Fuzi Ganjiang'ın miyokardiyal iskemi-reperfüzyon hasarını önleme mekanizmasının ağ farmakolojisi ve in vitro deneylere dayalı olarak araştırılması
İskemik kalp hastalığı (İHD) Çin'de görülme sıklığı, sakatlık oranı ve ölüm oranı en yüksek olan kalp hastalığıdır. Sosyal ekonominin hızla gelişmesi ve nüfusun yaşlanmasıyla birlikte, İHD daha genç görünmekte ve görülme oranı her geçen yıl artmaktadır. Miyokardiyal iskemi-reperfüzyon hasarı (MI/RI), iskemik kalp hastalığının tedavisi sırasında kaçınılmaz bir olgudur ve miyokardiyal enfarktüs alanının genişlemesine ve aritmiye yol açar. MI/RI, modern tıpta çözülmesi gereken acil bir sorundur, ancak henüz spesifik bir ilaç yoktur.
MI/RI, geleneksel Çin tıbbında göğüs tıkanıklığı kategorisine girmektedir. Geleneksel Çin tıbbı bütünsel bir yaklaşımı vurgular ve göğüs tıkanıklığı tedavisinde benzersiz deneyim ve avantajlara sahiptir. Önceki çalışmalar, geleneksel Çin tıbbının Sini Tang, Yiqi Huoxue Tang ve Gualou Xiebai Tang gibi göğüs tıkanıklığı tedavisinde iyi terapötik etkilere sahip olduğunu göstermiştir. Aconiti Lateralis Radix Preparata Zingiberis Rhizama (AZ), Sini Tang'ın çekirdek ilaç çiftidir. Araştırma grubumuz tarafından yapılan önceki çalışmalar, AZ grubunun Sini Tang'ın parçalanmasından sonra en iyi terapötik etkiye sahip olduğunu göstermiştir, ancak spesifik mekanizması hala belirsizdir. Buna ek olarak, araştırma grubumuz AZ kombinasyonunun MI/RI sırasında miyokardiyal hücrelerin apoptoz oranını azaltabileceğini de göstermiştir, ancak spesifik mekanizması henüz incelenmemiştir. AZ'nin karmaşık bileşimi ve belirsiz etki mekanizması nedeniyle, klinik uygulamasını ve yeni ilaç geliştirilmesini ciddi şekilde engellemektedir. Bu nedenle, AZ'nin MI/RI karşıtı etki mekanizmasının incelenmesi aciliyet arz etmektedir.
Ağ farmakolojisi, geleneksel Çin tıbbı formüllerini analiz etmek için önemli bir araçtır. Ağ farmakolojisi, hastalıklara yönelik geleneksel Çin tıbbı bileşik tedavilerinin biyolojik süreçlerini ve sinyal yollarını analiz etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. AZ'nin MI/RI'ye karşı etki mekanizmasını araştırmak için bu çalışma, AZ'nin MI/RI'ye karşı etki mekanizmasını tahmin etmek için ağ farmakolojisini kullanmayı ve in vitro çalışmalar yoluyla ağ farmakolojisinin tahmin edilen sonuçlarını doğrulamayı ve AZ'nin bir sonraki gelişimi için bir araştırma temeli oluşturmayı amaçlamaktadır.

 

