Изучение механизма действия семи комбинированных рецептов на основе сетевой фармакологии при лечении язвенного колита
Язвенный колит (ЯК) широко известен в медицинском сообществе как трудноизлечимое заболевание. Из-за своего рецидивирующего и упорного характера он серьезно влияет на работу и качество жизни пациентов. В настоящее время не существует специфических лекарств. Западная медицина разделяет ЯК на активную фазу и фазу ремиссии, при этом активная фаза классифицируется как легкая, умеренная и тяжелая формы ЯК. Препараты для лечения разных стадий и степеней примерно одинаковы и часто включают в себя аминосалициловую кислоту, глюкокортикоиды и иммунодепрессанты. Традиционная китайская медицина имеет долгую историю профилактики и лечения ЯК, которая восходит к "Внутреннему канону" Желтого императора. ЯК классифицируется как "кишечная депрессия", "диарея", "хроническая дизентерия" и "дизентерия". Считается, что первопричиной этого заболевания является дефицит селезенки, а длительная болезнь влияет на почки, что приводит к дефициту селезенки и почек. Поэтому главным основополагающим принципом должно быть согревание середины и укрепление селезенки, согревание почек и помощь ян. Традиционная китайская медицина обладает уникальными преимуществами в лечении этого заболевания, основанными на дифференциации синдромов. В 2017 году отделение болезней селезенки и желудка Китайской ассоциации традиционной китайской медицины выпустило "Консенсусное мнение экспертов по диагностике и лечению язвенной болезни кишечника (2017)" (далее - "Консенсусное мнение экспертов (2017)"), в котором дифференциация синдромов ЯК разделена на 7 типов: синдром влажного тепла толстой кишки, синдром интенсивного выделения тепловых токсинов, синдром накопления влаги при дефиците селезенки, смешанный синдром холода и тепла, синдром депрессии печени и дефицита селезенки, синдром дефицита ян селезенки и почек, синдром дефицита инь крови. Для 7 различных типов синдромов ЯК в традиционной китайской медицине существуют соответствующие формулы классической китайской медицины, которые являются более точными в профилактике и лечении ЯК. Однако из-за сложного состава, большого количества ингредиентов и сложной интеграции информации в формулах классической китайской медицины в настоящее время существуют общие черты и различия между 7 формулами классической китайской медицины для лечения ЯК. Половые компоненты не были систематически и всесторонне изучены, а конкретные показатели оценки, такие как целевые пути, соответствующие дифференциации синдромов, не были глубоко исследованы.
Сетевая фармакология - это новая, междисциплинарная и передовая дисциплина в эпоху искусственного интеллекта и больших данных для систематического изучения лекарств. Она делает акцент на интерпретации механизмов заболеваний и действия лекарств с точки зрения биологических сетей в целом. Философия исследования совпадает с холистическим мышлением традиционной китайской медицины, предоставляя новый метод для систематического изучения формул традиционной китайской медицины. Данное исследование посвящено семи классическим формулам китайской медицины, используемым для лечения ЯК. С помощью методов сетевой фармакологии анализируются общие и дифференцированные механизмы действия классических формул при лечении ЯК с акцентом на изучение общих и уникальных важных компонентов, мишеней и путей действия этих формул. Основываясь на фундаментальном патогенезе этого заболевания, репрезентативная классическая формула фундаментального метода лечения "согревание середины и укрепление селезенки, согревание почек и помощь ян" - Fuzi Lizhong Pill (FLZP) - выбрана для экспериментальной проверки ключевых целей селезеночно-почечного ян-дефицитного типа ЯК, чтобы обеспечить основу для потенциального открытия лекарств и клинически точного лечения различных синдромов ЯК, а также предоставить новые идеи для потенциальных специфических показателей оценки дифференциации синдромов ЯК.

