Karahindibanın kimyasal bileşim analizi ve HPLC-Q-TOF-MS/MS teknolojisine dayalı antikanser mekanizması üzerine ağ farmakolojisi çalışması
Karahindiba (Taraxacum mongolicum Hand. - Mazz.), Asteraceae familyasından karahindiba cinsine ait çok yıllık otsu bir bitkidir. Acı ve tatlı bir tada, hafif soğuk bir yapıya sahiptir ve karaciğer ve mide meridyenleri tarafından düzenlenir. Isıyı temizleme ve detoksifiye etme, şişliği azaltma ve nodülleri dağıtma ve diürez ve drenajı teşvik etme etkilerine sahiptir. Geleneksel Çin tıbbında, yaralar, şişlik ve toksinler, göğüs apsesi, skrofula, gözlerde kızarıklık ve şişlik, boğaz ağrısı, akciğer apsesi, bağırsak apsesi, nemli ısı sarılığı ve ısı belsoğukluğu gibi durumları tedavi etmek için yaygın olarak kullanılır. Karahindiba bol miktarda fenolik asitler, flavonoidler, terpenler ve diğer maddeleri içerir. Modern araştırmalar karahindibanın anti-enflamatuar, antibakteriyel, antioksidan ve anti-tümör gibi çeşitli farmakolojik etkilere sahip olduğunu göstermiştir.

Son yıllarda kanser, Çin'de uzun zamandır önde gelen ölüm nedeni olmuş ve insanların sağlığını ciddi şekilde tehlikeye atmıştır. Karahindibanın genellikle tümörleri tedavi etmek için kullanılabilecek şişliği azaltma ve nodülleri dağıtma etkisine sahip olduğu düşünülmektedir. Modern araştırmalar, karahindibanın belirli anti-tümör etkilere sahip olduğunu ve çeşitli tümör hücrelerinin çoğalmasını etkili bir şekilde engelleyebildiğini göstermiştir. Takasaki ve arkadaşları, karahindiba kökü ekstresinin anti fare deri tümörü etkisi üzerine bir çalışma yürütmüş ve sonuçlar karahindiba ekstresinin etkili inhibitör etkilere sahip olduğunu göstermiştir. Zhan ve arkadaşları, karahindiba özütünün mide kanseri hücrelerinde p53'ün pozitif ekspresyonunu azaltma yeteneğine sahip olabileceğini bulmuşlardır. Zhu ve arkadaşları, karahindiba kökü ekstresinin mide kanseri üzerindeki terapötik etkisini araştırmış ve karahindiba kökü ekstresinin tümör hücrelerinin çoğalmasını ve göçünü inhibe ederek mide kanserini tedavi edebileceğini bulmuştur. Birçok bilim insanı da karahindibanın iyi anti-tümör etkilere sahip olduğunu göstermiştir. Özetle, karahindiba önemli bir anti-tümör aktivitesine sahiptir ve anti-tümör ilaçlarının geliştirilmesi için kullanılabilir.
Geleneksel Çin tıbbının çeşitli bileşenleri ve birden fazla hedefi vardır ve farklı hedefler arasında sinerjik etkiler söz konusudur. Geleneksel Çin tıbbının etki mekanizmasının nasıl aydınlatılacağı, gelişiminin önündeki büyük bir engel haline gelmiştir. Ağ farmakolojisi, ilaçlar, hedefler ve hastalıklar arasındaki karmaşık ağ ilişkilerini ortaya çıkarmak ve ilaç etki mekanizmalarını çok boyutlu olarak anlamak için yüksek verimli tarama, ağ görselleştirme ve ağ analizi tekniklerini kullanır. Bu, geleneksel Çin tıbbı araştırmalarında çok bileşenli ve çok hedefli mekanizmaların incelenmesi için yeni araştırma fikirleri sağlar ve son yıllarda geleneksel Çin tıbbı araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, karahindiba ile ilgili araştırmalar hakkında herhangi bir rapor bulunmamaktadır. Karahindiba çok sayıda kimyasal bileşen içerir ve geleneksel analitik yöntemler kimyasal bileşimini analiz etmek için zahmetli ve zaman alıcıdır. HPLC-Q-TOF-MS/MS yüksek çözünürlük, yüksek ayırma ve yüksek hassasiyet avantajlarına sahiptir. Bu yöntem önce karahindibadaki bileşikleri sıvı kromatografisi ile ayırır, ardından ayrılan bileşikleri kütle spektrometresi ile analiz eder ve son olarak kütle spektrometresi bilgilerine dayanarak bileşikleri kalitatif olarak analiz ederek geleneksel Çin tıbbı bileşenlerinin hızlı analizini sağlar.