Miyokardiyal iskemi-reperfüzyon hasarı, geleneksel Çin tıbbında göğüs tıkanıklığı ve kalp ağrısı kapsamına girmektedir. Göğüs tıkanıklığının ortaya çıkması genellikle soğuk patojenlerin istilası, duygusal kontrol kaybı, yaşlılık ve fiziksel zayıflık gibi faktörlerle ilişkilidir. Fuzi ve kurutulmuş zencefil sıcak tıbbi özelliklere sahiptir ve vücudu ısıtmak için temsili ilaçlardır. Kurutulmuş zencefil içermeyen Fuzi sıcak değildir ve vücudu ısıtmakla birlikte AZ daha iyi tedavi edici etkilere sahiptir. Aynı zamanda AZ, yangı ısıtma ve kan dolaşımını teşvik etme etkisine sahip olduğu için göğüs tıkanıklığını tedavi etmek için kullanılır. Yang'ı ısıtmak miyokardiyal hücrelerin enerji metabolizmasını iyileştirmek anlamına gelirken, kan dolaşımını teşvik etmek kan damarlarını rahatlatmak anlamına gelir. AZ enerji metabolizmasını iyileştirebilir ve kan damarlarını gevşeterek terapötik etkiler gösterebilir. AZ'nin enerji metabolizmasını iyileştirerek ve kan damarlarını rahatlatarak MI/RI'yı tedavi edip etmediğini doğrulamak için, AZ'nin MI/RI karşıtı etkilerinin biyolojik süreçlerini ve spesifik mekanizmalarını tahmin etmek üzere ağ farmakolojisini seçtik.

AZ'deki aktif bileşenleri analiz etmek ve bir aktif bileşen hedef ağı oluşturmak için ağ farmakolojisi kullanılarak, ağdaki en önemli bileşenler Aconitum carmichaelii'deki akonitin, kurutulmuş zencefildeki β - sitosterol ve 10 gingerol olarak tanımlanmıştır. Modern farmakolojik çalışmalar, akonitinin kardiyotonik ve antiaritmik etkileri olduğunu; β - sitosterolün antioksidan ve anti-tümör etkileri olduğunu; 10 gingerolün anti-inflamatuar özellikleri olduğunu ve H/R hasarında miyokardiyal hücre canlılığını artırdığını göstermiştir. Bu sonuçlar, tahmin edilen bileşenlerin AZ'nin MI/RI karşıtı aktivitesinde anahtar aktif bileşenler olabileceğini göstermektedir.

Anahtar hedeflerin GO-BP analizi yoluyla on anahtar biyolojik süreç tanımlanmıştır. Nitrik oksit biyosentez sürecinin pozitif düzenlenmesi, apoptoz sürecinin negatif düzenlenmesi, oksidatif strese yanıt, apoptoz sinyal yolunun DNA hasarı üzerindeki etkisi, lipopolisakkarit aracılı sinyal yolu ve diğer biyolojik süreçler vazodilatasyon, apoptoz, enflamasyon ve oksidatif hasar ile ilişkilidir. Araştırmalar, hücre apoptozunu, enflamatuar yanıtı, oksidatif hasarı azaltmanın ve vazodilatasyonu teşvik etmenin MI/RI'yi hafifletebileceğini göstermiştir. Ağ farmakolojisi tarafından tahmin edilen GO-BP sonuçları temel olarak MI/RI ile ilgili bilinen literatür raporlarıyla tutarlıdır ve bu da sonuçlarının belirli bir uygulanabilirliğe sahip olduğunu göstermektedir. Bu arada, bu çalışma AZ'nin H/R hasarı olan RVEC hücrelerinin hayatta kalma oranını artırabileceğini, apoptoz oranını ve oksidatif hasarı azaltabileceğini de bulmuştur.

