Прогнозирование терапевтического эффекта суммарных флавоноидов из хризантемы Куньлунь Снежная на немелкоклеточный рак легких с помощью технологии сетевой фармакологии и предварительное исследование валидации
Рак легких - одно из самых распространенных онкологических заболеваний во всем мире. Около 85% случаев рака легкого приходится на немелкоклеточный рак легкого (НМРЛ). Основные клинические методы лечения рака легких включают хирургию, химиотерапию, лучевую терапию и биологическую терапию. Несмотря на эффективность полной хирургической резекции, необходимым условием является операбельность заболевания с медицинской точки зрения и возможность его правильного стадирования. Химиотерапевтические препараты обладают неспецифическими свойствами и часто вызывают серьезные токсические побочные эффекты. Традиционная китайская медицина играет уникальную роль в профилактике и лечении опухолей благодаря своим многоцелевым, многопутевым и многоэффективным свойствам. Было обнаружено, что некоторые ингредиенты традиционной китайской медицины и их экстракты обладают хорошим противоопухолевым действием, такие как матрин, генистеин, паклитаксел и т.д., некоторые из них широко используются в клинической практике. Хризантема снежная Куньлунь также известна как Coreopsis tinctoria Nutt. Современные фармакологические исследования показали, что синьцзянская хризантема Куньлунь богата различными химическими компонентами, такими как полифенолы, флавоноиды и полисахариды. Среди них флавоноиды обладают важными фармакологическими эффектами, такими как снижение уровня липидов в крови, регулирование уровня сахара в крови и противоопухолевое действие. Однако из-за большого количества флавоноидов, множества мишеней и многочисленных путей действия существуют определенные трудности в изучении их молекулярных механизмов для лечения заболеваний.
Сетевая фармакология - это метод исследования, основанный на системной биологии и междисциплинарной фармакологии, который строит многоуровневую сеть взаимодействия "лекарство-мишень-болезнь" для анализа лекарственных мишеней и механизмов на общем уровне. В данной статье сетевая фармакология в сочетании с экспериментами на клетках in vitro используется для анализа противоопухолевых компонентов и механизмов воздействия суммарных флавоноидов хризантемы куньлунь (KCTF) на НСКЛК, что дает экспериментальное обоснование для последующей разработки препарата и его клинического применения.

Флавоноиды, широко представленные в различных растениях, являются сильными антиоксидантами, способными эффективно уничтожать свободные радикалы в организме и оказывать важные фармакологические эффекты, такие как противоопухолевый, снижающий кровяное давление и предотвращающий старение. В данном исследовании проведен анализ общего содержания флавоноидов в хризантеме Куньлунь Снежной с использованием технологии ВЭЖХ. Результаты показали, что относительно высокое содержание флавоноидов включает эпигаллокатехин галлат, кверцетин, лютеолин, катехины и т.д. Результаты многочисленных исследований показали, что флавоноиды, такие как кверцетин и лютеолин, обладают хорошей противоопухолевой активностью в отношении различных солидных опухолей. Клеточные эксперименты in vitro показали, что общие флавоноиды из хризантемы Куньлунь Снежной оказывают значительное ингибирующее действие на пролиферацию клеток рака толстой кишки человека HCTI16 и клеток Caco-2. Однако особенности многокомпонентного, многоцелевого и многопутевого синергетического эффекта традиционной китайской медицины затрудняют современные исследования механизма действия этого препарата.
В 2007 году Хопкинс предложил сетевую фармакологию, которая представляет взаимосвязь между лекарствами, мишенями и заболеваниями в виде сети. Использование сетевой фармакологии позволяет систематически анализировать компоненты традиционной китайской медицины, изучать общие мишени лекарств и болезней, а также проводить дальнейший анализ биологических функций и сигнальных путей. Эта целостная и систематическая модель исследования соответствует целостной теории традиционной китайской медицины.
