На основе анализа данных и исследования сетевой фармакологии изучен механизм действия высокочастотного препарата Синь Ань Гу Бэнь Пэй Юань в лечении хронической обструктивной болезни легких
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) - это гетерогенное заболевание, характеризующееся ограничением воздушного потока, нарушением газообмена, повышенной секрецией слизи и легочной артериальной гипертензией. В традиционной китайской медицине ХОБЛ часто называют по симптомам растяжения легких, кашля и хрипов. Основными факторами патогенеза заболевания являются дефицит, застой мокроты и крови, а основой - дефицит ци. Зачастую болезнь начинается в легких, распространяется на селезенку и заканчивается в почках. Если функции легких, селезенки и почек нарушены, а также если нарушен обмен жидкостей в организме, это приводит к задержке мокроты, застою крови, помутнению мокроты и задержке воды. Укрепление ци - один из важных принципов лечения ХОБЛ. Традиционная китайская медицина обладает ярко выраженным терапевтическим эффектом, способным улучшить симптомы кашля и астмы и повысить качество жизни.

Школа New An Gu Ben Pei Yuan, являющаяся наиболее представительным филиалом медицинской школы в New An Medicine, отстаивает академическое предложение "культивировать и питать селезенку и почки, а также заботиться о жизненной энергии". Укрепляя и защищая приобретенный фундамент человеческого тела, она достигает цели поддержки организма, устранения зла, лечения болезней и излечения от недугов. Ключ к укреплению основы лежит в укреплении ци легких, селезенки и почек, а основа питания сущности - в питании дисбаланса между ци, кровью, инь и ян. Ван Вэньци, врач из Сюнина во времена династии Цин, однажды сказал: "Селезенка - это чиновник житницы... Если человек долго кашляет и не получает питания, необходимо культивировать элемент селезенки, чтобы питать мать и ее детей". Чэн Вэньюй, известный врач из уезда Шэсянь, сказал: "Недостаток легочного золота часто вызван пересыханием почечной воды... Если инь поврежден внизу, а ян изолирован вверху... это потому, что хотя кашель находится в легких, он в почках". Новая теория Ань Гу Бэнь Пэй Юань характеризуется регулированием ци и крови, укреплением селезенки и желудка, а также пополнением ци почек. Она обладает выдающимися возможностями в профилактике и лечении ХОБЛ и оказывает явное терапевтическое воздействие.

В этой статье с помощью ассоциативных правил выявляются часто используемые пары препаратов для лечения ХОБЛ в медицинском справочнике New An Gu Ben Pei Yuan, которые представляют собой комбинацию женьшеня (Ginseng Radix et Rhizoma, GRR) и астрагала (Astragli Radix, AR). Женьшень Хуанци содержит множество ингредиентов, и механизм лечения ХОБЛ до сих пор неясен. Проведение исследований сетевой фармакологии комбинации женьшеня и астрагала позволит уточнить активные ингредиенты и цели женьшеня и астрагала, а также проанализировать механизм их действия при лечении ХОБЛ. Это может послужить теоретической основой для лечения ХОБЛ женьшенем и астрагалом, а также имеет положительное значение для интерпретации теории Синь Ань Гу Бэнь Пэй Юань.

 

Кашель, хрипы, одышка, ухудшение координации движений и боязнь ветра - распространенные симптомы синдрома дефицита ци легких, которые впервые были замечены в патологическом процессе ХОБЛ. Постепенное развитие дефицита ци легких затрагивает селезенку и переходит в дефицит ци легких и селезенки, что сопровождается такими симптомами, как плохой аппетит, вздутие живота или вздутие в эпигастральной области, рыхлый стул; по мере прогрессирования состояния могут появиться симптомы дефицита ци почек, такие как чрезмерное дыхание, поверхностное дыхание и недостаточное поступление ци, что указывает на дефицит ци легких, селезенки и почек. Стабильное лечение ХОБЛ в основном направлено на тонизирование легких, селезенки и почек, а также на стимулирование циркуляции ци, рассасывание мокроты и стимулирование кровообращения. Эффективная профилактика и лечение в стабильный период оказывают положительное влияние на снижение частоты острых приступов, улучшение самочувствия пациентов, замедление патологических изменений и прогрессирования заболевания.

