Изучение потенциального механизма действия препарата Цзинцзе Фанфэн в лечении коронавирусной пневмонии на основе сетевой фармакологии и молекулярного докинга
В декабре 2019 года в Ухане вспыхнула романо-коронавирусная пневмония, вызванная романо-коронавирусом (SARS CoV-2). Основными симптомами заболевания являются лихорадка, усталость и сухой кашель. У тяжелых пациентов через неделю после начала заболевания часто наблюдается затрудненное дыхание и/или гипоксемия, а в тяжелых случаях они быстро прогрессируют до острого респираторного дистресс-синдрома, септического шока, трудно поддающегося коррекции метаболического ацидоза и нарушений свертываемости крови. По состоянию на 24:00 26 мая 2020 года в Китае зарегистрировано в общей сложности 82993 подтвержденных случая заболевания, из них 79 подтвержденных случаев (включая 5 тяжелых), 78280 вылеченных и выписанных больных и 4634 случая смерти. В то же время продолжает расти число случаев заражения за рубежом, общее число подтвержденных случаев превышает 5,5 миллиона. Это уже третья крупномасштабная вспышка коронавируса за 20 лет XXI века, после тяжелого острого респираторного синдрома (SARS) в 2003 году и ближневосточного респираторного синдрома (MERS) в 2015 году. Коронавирус представляет собой серьезную угрозу для здоровья человека каждый раз, когда он распространяется в больших масштабах, создавая серьезные проблемы и тяжелое бремя для социального и экономического развития. Однако в настоящее время в клинической практике не существует специфического препарата для лечения пневмонии, вызванной коронавирусом, и в основном используется поддерживающая терапия. Поэтому необходимо срочно провести исследование соответствующих препаратов.

С момента вспышки эпидемии нового коронавируса, согласно соответствующим планам диагностики и лечения и рекомендациям провинций, городов и автономных районов, китайская медицина широко использовалась для лечения нового коронавируса, из которых многие провинции и города рекомендуют использовать Schizonepeta tenuifolia и Fangfeng в традиционной китайской медицине. Schizonepetae Herba (SH) - это сухая надземная часть Nepeta cataria L., растения семейства Lamiaceae. Она обладает резким вкусом, слегка теплым характером и оказывает действие, облегчающее внешние симптомы, рассеивающее ветер, проникающее в сыпь и устраняющее язвы. Saposhnikoviae Radix (SR) - вид растения семейства Зонтичные (Umbelliferae), Saposhnikovia divaricata (Trucz.) Schischk Сухие корни, с резким и сладким вкусом, слегка теплого характера. Оказывает действие, рассеивая ветер, снимая боль, рассеивая сырость и останавливая спазмы. Цзинцзе и Фанфэн - королевские лекарства Фанфэн Туншэн Вана, записанные в "Сюаньмин Лун Фан". В "Ши цзинь мо яо дуй" они записаны как пара лекарств для рассеивания ветра и холода, рассеивания ветра и подавления сырости. И Jingjie, и Fangfeng обладают жаропонижающим, болеутоляющим, седативным, антибактериальным, противовоспалительным, кровоостанавливающим и другими эффектами.

С момента своего появления в 2008 году сетевая фармакология стала новой дисциплиной, которая систематически выявляет регуляторные сетевые эффекты традиционной китайской медицины на организм. Благодаря целостным и систематическим методам исследования и акценту на лекарственных взаимодействиях, которые соответствуют многоцелевым и многопутевым характеристикам традиционной китайской медицины, она стала эффективным инструментом для систематического анализа многоцелевых и многопутевых механизмов формул традиционной китайской медицины. Многочисленные исследования успешно изучили механизм действия традиционной китайской медицины с помощью сетевой фармакологии. В этой статье мы попытаемся изучить потенциальный механизм лечения коронавирусной пневмонии с помощью методов сетевой фармакологии и молекулярного докинга, а также дать рекомендации по клиническому применению Jingjie Fangfeng. Во-первых, активные ингредиенты и их цели в Schizonepeta tenuifolia были собраны путем поиска в базах данных TCMSP, ETCM и BATMAN-TCM, а цели, связанные с коронавирусной пневмонией, были собраны в базах данных GeneCards, OMIM и NCBI Gene. Затем их пересечение было проанализировано с помощью базы данных STRING для изучения белковых взаимодействий между ключевыми мишенями, а база данных DAVID использовалась для анализа биологических функций и путей. Наконец, для молекулярного докинга потенциальных фармакологических веществ и ключевых мишеней использовали программу Autodock.