Bu nedenle, bu çalışmada ilk olarak karahindibanın kimyasal bileşenlerini hızlı bir şekilde analiz etmek için HPLC-Q-TOF-MS/MS teknolojisi kullanılmıştır. Bu temelde, ilaçlar, kimyasal bileşenler, hedefler ve hastalıklar arasındaki genel ve sistematik etkileşimlerden başlayarak, ağ farmakolojisi analiz tekniklerini tamamen kullanarak, karahindibanın anti-kanser mekanizmasını keşfediyoruz ve kanser önleme ve tedavi araştırmalarında karahindiba için referans sağlıyoruz.

HPLC-Q-TOF kombine teknolojisi, yüksek çözünürlük, yüksek verim ve yüksek hassasiyet özelliklerine sahiptir. Literatür ve ilgili veri tabanları ile birleştirildiğinde, kimyasal bileşenlerin kalitatif analizini doğru ve hızlı bir şekilde gerçekleştirebilir ve geleneksel Çin tıbbı bileşenlerinin analizinde yaygın olarak kullanılır. Karahindiba şifalı bir bitki olarak kullanılır ve çeşitli bileşenlerin farklı kısımlardaki dağılımı büyük ölçüde değişir. Aynı zamanda, farklı ekstraksiyon koşulları altında elde edilen bileşenlerde ve içeriklerde farklılıklar vardır. Bu çalışmada, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% ve 100% konsantrasyonlarındaki metanol çözeltileri ve 5% formik asit içeren metanol çözeltileri gibi ekstraksiyon çözücüleri kullanılarak karahindiba bitkisinin tamamının ekstraksiyonu incelenmiştir. 60% metanol ekstraksiyon koşulu altında, pik şeklinin ve pik görünümünün genellikle daha iyi olduğu bulunmuştur. Bu nedenle, bu deneyde, karahindiba bitkisinin tamamını ekstrakte etmek ve analiz etmek için 60% metanol kullanılmıştır. Bileşenlerin moleküler formülleri birincil kütle spektrometresi yoluyla çıkarılmış ve bileşiklerin yapıları ilgili literatür ve standart örneklerle birlikte ikincil kütle spektrometresi yoluyla çıkarılmıştır. Son olarak, karahindibadan 29 kimyasal bileşen tanımlanmıştır, bunlar çoğunlukla organik asitler ve flavonoidlerdir, bunlar karahindibanın çeşitli işlevler göstermesi için ana araştırma kategorileridir. Bu çalışma, karahindibanın kimyasal bileşenlerinin hızlı bir şekilde analiz edilmesini sağlayarak, karahindibanın kalite kontrolü ve farmakolojik araştırmaları için bir referans oluşturmuştur.
Karahindiba, ısıyı temizleme ve detoksifiye etme, şişliği azaltma ve nodülleri dağıtma etkilerine sahiptir ve tümörleri tedavi etmek için kullanıldığına inanılmaktadır. Modern araştırmalar, karahindibanın karaciğer kanseri, akciğer kanseri, rahim ağzı kanseri, pankreas kanseri ve meme kanseri gibi kanser hücrelerinin çoğalmasını etkili bir şekilde engelleyebilen iyi bir anti-kanser etkisine sahip olduğunu ve normal hücrelere sitotoksisitesi olmadığını göstermektedir. Karahindibanın antikanser mekanizmasını daha fazla araştırmak için, bu çalışmada analizden elde edilen 29 kimyasal bileşen üzerinde anti-kanser ağ farmakolojisi analizi yapılmıştır. Quercetin, luteolin, apigenin, paeoniflorin, kafeik asit, isorhamnetin, gallik asit, p-hidroksibenzoik asit, ferulik asit ve 3,5-dihidroksibenzoik asidin karahindibanın antikanser bileşenleri olabileceği ve bunların arasında quercetin, luteolin ve apigenin'in daha güçlü antikanser etkilere sahip olduğu bulunmuştur. Karahindibadaki çeşitli türlerin içeriği ve dağılımı birleştirilerek karahindibanın anti-kanser gelişimi üzerine daha fazla araştırma yapılabilir.