AZ anti MI/RI mekanizmasını daha fazla araştırmak için, KEGG sinyal yolu analizi, AZ anti MI/RI'nin esas olarak AZ anti MI/RI için potansiyel sinyal yolları olarak kabul edilen HIF sinyal yolu, PI3-AKT sinyal yolu ve TNF sinyal yolu aracılığıyla terapötik etkiler gösterdiğini ortaya koymuştur. HIF sinyal yolu MI/RI sırasında önemli bir rol oynar. Hipoksi indüklenebilir faktör HIF α, vücutta hipoksi algılandığında aktive olur ve aktive olan HIF α, VEGF ve eNOS'un aşağı akış ekspresyonunu artırır. VEGF, endotelyal hücre proliferasyonunu teşvik edebilen ve vasküler homeostazı iyileştirebilen bir anjiyogenez indükleyicisidir. Nitrik oksit sentaz eNOS, NO salınımını teşvik ederek vazodilatasyona ve arteriyel kan akışının artmasına yol açabilir. Miyokardiyal doku hipoksisi sırasında VEGF ve eNOS aktivasyonu vazodilatasyon ve anjiyogenezi teşvik ederek miyokardiyal doku için yeterli oksijen sağlayabilir. PI3K-AKT sinyal yolu, MI/RI sırasında kardiyomiyosit apoptozunu azaltır. TNF sinyal yolu MI/RI sırasında enflamatuar yanıtı azaltır. Önceki çalışmalar ayrıca HIF sinyal yolağı aracılığıyla vazodilatasyonu teşvik etmenin, PI3K-AKT sinyal yolağı aracılığıyla miyokardiyal hücre enerji metabolizmasını iyileştirmenin ve TNF sinyal yolağı aracılığıyla enflamatuar yanıtı azaltmanın MI/RI tedavisi için önemli sinyal yolakları olduğunu göstermiştir. AZ, yangı ısıtma ve kan dolaşımını teşvik etme etkisine sahiptir; bunların arasında yangı ısıtma, miyokardiyal enerji metabolizmasını iyileştirme ve miyokardiyal hücre apoptozunu azaltma anlamına gelir. Vazodilatasyonu teşvik ettiği ve terapötik etkiler gösterdiği doğrulanmıştır, ancak hala belirsizdir. Bu çalışmada, AZ'nin HIF α/VEGF/eNOS yolunu uyarabildiği, H/R hasarlı RVEC hücrelerinde HIF α, VEGF ve NOS proteinlerinin ekspresyonunu artırabildiği ve vazodilatasyon/endotelyal hücre proliferasyonunu teşvik ettiği doğrulanmıştır. Yüksek doz grubunun terapötik etkisinin WB indeksinde anlamlı olmadığını belirtmek gerekir ki bu da belirlediğimiz makul olmayan doz gradyanı ve Aconitum'daki aktif bileşenlerin toksik etkilerinden kaynaklanıyor olabilir. Araştırma ekibi gelecek çalışmalarda bu konuya dikkat edecektir.

Özetle, bu çalışmada AZ'nin 16 etken maddesi ve 171 terapötik hedefi elde edilmiştir; Grafik analizi AKT1, IL6 ve TNF'nin potansiyel hedefler olduğunu ortaya koymuştur; GO zenginleştirme analizi AZ'nin apoptoz, inflamasyon ve vazodilatasyon yoluyla terapötik etkiler gösterebileceğini ortaya koymuştur; KEGG analizi, AZ'nin PI3K-AKT sinyal yolu, TNF sinyal yolu ve HIF sinyal yolu aracılığıyla terapötik etkiler gösterebileceğini ortaya koymuştur; İn vitro çalışmalar, AZ'nin hayatta kalma oranını artırabildiğini, apoptoz oranını ve H/R tarafından hasar gören RVEC hücrelerinin oksidatif hasarını azaltabildiğini bulmuştur; HIF - α, VEGF ve eNOS proteinlerinin ekspresyonunu artırır. AZ, endotel hücrelerinin oksidatif hasarını ve apoptozunu azaltmak, vazodilatasyon/endotel hücre proliferasyonunu teşvik etmek ve anti miyokardiyal iskemi-reperfüzyon hasarı etkileri uygulamak için HIF/VEGF/eNOS sinyal yolunu aktive eder, bu da ağ farmakolojisi tarafından öngörülen sonuçlarla tutarlıdır. AZ, terapötik etkiler göstermek için HIF sinyal yolu aracılığıyla vazodilatasyonu ve endotel hücre proliferasyonunu teşvik edebilir ve AZ'nin daha da geliştirilmesi için bir araştırma temeli sağlar.