В этом исследовании 68 компонентов KCTF были проверены с помощью TCMSP, и была предсказана 891 цель для 27 флавоноидных компонентов. После пересечения с мишенями НСКЛ было получено 217 возможных мишеней для вмешательства KCTF в НСКЛ. Среди них такие важные мишени, как MAPK1, EGFR, Tp53, Akt, Bax, Bcl-2, Caspase 3, связаны с несколькими химическими компонентами, что указывает на тесную синергетическую связь между активными компонентами KCTF. Для дальнейшего анализа механизма действия KCTF на НСКЛК была проанализирована взаимосвязь между ними путем построения сети PPI и обогащения биологических путей KEGG. Результаты показали, что сигнальный путь PI3K Akt, антиапоптотический сигнальный путь Bax/Bcl-2, сигнальный путь p53, сигнальный путь MAPK и т.д. связаны с противоопухолевым эффектом KCTF.
Основными механизмами действия противоопухолевых препаратов являются индуцирование апоптоза опухолевых клеток, ингибирование клеточного цикла и подавление миграции. Исследования показали, что многие растительные флавоноиды (такие как куркумин, антоцианы, эпигаллокатехин галлат, кверцетин и др.) могут вмешиваться в сигнальный путь PI3K Akt, непосредственно ингибировать PI3k или блокировать сигнальный путь PI3K Akt, далее регулировать экспрессию нижележащих эффекторных молекул, ускорять клеточный цикл опухоли, способствовать апоптозу клеток и подавлять их пролиферацию, достигая противоопухолевого эффекта. Xiang et al. обнаружили, что кверцетин индуцирует апоптоз в клетках HeLa, снижая экспрессию PI3k, Akt и Bcl-2 в сигнальном пути PI3K Akt, повышая экспрессию Bax и вызывая остановку клеточного цикла в G0/G. Экстракт османтуса может проявлять противоопухолевую активность, подавляя экспрессию ММП-2 и ММП-9 в сигнальном пути PI3K Akt, подавляя пролиферацию клеток меланомы человека и вызывая их апоптоз. Результаты эксперимента на клеточном уровне показали, что суммарные флавоноиды из Chrysanthemum morifolium значительно подавляли пролиферацию клеток A549, способствовали их апоптозу и ингибировали миграцию клеток. На уровне мРНК было установлено, что суммарные флавоноиды из Chrysanthemum morifolium повышают экспрессию Bax и снижают экспрессию Bcl-2 и MMP-2. Когда Bax высоко экспрессируется в клетках, клетки чувствительны к сигналам смерти и способствуют апоптозу. При высокой экспрессии Bcl-2 он может образовывать гетеродимеры с Bax, ингибируя апоптоз клеток. Таким образом, соотношение Bax/Bcl-2 в клетках играет важную роль в определении чувствительности клеток к апоптозу. Таким образом, эксперименты по проверке вестерн-блота на клеточном уровне показали, что суммарные флавоноиды из Scutellaria baicalensis значительно повышают соотношение Bax/Bcl-2, способствуя апоптозу в клетках A549. Основываясь на результатах анализа сетевой фармакологии, общие флавоноиды из Scutellaria baicalensis могут воздействовать на НСКЛ через множество мишеней и путей, а их противоопухолевая активность может быть связана с экспрессией генов апоптоза Bax и Bcl-2.
В данной статье наблюдалось противоопухолевое действие суммарных флавоноидов экстракта Chrysanthemum morifolium на клетки A549 на клеточном уровне. Однако из-за низкого выхода общих флавоноидов, очищенных с помощью макропористой смолы, и высокого IC50 препарата при ингибировании клеток, метод очистки будет оптимизирован для экспериментов на животных in vivo, чтобы увеличить выход флавоноидов и снизить концентрацию препарата. В сочетании с результатами анализа сетевой фармакологии будет продолжено изучение молекулярного механизма противоопухолевого действия препарата.