 

1. Важные цели семи классических формул соединений

(1) Общие важные цели

В сети PPI на основе ранжирования по степени важности были отобраны 42 важные цели, которые в основном были разделены на 5 категорий: белковые тирозиновые фосфатазы (PTPN1, PTPN2, PTPN6, PTPN11 и др.), фосфатидилинозитол-3-киназы (PIK3R1, PIK3CB, PIK3CA и др.), митоген-активируемые протеинкиназы (MAPK1, MAPK3, MAPK8, MAPK14 и др.), циклин-зависимые киназы (CDK1, CDK2, CDK4 и др.) и другие важные мишени (VEGFA, HSP90AA1, LCK и др.). Эти важные мишени могут послужить основой для таргетной терапии ЯК.

Семейство белковых тирозинфосфатаз (PTPs) играет важнейшую роль в регуляции основных клеточных сигнальных путей, включая пролиферацию, дифференцировку и выживание клеток. Было показано, что PTPN2 является основной мишенью UC на уровне клеток толстой кишки. Фосфатидилинозитол-3-киназа (PI3K) - важная молекула в сигнальном пути, регулируемом факторами роста, играющая решающую роль во внутриклеточной сигнализации в ответ на внеклеточные стимулы. Sun et al. обнаружили увеличение экспрессии белка PIK3CA в ткани толстой кишки крыс с ЯК с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией и белкового иммуноблотинга.
Митоген-активированная протеинкиназа (MAPK) связана с различными видами жизнедеятельности, участвуя в клеточных реакциях на различные стимулы, регулируя клеточную пролиферацию и дифференцировку, влияя на выживаемость и апоптоз клеток. Zhu et al. обнаружили, что киназа 1 (ERK1) и ERK2, члены семейства MAPK, регулируемые внеклеточным сигналом, были повышены в слизистой оболочке кишечника крыс с моделью ЯК.
Циклин-зависимые киназы (CDK) играют важную роль в сети регуляции клеточного цикла. Кроме того, некоторые мишени с чрезвычайно высокими значениями степени, такие как белок теплового шока (HSP) 90AA1 и киназы семейства не-рецепторных тирозинкиназ (LCK), не получили четкого подтверждения в текущих исследованиях и заслуживают нашего внимания.
(2) Каждое соединение имеет уникальные важные цели
С помощью платформы STRING и программного обеспечения Cytoscape были получены 14 уникальных важных мишеней, таких как фактор активации транскрипции сигнальной трансдукции 1 (STAT1, уникальный для формулы влажного тепла для толстой кишки), который является важным сигнальным белком, способным способствовать экспрессии факторов клеточной адгезии, приводить к агрегации лимфоцитов, усиливать воспалительные реакции и значительно увеличивать экспрессию в ткани толстой кишки крыс с ЯК; Аномальная активация Toll-подобного рецептора 4 (TLR4, уникальный для смешанной формулы холода и тепла) тесно связана с возникновением и развитием ЯК, что приводит к высвобождению ряда воспалительных факторов и производству или усугублению воспалительного повреждения тканей; Уникальный белок-супрессор опухоли P53 (TP53) и белок связывания рецепторов факторов роста 2 (GRB2) в формуле дефицита ян селезенки почек являются тесно связанными мишенями для опухолей. Ген TP53 в настоящее время является наиболее связанным с опухолями геном-супрессором, обнаруженным в настоящее время; GRB2 - широко экспрессируемый адаптерный белок в клетках, который высоко экспрессируется в различных опухолевых тканях. У некоторых пациентов с ЯК может развиться рак толстой кишки, и традиционная китайская медицина классифицирует рак как "накопление" и "патологические изменения", считая, что лежащий в основе заболевания дефицит на самом деле является его патогенезом. Основным базовым дефицитом является дефицит селезенки и почек, о чем говорится в "Цзинъюэ цюаньшу": "Люди с дефицитом селезенки и почек и слабым дисбалансом часто страдают болезнями накопления". Это сходно с патогенезом традиционной китайской медицины при ян-дефиците селезенки и почек типа UC. Таким образом, мишени TP53 и GRB2, тесно связанные с опухолями, являются уникальными и важными мишенями для лечения ЯК с помощью формул дефицита селезенки и почек ян. Этот результат в определенной степени отражает общую концепцию и диалектические особенности лечения традиционной китайской медицины. Уникальные белковые мишени, упомянутые выше, заслуживают внимания при исследовании точного лечения различных синдромов ЯК по ТКМ, а также могут служить специфическими показателями оценки для классификации синдромов ЯК по ТКМ.
