Jolkinolide B'nin kolon tümörlerinin tedavisinde ağ farmakolojisi ve deneysel araştırmalara dayanan mekanizması
Kolorektal kanser (KRK) dünyada en sık görülen üçüncü malign tümördür ve insan sağlığı için ciddi bir tehdittir. 2015 yılında kolon kanserinden ölenlerin sayısı 774000'e ulaşmıştır. İnsanların yaşam tarzı ve beslenme yapısındaki muazzam değişiklikler nedeniyle, kolon kanserinin görülme oranı ve ölüm oranı her geçen yıl artmaktadır. Kolon kanserinin önlenmesi ve tedavisine yönelik araştırmaların güçlendirilmesi, Çin'de kanser kontrolünün önemli içeriklerinden biridir. Kolon tümörlerini hedef alabilen ve tümör hücresi apoptozunu teşvik edebilen doğal kaynaklardan elde edilen öncü bileşiklerin araştırılması giderek daha önemli hale gelmektedir. Geleneksel Çin ilacı "wolfberry" uzun bir kullanım geçmişine sahiptir ve halk tıbbında kolon kanseri tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu ilaç Çin Farmakopesi'nin 2020 baskısında yer almaktadır ve Euphorbiaceae familyasındaki Euphorbia fis cheriana Steud ve Euphorbia ebracteolata Hayata bitkilerinin kurutulmuş köküdür. İlk olarak "Shennong Materia Medica "da kaydedilmiştir ve esas olarak öksürük, birikintileri parçalamak, yaralar, fare nekrozu ve zehirlenme için kullanılır. Kuzeydoğu halkı kolon kanserini tedavi etmek için kaynatma suyunu kullanır. Araştırmalar, geleneksel Çin ilacı "wolfberry "nin kolon kanserli hayvanların hayatta kalma oranını 47% kadar uzatabildiğini göstermiştir.

Kurt zehrindeki aktif ikincil metabolitler esas olarak bol miktarda bulunan terpenoidlerdir. İlk aşamada, deney grubumuz, kurt üzümü tıbbi bitki kaynağı olan Euphorbia lanceolata'nın kurutulmuş köklerinden ent abietan, rosane ve diterpenoid dimerler gibi yapısal olarak çeşitli diterpenler izole etmiştir. Bunlar arasında, ent abietan diterpen Jolkinolite B (Şekil 1'de gösterilen yapı), kolon tümör hücresi SW480'in (IC50 = 9.5 μ mpl / L) çoğalmasını etkili bir şekilde inhibe edebilir ve CRC tedavisi için maddi bir temel sağlar, ancak etki mekanizması henüz net değildir. Önceki araştırmaların temeli göz önüne alındığında, CRC tedavisinde Jolkinolide B aktif maddesinin etki mekanizmasını araştırmak için in vitro hücre deneyleri ile birlikte ağ farmakolojisi yöntemlerini kullanmayı ve sonraki ilaç geliştirme ve klinik uygulamalar için deneysel kanıt sağlamayı planlıyoruz.

Ağ farmakolojisi, biyomoleküller ve kimyasal bileşenler arasındaki karmaşık etkileşimleri büyük ölçüde yansıtabilir. Ağ farmakolojisi yoluyla etki hedefini tarayarak, geleneksel Çin tıbbı üzerine daha hedefli araştırmalar için bir temel sağlayabilir, en uygun bileşikleri ve geleneksel Çin tıbbının etki mekanizmalarını netleştirebilir. Geleneksel Çin tıbbı kurt üzümü, Euphorbiaceae familyasından Euphorbiaceae cinsine ait bir bitkidir. Su ve balgamı dağıtma, birikimi parçalama ve böcekleri öldürme etkilerine sahiptir. Araştırma sonuçları, diterpenoidlerin, anti-tümör, anti-inflamatuar, antibakteriyel ve çoklu ilaç direncinin tersine çevrilmesi gibi çeşitli biyolojik aktivitelerle geleneksel Çin tıbbı kurt üzümünün aktif madde temeli olduğunu göstermektedir. Geleneksel Çin tıbbı kurt üzümü uzun bir kullanım geçmişine sahiptir ve halk tıbbında kolon kanseri tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Buna dayanarak, farmakolojik mekanizma tahmini gerçekleştirilmiştir. Geleneksel Çin tıbbı wolfberry'nin kimyasal bileşenleri üzerine yapılan önceki araştırmalara dayanarak, wolfberry'deki mükemmel bileşik Jolkinolide B, in vitro sitotoksik aktivite taraması ve in vivo biyolojik deneyler yoluyla taranmıştır. Kurt üzümündeki mükemmel bileşik Jolkinolide B hedefleri arasındaki ilişkiyi keşfetmek için bir Jolkinolide B-hedef ağı oluşturulmuş ve hedeflerin fonksiyonel ek açıklaması gen düzeyinde gerçekleştirilmiştir. Bu, Jolkinolide B'nin çok hedefli ve çok yollu farmakolojik mekanizmaları için bir araştırma temeli sağlar.

Jolkinolide B-PPI etkileşim ağı analizi, ana hedeflerin ilgili literatür araştırmasıyla doğrulanan STAT3, MAPK8 ve JUN olduğunu göstermektedir; Bu hedefler, hücre yüzeyindeki reseptörlerden çekirdekteki DNA'ya sinyaller ileterek hücre ölümü ve hücre döngüsü gibi biyolojik süreçlere katılmanın yanı sıra iltihaplanma ve stres yanıtı gibi patolojik süreçleri düzenler. MAPK1 ve MAPK3, MAPK'ın üyeleridir. STAT3, MAPK tarafından aktive edilebilen ve hücre büyümesi ve apoptoz gibi birçok hücresel süreçte kilit rol oynayan, tümörlerin oluşumuna ve gelişimine katılan bir transkripsiyon faktörüdür. Ayrıca STAT3, TH17 yardımcı T hücrelerinin farklılaşması için çok önemlidir ve otoimmün hastalıklar, tekrarlayan enfeksiyonlar ve diğer hastalıklarla ilişkilidir.