Цзинцзе и Фанфэн - распространенные традиционные китайские лекарства для рассеивания ветра, снятия поверхностного жара, очищения от жара и снижения температуры. Они обладают такими фармакологическими эффектами, как противовоспалительный, антибактериальный, противовирусный и жаропонижающий. С момента вспышки эпидемии коронавирусной инфекции Schizonepeta tenuifolia и Saposhnikovia divaricata широко используются для лечения коронавирусной пневмонии. Они обладают относительно удовлетворительной клинической эффективностью и улучшают показатели клинического излечения. Однако механизм их действия не ясен, и не хватает экспериментальных исследований на молекулярном уровне. Поэтому углубленное изучение и анализ механизма действия Jingjie Fangfeng при лечении коронавирусной пневмонии, изучение его потенциальных мишеней, определение направления для последующего исследования молекулярного механизма Jingjie Fangfeng и имеет большое значение для клинического применения. В данной статье на основе сетевой фармакологии и технологии молекулярного докинга изучаются активные ингредиенты, потенциальные мишени и пути действия Jingjie Fangfeng при лечении коронавирусной пневмонии. Было установлено, что препарат Цзинцзе Фанфэн может воздействовать на такие мишени, как IL6, TNF, MAPK1, IL1 β, TP53 через такие активные вещества, как лютеолин, кверцетин, вогонин, бета-ситостерин и т.д., регулируя такие биологические процессы, как реакция воспаления, положительная регуляция транскрипции промотора РНК-полимеразы II, иммунный ответ и отрицательная регуляция апоптоза. Оказывает многокомпонентное, многоцелевое и многоканальное фармакологическое действие против коронавирусной пневмонии через сигнальный путь TNF, сигнальный путь PI3K Akt, взаимодействие рецепторов цитокинов, сигнальный путь MAPK, сигнальный путь HIF-1, сигнальный путь Toll-подобных рецепторов, сигнальный путь Т-клеточных рецепторов и т.д.

Параметры PPI-сети показывают, что значения степени 23 белков, включая IL6, TNF, MAPK1, TP53, IL1 β, RELA и IL10, выше среднего, что указывает на их тесную связь с другими белками и сильное взаимодействие в PPI-сети. Среди них белки, связанные с факторами воспаления, такие как IL6, IL1 β, TNF и IL10, имеют высокие значения степени и расположены в центре сети. Эти белки-мишени участвуют в иммунном ответе и воспалительном процессе при респираторных заболеваниях и тесно связаны со стимуляцией дыхательных путей воспалительным ответом. Недавнее исследование вскрытия останков пациентов с коронавирусной пневмонией показало значительное повреждение легких и явные воспалительные поражения, что свидетельствует о том, что воспаление играет важную роль в развитии заболевания. Цзинцзе Фанфэн может оказывать противовоспалительное действие через эти мишени. Киндрачук и др. обнаружили, что ингибиторы, направленные на сигнальные пути MAPK и PI3K Akt, подавляют репликацию коронавируса как до, так и после вирусной инфекции. Результаты обогащения KEGG также показали статистические различия в обогащении сигнальных путей MAPK и PI3K Akt. Сигнальный путь HIF-1 также играет важную роль в поддержании гомеостаза альвеолярных эпителиальных клеток и патогенезе заболеваний, что согласуется с результатами обогащения KEGG-пути. Это указывает на то, что активные вещества препарата Jingjie Fangfeng могут оказывать фармакологическое действие против коронавирусной пневмонии через сигнальный путь MAPK, сигнальный путь PI3K Akt и сигнальный путь HIF-1.

Проведя скрининг сетевой фармакологии, мы обнаружили, что соединения лютеолина, кверцетина, вогонина и бета-ситостерина имеют умеренные значения, превышающие среднее значение в сети "компонент-мишень-путь". Поэтому мы состыковали эти четыре компонента с пятью лучшими молекулами в сети PPI, и результаты показали, что энергии состыковки этих четырех компонентов с IL6, TNF, MAPK1 и IL1 β были менее -5 ккал/моль, а энергия состыковки бета-ситостерина с TP53 была менее -0,5 ккал/моль. Это указывает на то, что активные химические компоненты Schizonepeta tenuifolia могут стабильно связываться с белками IL6, IL1 β, TNF и TP53. Между тем, исследования показали, что лютеолин, кверцетин, вогонин и бета-ситостерин проявляют хорошую противовоспалительную активность, что свидетельствует о том, что эти компоненты играют важную роль в противовоспалительном эффекте препарата Jingjie Fangfeng. Поскольку COVID-19 является новым заболеванием, и мишени заболевания не полностью изучены, мы проверили стыковку химических компонентов со значениями степени выше среднего с ACE2 вируса атипичной пневмонии и основной протеазой COVID-19, и обнаружили, что все четыре химических вещества достигли хороших результатов стыковки с ACE2 и основной протеазой COVID-19. Это указывает на то, что активное вещество Jingjie Windproof может связываться с этими двумя белками и оказывать противокоронавирусное действие против пневмонии.

Таким образом, в данном исследовании с помощью методов анализа сетевой фармакологии были изучены действующие вещества и мишени препарата Jingjie Fangfeng для лечения коронавирусной пневмонии, а также подтверждены проверенные мишени с помощью технологии молекулярного докинга. В то же время активные вещества были состыкованы с рецептором ACE2 вируса SARS и основной протеазой COVID-19, и был обнаружен потенциальный антикоронавирусный потенциал Jingjie Fangfeng. Это обеспечивает поддержку клинического применения и разработки Jingjie Fangfeng, а также закладывает основу для последующего скрининга активных веществ и целевых исследований Jingjie Fangfeng исследовательской группой.