2. Важные компоненты семи классических формул соединений
(1) Общие важные компоненты

При взаимном сопоставлении семи классических ингредиентов были отобраны четыре важных компонента, включая каэмпферол, β - ситостерол, бетулиновую кислоту и стигмастерол, и все они показали хорошие результаты при состыковке с важными мишенями. Каэмпферол может облегчить экспериментальный ЯК у мышей путем восстановления микробиоты кишечника и регулирования сигнальных путей, связанных с TLR4; β - ситостерол может значительно снизить уровни TNF - α, IL-6 и IL-1 β у мышей с колитом, вызванным DSS, и оказывает терапевтическое действие на экспериментальный ЯК; Бетулиновая кислота может ингибировать повреждение, вызванное колитом, у крыс на модели воспалительного заболевания кишечника, вызванного 2,4,6-тринитробензолсульфоновой кислотой (TNBS); Догестерол может значительно ингибировать укорочение толстой кишки, уменьшить тяжесть колита, значительно уменьшить воспалительные факторы, такие как IL-1 β и IL-6, и таким образом улучшить DSS-индуцированный колит у мышей. Эти ингредиенты могут служить важными ориентирами для исследования препаратов для лечения ЯК.
(2) Каждый состав содержит уникальные важные ингредиенты
Сравните и проанализируйте важные компоненты различных классических рецептур, чтобы получить их уникальные важные компоненты. Формула для лечения влажного жара в толстом кишечнике содержит такие ингредиенты, как байкалин и байкалеин, которые обладают противовоспалительным, антиоксидантным, противоаллергическим и противоопухолевым действием. Байкалин может эффективно облегчить воспалительную реакцию и воспалительное патологическое повреждение слизистой оболочки толстой кишки у крыс с ЯК, а механизм его действия может быть связан с эффективным повышением экспрессии белка теплового шока 70 (HSP70) в слизистой оболочке толстой кишки; Формула для лечения дефицита селезенки и накопления сырости включает холестерин, который широко распространен в крови человека и является важным сырьем для производства гормонов в организме. Его производные также обладают антибактериальным, противовирусным, противовоспалительным и другими эффектами; В смешанной формуле от холода и жара присутствуют алкалоиды, такие как алкалоиды ямса, которые относятся к сычуаньскому перцу. Алкалоиды сычуаньского перца обладают противовоспалительным и обезболивающим действием, а также способностью подавлять агрегацию тромбоцитов; Формула для лечения дефицита ян почек селезенки содержит такие ингредиенты, как алкалоиды вучжуцзы, которые могут облегчить патологическое повреждение слизистой оболочки толстой кишки и подавить движение гладких мышц в кишечнике, тем самым оказывая терапевтическое воздействие на экспериментальный язвенный колит; При дефиците иньской крови присутствуют такие компоненты, как кетон янмэй, который является полигидроксифлавонольным соединением с такими фармакологическими эффектами, как противовоспалительный, антиоксидантный и противоопухолевый. Основываясь на результатах сетевой фармакологии, эти компоненты могут служить важными ориентирами для потенциальных исследований лекарственных средств в прецизионном лечении различных типов ЯК.