GO'nun açıklama sonuçları, Jolkinolite B'nin hedeflerinin çoğunun hücresel matris ve transkripsiyon komplekslerinde bulunduğunu ve hücrelerdeki çeşitli stres tepkileri ve biyolojik süreçlerde yer aldığını göstermektedir. Bu sonuç, Jolkinolite B'nin çoğu hücresel yaşam aktivitesinin düzenlenmesinde rol oynayabileceğini düşündürmektedir. KEGG zenginleştirme analizi sonuçları, Jolkinolite B'nin farmakolojik etkilerinin IL-17 sinyal yolu, PD-1/PD-L1 sinyal yolu ve HIF-1 sinyal yolu dahil olmak üzere çoklu yolların etkileşimini içerdiğini göstermektedir. Moleküler kenetlenme sonuçları, Jolkinolide B'nin çekirdek proteinler STAT3, MAPK8 ve JUN ile hidrojen ve hidrofobik etkileşimler oluşturduğunu, stabil yapıya ve potansiyel araştırma değerine sahip olduğunu ve Jolkinolide B'nin KRK tedavisinde çoklu hedef ve çoklu yol özelliklerine sahip olduğunu göstermektedir.

Anti-tümör ilaçların ana etki mekanizmaları tümör hücresi apoptozunu indüklemek, hücre döngüsünü inhibe etmek ve göçü baskılamaktır. Hücresel düzeydeki deneysel sonuçlar, Jolkinolite B'nin HCT116 hücrelerinin çoğalmasını önemli ölçüde engellediğini, hücre apoptozunu teşvik ettiğini ve hücre göçünü engellediğini göstermiştir. Bax hücrelerde yüksek oranda ifade edildiğinde, hücreler ölüm sinyallerine duyarlıydı ve apoptozu teşvik etti. Bcl-2 yüksek oranda ifade edildiğinde, Bcl-2, Bax ile heterodimerler oluşturarak hücre apoptozunu inhibe edebilir. Dolayısıyla, hücrelerdeki Bax/Bcl-2 oranı hücre apoptozunun hassasiyetini belirlemede önemli bir rol oynamaktadır. Bu nedenle, hücresel düzeyde Western blot doğrulama deneyleri, Jolkinolite B'nin HCT116 hücrelerinde apoptozu teşvik ederek Bax/Bcl-2 oranını önemli ölçüde artırdığını göstermiştir. Ağ farmakolojisi analizinin sonuçlarına dayanarak, Jolkinolide B, CRC'ye birden fazla hedef ve yolak aracılığıyla müdahale edebilir ve anti-tümör aktivitesi, apoptotik genler Bax ve Bcl-2'nin ekspresyonu üzerindeki etkisiyle ilişkili olabilir.

Tümörlerin invazyonu ve metastazı, hücreler arası etkileşimleri ve ekstraselüler matriksin degradasyonunu içeren karmaşık bir süreçtir. Hücre dışı matrisin bozulması, matris bileşenlerini bozan enzimlerin sentezine ve aktivasyonuna bağlıdır. Matriks metalloproteinazlar (MMP'ler) yapısal homolojiye sahip çinko bağımlı proteolitik enzimler sınıfıdır. Ana fizyolojik işlevleri kolajen, jelatin, elastin, fibronektin ve proteoglikanlar gibi hücre dışı matris bileşenlerini bozmaktır. Araştırmalar, matriks metalloproteinaz-3 (MMP-3) ve matriks metalloproteinaz-12'nin (MMP-12) tümör hücrelerinin aracılık ettiği hücre dışı matriksin parçalanmasında önemli bir rol oynadığını ve insanlarda çeşitli malign tümörlerin potansiyel invazyonu, metastazı ve prognozu ile yakından ilişkili olduğunu göstermiştir. Bu nedenle, hücresel düzeyde Western blot doğrulama deneyleri, Jolkinolide B'nin tümör invazyonunu ve metastazını inhibe etmek için MMP-2 ve MMP-12 ekspresyonunu önemli ölçüde aşağı regüle ettiğini göstermiştir. Ağ farmakolojisi analizinin sonuçlarına göre, Jolkinolide B, birden fazla hedef ve yolak aracılığıyla CRC'ye müdahale edebilir ve tümör invazyonu ve metastazını inhibe etmesi, MMP-2 ve MMP-12 ekspresyonu üzerindeki etkisiyle ilişkili olabilir.

Özetle, bu çalışmada, geleneksel Çin tıbbı kurt üzümündeki aktif bileşen Jolkinolide B ile ilgili hedef proteinler, sinyal yolları ve biyolojik işlevler arasındaki ağ korelasyonuna dayalı olarak kolorektal kanserin (CRC) önlenmesi ve tedavisinde Jolkinolide B'nin mekanizmasını analiz etmek için aktivite taraması, biyoinformatik ve moleküler yerleştirme teknikleri uygulanmıştır. Sonuçlar, bu bileşiğin CRC'yi birden fazla hedef, yol ve biyolojik işlevle tedavi ettiğini ve CRC'nin önlenmesi ve tedavisinde Jolkinolide B mekanizması hakkında daha fazla araştırma için yön sağladığını göstermiştir. Bunu göz önünde bulundurarak, bu proje gelecekte moleküler biyoloji ve patofizyoloji yöntemlerini birleştirerek mekanizma araştırması yapmaya devam edecektir.