Руководствуясь теорией укрепления фундамента и питания сущности, медицинские специалисты Синьаня восстанавливают функцию ци и крови в органах, тонизируя ци легких, селезенки и почек и устраняя такие патологические продукты, как мокрота, застой крови и задержка воды, что в значительной степени соответствует лечению стабильной ХОБЛ. Проанализировав шаблоны лекарств в целевой базе данных с помощью ассоциативных правил Apriori, было обнаружено, что сочетание женьшеня и астрагала имеет наибольшую уверенность в лечении ХОБЛ. Ван Цзи, врач из Медицинской школы Синьань, специализирующийся на укреплении фундамента и воспитании элементов, считает, что "женьшень и астрагал не только питают ян, но и питают инь". В клинической практике они умеют использовать женьшень и астрагал для укрепления селезенки и желудка, питания ци и крови, а также для баланса инь и ян. Чэнь Цзямо, медицинский эксперт из Цимэня времен династии Мин, писал в своей книге "Bencao Mengqi": "Женьшень может облегчить хрипы и кашель, разблокировать кровеносные сосуды и устранить огонь инь... Когда легкие холодные и поражены злом, он может вызвать одышку и затрудненное дыхание, и подходит для использования в случаях недостатка и хрипов". В "Травяном препарате" Ван Ань, известного врача уезда Шэсянь, говорится следующее: "Астрагал обрабатывается, чтобы оживить центральную нервную систему, оживить жизненную энергию, согреть тройной энергетик, укрепить селезенку и желудок... Если селезенка и желудок расслаблены, ци легких будет сильной, а поверхность мышц - твердой, центральная нервная система укрепится". Эти два препарата пользуются популярностью у врачей в Синьане. Они используются вместе для укрепления центральной нервной системы, оживления селезенки, оживления легких и культивирования земли, что соответствует основному патогенезу синдрома дефицита легких и селезенки в стабильной фазе ХОБЛ. Современные клинические исследования показывают, что назначение женьшеня и астрагала в качестве препарата-монарха оказывает хороший терапевтический эффект при стабильной стадии ХОБЛ. Доу и другие исследователи обнаружили, что самостоятельно приготовленный тонизирующий отвар для легких и почек (Даньшэнь, Шэньхуанци, Вуци) Вэйцзы и др.) может снизить балл синдрома ТКМ у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких, дефицитом ци легких и почек, увеличить PaO2 и уменьшить задержку CO2.

С помощью плагина cytoNCA в Cytoscape 3.7.2 были определены 33 активных ингредиента из женьшеня и астрагала перепончатого. На основе ранжирования по степени активности и с учетом данных научной литературы было установлено, что такие компоненты, как каэмпферол, гинзенозид Rh2 и герагенин, играют важную роль. Фенол Шаннаи представляет собой низкомолекулярное соединение желтого цвета с дифенилпропановой структурой, образующееся в результате конденсации 4-кумароил-КоА и трех малонил-КоА. Он может подавлять возникновение воспалительных реакций, подавляя активность связывания NF - κ B и миелоидного фактора дифференцировки 88 (MYD88). Гинзенозид Rh2 - один из основных биоактивных сапонинов женьшеня. Структурно Rh2 можно разделить на два типа: S-тип и R-тип. Среди них 20 (S) - мономер Rh2 является основной конфигурацией, выделенной из китайской травяной медицины. Исследования показали, что гинзенозид Rh2 эффективно подавляет активацию микроглии и выработку провоспалительных цитокинов, регулируя TGF- β 1/Smad-путь. Сапонин плюща - это встречающееся в природе тритерпеноидное соединение с гидроксиметильной группой в положении C-4 кольца A. Он нерастворим в воде и может ингибировать ядерную транслокацию NF - κ B и p-I κ B α, тем самым подавляя активацию NF - κ B, подавляя уровень NF - κ B в клетках, вызванный эндотоксином, и оказывая противовоспалительное действие на ядерную транслокацию NF - κ B.