Birçok bilim insanı ilgili bileşiklerin antikanser mekanizmaları üzerine araştırmalar yapmıştır. Song ve arkadaşları, kuersetinin PC-3 prostat kanseri hücrelerinde PI3K, Akt ve mTOR sinyal yolaklarını etkisiz hale getirerek otofajiyi indükleyebildiğini bulmuştur. Wu ve arkadaşları, kuersetinin ROS-NUPR1 yolu aracılığıyla otofajiyi indükleyerek osteosarkom hücrelerinin ölümüne yol açabileceğini bulmuşlardır. Li ve arkadaşları, kuersetinin PTHR1'i inhibe ederek insan metastatik osteosarkom hücrelerinin invazyonunu, yapışmasını, proliferasyonunu ve migrasyonunu azalttığını bulmuşlardır. Hashemzaei ve arkadaşları çoklu tümör hücre dizileri üzerinde MMT analizi yapmış ve kuersetinin test edilen tüm kanser hücre dizilerinde apoptozu indükleyebildiğini bulmuştur. Seo ve arkadaşları magnololün kalsiyumla aktive olan klorür iyon kanallarını (ANO1) aşağı regüle ederek kanser karşıtı etkiler gösterebileceğini bulmuşlardır. Chen ve arkadaşları, luteolin ve kuersetinin Akt, mTOR ve c-Myc sinyal yollarını bloke ederek RPS19 ile aktive edilen EMT sinyalini inhibe edebileceğini ve böylece kanser hücresi metastazını baskılayabileceğini bulmuştur. Yang ve arkadaşları apigenin'in PI3K, Akt ve mTOR yolaklarını baskılayarak hücre proliferasyonunu inhibe edebileceğini ve otofajiyi indükleyebileceğini bulmuşlardır.
Hedef proteinlerin etkileşim ağı diyagramına dayanarak, AKT1, EGFR, SRC, ESR1, PTGS2, MMP9, KDR, MMP2 ve PIK3R1 dahil olmak üzere 9 çekirdek hedef derece değerlerine göre seçilmiştir. AKT1, hücre proliferasyonu, hayatta kalma ve metabolik düzenleme dahil olmak üzere çeşitli biyolojik etkilerde rol oynayan AKT'nin üç alt tipinden biridir. AKT'nin dengesizliği kanser, diyabet, kardiyovasküler ve sinir sistemi hastalıklarına neden olabilir. EGFR, reseptör aşırı ekspresyonu, mutasyon, ligand bağımlı reseptör dimerizasyonu, ligand bağımsız aktivasyon gibi çeşitli mekanizmalarla anormal şekilde aktive olan ve çeşitli insan kanserlerinin oluşumuyla ilişkili bir transmembran glikoproteindir. MMP, hücre dışı matrisin çeşitli bileşenlerini bozabilen bir tür proteolitik enzimdir. Çok sayıda deney ve klinik kanıt, MMP'nin tümör invazyonu, anjiyogenez ve metastazda rol oynadığını ve kanser tedavisi için ideal bir farmakolojik hedef olduğunu göstermektedir.
