреждения, что свидетельствует о защитном эффекте на почки. Окрашивание Ho-echst 33258 показало, что при I/R-терапии значительно увеличивается доля апоптотических клеток, в то время как α - BA значительно снижает их количество в зависимости от концентрации. Альфа-БА может значительно ингибировать факторы воспаления, вырабатываемые клетками HK-2, индуцированные I/R. Между тем, количественная флуоресцентная RT-PCR в режиме реального времени показала, что α - BA может снижать экспрессию ключевых мишеней MAPK3 и PPARG генов в процессе AKI, что согласуется с результатами, предсказанными сетевой фармакологией.
В данном исследовании использовалась сетевая фармакология традиционной китайской медицины для поиска активных ингредиентов и потенциальных мишеней ладана, а также связанных с ним мишеней AKI. Всего было получено 72 пересечения между активными ингредиентами и мишенями заболеваний. Затем был проведен анализ обогащения сигнальных путей GO и KEGG по этим целям для предсказания основных активных ингредиентов AKBA, α - BA и т.д. Лечение AKI в основном было достигнуто путем регулирования таких мишеней, как MAPK3, PPARG, PTGS2, Toll-подобные рецепторы, TNF и NF - κ B сигнальные пути для облегчения ишемии, повреждения гипоксией и регулирования клеточного апоптоза. Между тем, эксперименты на клетках in vitro предварительно подтвердили точность и надежность прогноза, обеспечив справочную основу для последующих исследований и клинического продвижения традиционной китайской медицины. Однако он все еще имеет определенные ограничения и нуждается в дальнейшей проверке с помощью экспериментов на животных.