С помощью функционального анализа GO пересекающихся мишеней было установлено, что астрагал женьшеневый может регулировать такие молекулярные функции, как связывание факторов транскрипции, регуляция рецепторов, активация сигнальных рецепторов, активность лигандов и т.д. в цитоплазматическом ядре, внеклеточном матриксе и внешних областях митохондриальных мембран, оказывая антиоксидантное воздействие, задерживая воспаление и подавляя такие биологические процессы, как апоптоз клеток и пролиферация эпителиальных клеток. Анализ обогащения путей KEGG показал, что эти мишени вовлечены в сигнальный путь PI3K Akt, сигнальный путь IL-17, сигнальный путь TNF, сигнальный путь HIF-1, сигнальный путь взаимодействия цитокиновых рецепторов, сигнальный путь Toll-подобных рецепторов, сигнальный путь Jak STAT, сигнальный путь MAPK, сигнальный путь рецепторов T-клеток, дифференцировку клеток Th17 и сигнальный путь Foxo. С помощью плагина ytoHubba в Cytoscape были отобраны десять основных генов со значениями степени. На основании литературных данных и анализа обогащения KEGG для углубленного анализа были выбраны Toll-подобные рецепторы (TLRs) и сигнальные пути дифференцировки Th17-клеток. В качестве основных генов, обогащенных двумя путями, были определены AKT1, IL6, CXCL8, MAPK1 и TNF - α. TLRs являются ключевыми рецепторами распознавания образов во врожденном иммунитете. Под воздействием таких факторов, как курение, вредные газы и микроорганизмы, TLRs формируют трансмембранную сигнальную трансдукцию, а затем регулируют транскрипцию, трансляцию и экспрессию генов воспаления через MYD88-зависимый NF - κ B путь. Они продуцируют и высвобождают факторы воспаления, такие как IL-6, IL-8, COX-2, PGE2 и др. Повреждая клетки, они также действуют как эндогенные лиганды и связываются с поверхностными рецепторами, такими как нейтрофилы и NK-клетки, синтезируя и высвобождая большое количество медиаторов воспаления и рекрутируя воспалительные клетки, что приводит к усилению и сохранению каскада легочного воспалительного ответа. TLR2, TLR4 и TLR9 вовлечены в патогенез ХОБЛ, среди которых TLR4 считается основным TLR, поддерживающим воспалительный ответ при ХОБЛ. Т-хелперные клетки 17 (Th17) - это особое подмножество хелперных Т-лимфоцитов, которые в первую очередь секретируют интерлейкин 17 (IL-17) и другие воспалительные цитокины. При хронических воспалительных заболеваниях дыхательных путей Th17 связываются с рецепторами на поверхности фибробластов, эпителиальных клеток и гладкомышечных клеток, вызывая иммунный ответ, который индуцирует пролиферацию и агрегацию нейтрофилов, что приводит к повреждению эпителия дыхательных путей и опосредует фиброз; по сравнению с Th17 клетками, Treg клетки обладают иммунными регуляторными функциями и выделяют противовоспалительные цитокины для повышения иммунной толерантности и подавления воспалительной реакции. Дисбаланс Th17/Treg считается важной причиной ХОБЛ. AKT - это высококонсервативная серин/треониновая протеинкиназа в эволюции. Активация AKT может подавлять транскрипционную активность FOXO3a и вызывать вовлечение пути p53/p21 в индуцированное сигаретами старение бронхиальных эпителиальных клеток. IL-6, как один из цитокинов, может способствовать дифференцировке Th17 (helper T cell 17) и индуцировать выработку провоспалительных цитокинов, таких как IL-17 (interleukin 17) и CXCL8 (chemokine 8), способствуя развитию ХОБЛ. CXCL8 является медиатором воспаления нейтрофилов. CXCL8 и другие хемокины, секретируемые легочными макрофагами, координируют транспорт нейтрофилов (PMNs) в легкие под воздействием внешних раздражителей (сигаретный дым, загрязнители воздуха). Секреция протеаз, вырабатываемых при скоплении нейтрофилов и других воспалительных клеток, может приводить к устойчивому и обширному повреждению тканей, а также стимулировать сокращение эпителия дыхательных путей и повышать его проницаемость для воспалительных клеток, участвуя в патогенезе ХОБЛ. TNF - α является важным медиатором воспаления, который может синергически активировать NF - κ B систему воспалительных клеток с сигаретным дымом, LPS и т.д. Он стимулирует высвобождение цитокинов, таких как IL-8, увеличивает количество нейтрофилов и индуцирует высвобождение матриксных металлопротеиназ (MMP-9, MMP-12 и др.), повреждая легочную альвеолярную стенку и усугубляя прогрессирование ХОБЛ. MAPK1 (mitogen activated protein kinase 1) - внутриклеточная серин/треониновая протеинкиназа, высококонсервативная в ходе эволюции и расположенная в цитоплазме до активации в ядре. Она может изменять экспрессию генов путем фосфорилирования факторов транскрипции, способствовать выработке факторов воспаления, таких как TNF - α, IL-1, IL-6, вызывать ряд воспалительных и иммунных реакций и, таким образом, играть роль в патогенезе ХОБЛ. AKT1, IL6, CXCL8, TNF - α и MAPK1 являются ключевыми мишенями, включенными в сигнальный путь Toll-подобных рецепторов и сигнальный путь дифференцировки клеток Th17. Кроме того, между этими генами существуют интерактивные регуляторные эффекты, которые могут влиять на возникновение и прогрессирование ХОБЛ через воспалительный иммунитет.