3. Важные пути семи классических формул соединений
(1) Общие важные пути
Анализ KEGG-путей показывает, что общие важные мишени в основном включают пути, связанные с воспалением, и пути, связанные с болезнями. Пути, связанные с воспалением, в основном включают PI3K Akt, ренин-ангиотензиновую систему (RAS), VEGF и другие сигнальные пути; сигнал PI3K Akt контролирует возникновение и прогрессирование рака, участвуя в таких процессах, как рост и развитие клеток, и может опосредовать возникновение и развитие ЯК. Активированный Akt может активировать NF - κ B, повышать уровень транскрипции провоспалительных факторов и расширять воспалительную реакцию; RAS в основном отвечает за регуляцию жидкости в организме и представляет собой систему каскадных реакций с участием множества гормонов. Исследования показали, что возникновение и развитие ЯК у мышей может регулироваться путем влияния на экспрессию локальных RAS в толстой кишке; значительное увеличение экспрессии VEGF в воспалительных тканях ЯК может влиять на микроциркуляцию слизистой оболочки кишечника, усугублять повреждение слизистой оболочки кишечника гипоксией, что свидетельствует об активации сигнального пути VEGF, индуцированного ЯК. Это позволяет предположить, что общий механизм различных классических рецептур может заключаться в профилактике и лечении ЯК путем регулирования путей, связанных с воспалением, таких как PI3K Akt, RAS, VEGF и т.д. Пути, связанные с заболеваниями, в основном включают гепатоцеллюлярную карциному, рак поджелудочной железы, гепатит B, рак простаты и другие пути, в основном связанные с раком, которые могут быть связаны с тенденцией к раку при ЯК.
(2) Каждое соединение имеет свой собственный важный путь
Путем сравнения и анализа важных путей различных классических формул были получены потенциальные уникальные важные пути каждой формулы: формула влажного тепла для толстого кишечника имеет такие пути, как Янус-киназа/сигнальный преобразователь и активатор транскрипции (JAK-STAT) и т.д. Исследования показали, что формула влажного тепла толстого кишечника может улучшить степень патологических изменений в слизистой оболочке толстого кишечника крыс, подвергшихся воздействию влажного тепла, эффективно уменьшить воспалительные реакции и ингибировать сигнальный путь JAK2/STAT3, создавая отрицательную обратную связь и уменьшая его активацию; формула горячего яда Чишенг имеет такие пути, как гормоны щитовидной железы и метаболизм холина при раке. Свободные гормоны щитовидной железы в плазме крови могут косвенно влиять на воспалительную реакцию желудочно-кишечного тракта, а метаболиты холина могут влиять на путь синтеза жирных кислот, способствуя воспалительной реакции и ускоряя развитие рака. Формула Hot Poison Chisheng обладает противовоспалительным и язвозаживляющим действием. Это могут быть уникальные пути для терапевтического эффекта формулы Hot Poison Chisheng; формула для лечения дефицита селезенки и накопления сырости имеет такие пути, как AD, а микробиота кишечника играет важную роль в возникновении AD. Она может регулировать физиологические, поведенческие и когнитивные функции мозга через нейронные, эндокринные, иммунные и метаболические пути оси "мозг - кишечник". Формула для лечения дефицита селезенки и накопления сырости может регулировать дисбиоз структуры микробиоты кишечника у пациентов с дефицитом селезенки и застоем сырости типа ЯК, тем самым способствуя восстановлению поврежденных тканей кишечника. Это позволяет предположить, что дефицит селезенки и накопление сырости при ЯК могут быть тесно связаны с АД; Смешанная формула холода и тепла включает такие пути, как HIF-1. В гипоксической среде воспалительный очаг активируется по пути HIF-1, повышается уровень экспрессии генов-мишеней HIF-1, что приводит к ремоделированию сосудов, изменению проницаемости и повышенному высвобождению факторов воспаления. Затем организм переходит в состояние хронического воспаления; в формуле депрессии печени и дефицита селезенки задействованы сигнальные пути, такие как эстроген. Эстроген может активировать рецептор эстрогена β 1 (ER β 1) путем связывания с эстрогеном, ингибировать путь P38/MAPK и снижать экспрессию IL-6 и уровень оксида азота (NO) у пациентов с ЯК, тем самым препятствуя развитию заболевания ЯК; Формула дефицита ян селезенки и почек имеет такие пути, как рецепторы Т-клеток. Клональная экспансия Т-клеток, экспрессирующих TCR - β, у пациентов с ЯК связана с тяжестью заболевания и участвует в опосредовании кишечного воспаления. Эти уникальные пути заслуживают внимания в точных исследованиях лечения различных синдромов ЯК с помощью ТКМ.