GO zenginleştirme analizi sonuçları, karahindibanın oksidasyon-redüksiyon, apoptozun negatif düzenlenmesi, protein otofosforilasyonu gibi biyolojik süreçlerin yanı sıra ATP bağlanması, protein kinaz aktivitesi, protein serin / treonin kinaz aktivitesi ve sitoplazmik membran, sitoplazmik matris, hücre dışı veziküller ve hücre dışı alanda enzim bağlanması gibi moleküler fonksiyonlar üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Kanser hücreleri büyümek için büyük miktarda enerjiye ihtiyaç duyar ve metabolik süreçleri artarak güçlü redoks reaksiyonlarına yol açar. Aynı zamanda, kanser hücreleri metabolik süreçler tarafından üretilen ATP'yi kullanır, bu da ATP bağlanmasını kanserde önemli bir reaksiyon süreci haline getirir. Diğer ilgili süreçler de kanser sürecine dahil olmaktadır. KEGG yol analizi sonuçları, ilgili hedeflerin kanser yolu, kanser proteoglikanı, PI3K Akt sinyal yolu, fokal yapışma, kanser MikroRNA'ları, kanser transkripsiyonel dengesizliği, mesane kanseri vb. gibi çoklu kanser yollarını içerdiğini göstermektedir. Kanser proteoglikan yolunda kanser hücreleri tarafından salgılanan proteoglikanlar kanser metastazını indükler ve bu yolun inhibe edilmesi kanser metastazını azaltabilir; PI3K Akt sinyal yolu, hücre döngüsünü ve protein sentezini düzenleme işlevine sahiptir. Kanser patogenezinde, PI3K Akt sinyal yolu hücre apoptozunu çeşitli şekillerde inhibe eder, hücre proliferasyonunu, tümör metastazını ve anjiyogenezi destekler. Yukarıdaki sonuçlar, taranan ilgili biyolojik süreçlerin ve yolakların karahindibanın antikanser mekanizmasıyla yakından ilişkili olduğunu göstermektedir.
Prostat kanserinin patolojik türleri arasında adenokarsinom, duktal adenokarsinom, ürotelyal karsinom, skuamöz hücreli karsinom ve adenoskuamöz karsinom yer almaktadır ve bunların 95%'den fazlasını prostat adenokarsinomu oluşturmaktadır. Dünyada prostat kanseri insidans oranı erkek malign tümörleri arasında ikinci sırada, ölüm oranı ise beşinci sırada yer almaktadır. Prostat kanserinin nasıl inceleneceği sıcak bir konudur. Birçok bilim insanı, karahindibanın prostat kanseri üzerinde iyi bir inhibitör etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Modern araştırmalar, prostat kanserinin hedefe yönelik tedavisi için daha olgun ve değerli yollardan birinin fosfatidil-3-hidroksikinaz (PI3K)/serin treonin protein kinaz (AKT) sinyal yolu olduğunu göstermiştir. Bu sinyal yolunun anormal aktivasyonu, hastalığın gelişimi ve prognozu ile önemli ölçüde ilişkilidir ve vücut hücrelerinin büyümesi, çoğalması, apoptoz, enflamatuar yanıt, anjiyogenez ve tümör gelişiminde önemli bir düzenleyici rol oynar. Bu çalışmada, karahindibadaki çeşitli fonksiyonel maddelerin AKT ve PI3K gibi ilgili hedefler üzerinde etkili olabileceği bulunmuştur. Sonuçlar, karahindibanın prostat kanserinin gelişimi ve tedavisi için kullanılabileceğini göstermektedir. Yukarıdaki ağ farmakolojisi sonuçları, eksiklikleri olan simülasyon ve spekülatiftir. Sonuçlar üzerinde spekülasyon yapmak ve karahindibanın daha da geliştirilmesi için veri sağlamak üzere daha fazla farmakolojik deney yapılması gerekmektedir.
Özetle, bu çalışmada karahindibanın kimyasal bileşenleri HPLC-Q-TOF-MS kullanılarak analiz edilmiş ve 16 organik asit, 10 flavonoid, 2 kumarin ve 1 terpen olmak üzere toplam 29 kimyasal bileşen tanımlanmıştır. Karahindibanın antikanser mekanizmasını incelemek için ağ farmakolojisi yöntemleri kullanılarak, karahindibadaki quercetin, luteolin, apigenin gibi bileşenlerin AKT1, EGFR, SRC, ESR1 gibi çekirdek hedeflere etki ederek redoks süreci, apoptoz sürecinin negatif düzenlenmesi, protein otofosforilasyonu, ATP bağlanması, protein kinaz aktivitesi, protein serin / treonin kinaz aktivitesi, enzim bağlanması gibi biyolojik süreçlere katıldığı bulunmuştur, ve daha sonra kanser, kanserde proteoglikanlar ve PI3K Akt sinyal yolu gibi yollarda antikanser etkiler gösterir.