Для дополнительной проверки достоверности результатов сетевой фармакологии была использована технология молекулярного докинга между компонентами ядра и ключевыми мишенями. Результаты показали, что энергии связывания основных компонентов каэмпферола, гинзенозида Rh2 и герагенина с AKT1, IL6, CXCL8, MAPK1 и TNF - α были меньше -21,4 кДж/моль. Среди них энергия связывания AKT1 с гинзенозидом Rh2 и герагенином составила -44,8 кДж/моль, что указывает на сильную активность связывания между ними. Приведенные выше результаты свидетельствуют о том, что AKT1, IL6, CXCL8, MAPK1 и TNF - α могут быть важными мишенями для действия астрагала женьшеня.

Таким образом, благодаря анализу данных было подтверждено, что врачи клиники "Гу Бэнь Пэй Юань Пай" в Синьане эффективно используют препараты женьшеня-астрагала для лечения ХОБЛ. С помощью методов сетевой фармакологии была построена сеть "соединение-мишень" для анализа взаимодействия между компонентами женьшеня астрагала, мишенями и сигнальными путями в целом. Предполагается, что женьшень астрагала синергично воздействует на многочисленные мишени, такие как AKT1, IL6, CXCL8, MAPK1 и TNF - α через потенциальные фармакологические компоненты, такие как каэмпферол, гинсенозид Rh2 и герагенин, и оказывает противовоспалительное и иммунорегулирующее действие на ХОБЛ через сигнальные пути Toll-подобных рецепторов и сигнальные пути дифференцировки клеток Th17. Предварительно был раскрыт механизм действия препаратов женьшеня и астрагала при лечении ХОБЛ через многочисленные компоненты, мишени и пути. Последующие экспериментальные исследования могут быть проведены на паре женьшень-астрагал для скрининга основных компонентов препарата на предмет их воздействия на модели клеток эпителия дыхательных путей, индуцированные сигаретным дымом, выявления экспрессии основных белков-мишеней и углубленного изучения ключевых механизмов действия, что обеспечит новые направления и основу для разработки препаратов для лечения ХОБЛ.