Традиционная китайская медицина считает, что болезнь ЯК часто вызывается сыростью и застоем селезенки, ненормальными движениями здоровья, патогенным застоем в кишечнике, препятствием циркуляции ци и крови, что приводит к застою в органах и ци, потере крови и распаду плоти, а также поносу, красному, белому, гнойному и кровавому. Со временем часто поражается ян почек, что приводит к недостаточности селезенки и почек, а в дальнейшем развивается ЯК типа недостаточности ян селезенки и почек. Дефицит селезенки и почек стал основным пониманием патогенеза ЯК в традиционной китайской медицине, и они также являются ключевыми факторами, которые делают ЯК трудноизлечимым. Поэтому в разделе экспериментов на животных в данной статье для исследования выбран репрезентативный синдромный тип ЯК по ТКМ - ЯК с дефицитом ян селезенки и почек. Он проявляется как ян-дефицит селезенки и почек типа UC. Дефицит селезенки и почек стал основным пониманием патогенеза ЯК в традиционной китайской медицине, и они же являются ключевыми факторами, затрудняющими лечение ЯК. Поэтому в разделе экспериментов на животных для исследования в данной статье был выбран репрезентативный для ТКМ тип синдрома ЯК - ЯК с дефицитом ян селезенки и почек.
Секреция провоспалительных цитокинов, таких как TNF - α и IL-6, играет важную роль в возникновении и развитии ЯК. TNF - α может активировать эпителиальные клетки, индуцировать хемокины, вызывать агрегацию нейтрофилов, усиливать воспалительные эффекты и повреждать слизистую оболочку кишечника. Его уровень в сыворотке крови положительно коррелирует с тяжестью ЯК; IL-6 может индуцировать экспрессию цитокинов, усиливать биологическую активность TNF α и ухудшать воспалительную реакцию. Его уровень в сыворотке крови может отражать тяжесть ЯК. Результаты данного исследования показали, что Фузи Личжун Вань может значительно подавлять активность TNF - α и IL-6 в сыворотке крови крыс с селезеночно-почечным янь дефицитом типа ЯК, что указывает на его противовоспалительный эффект. Кроме того, в данном исследовании был проведен статистический анализ частоты использования 7 классических сложных лекарственных трав для получения важных лекарственных трав. Было установлено, что пять лекарственных трав, входящих в состав Fuzi Lizhong Wan в формуле "Селезенка-почки-Ян", являются важными лекарственными травами. Предыдущие исследования автора показали, что Фузи Личжун Вань обладает свойствами многокомпонентного, многоцелевого и многопутевого лечения ЯК.
Таким образом, четыре важных компонента β - ситостерин, стигмастерин, бетулиновая кислота и каэмпферол в семи классических рецептурах могут воздействовать на 42 важные мишени, такие как PTPN1, MAPK1, CDK1 и VEGFA. Регулируя воспалительные сигнальные пути, такие как PI3K Akt, RAS и VEGF, они могут регулировать иммунитет, устранять воспаление, регулировать апоптоз клеток и бороться с раком. Это дает основание для исследования лекарственных средств и целенаправленной терапии ЯК; пилюля Фузи Личжун может лечить ЯК типа дефицита ян почек селезенки, воздействуя на воспалительные мишени, такие как TNF - α и IL-6, и ее механизм может быть связан с регулированием воспалительных путей, таких как рецепторы Т-клеток. По мере развития ЯК возникают различия в мишенях, путях и компонентах различных синдромальных типов классических формул ТКМ для ЯК. 14 уникальных и важных мишеней, таких как STAT1 (формула сырого тепла толстого кишечника), TLR4 (смешанная формула холодного тепла), TP53, GRB2 (формула дефицита ян селезенки) и т.д.; 30 уникальных важных компонентов, таких как байкалеин и байкалеин, а также 14 уникальных важных путей, таких как JAK-STAT, косвенно указывают на то, что существуют различия в синдромах традиционной китайской медицины при ЯК, и точное лечение должно быть основано на дифференциации синдромов. В то же время эти уникальные важные мишени, компоненты и пути заслуживают внимания при исследовании точного лечения различных синдромов ТКМ при ЯК, а уникальные белки-мишени могут также служить потенциальными индикаторами оценки для дифференциации синдромов ТКМ при ЯК.