Huangbai'nin gut tedavisindeki mekanizmasının ağ farmakolojisi, moleküler yerleştirme ve deneysel doğrulamaya dayalı olarak araştırılması
Gut, kemik ve eklemlerde monosodyum ürat (MSU) birikiminin neden olduğu, pürin metabolizması bozuklukları ve/veya azalmış ürik asit atılımının neden olduğu hiperürisemi (HUA) ile doğrudan ilişkili akut ve kronik bir artrittir; ana belirtisi hiperürisemidir, buna akut artrit atakları, gut tophi oluşumu, eklem deformiteleri, böbrek ve diğer organ hasarları eşlik eder. Hastalığın ilerleyen aşamalarında hipertansiyon, hiperlipidemi, metabolik sendrom ve diğer hastalıklar da ortaya çıkabilir. Asya, Avrupa ve Kuzey Amerika'da yetişkinlerde gut prevalansı 0,68% ile 3,90% arasında değişirken, Çin'de 0,86% ile 2,20% arasında değişmekte ve yıldan yıla artan bir eğilim göstererek daha genç yaş gruplarına doğru yönelmektedir. Araştırmalar, interlökin-1 β (IL-1 β) aktivitesini serbest bırakan makrofaj NOD benzeri reseptör ısı protein alanı ilişkili protein 3 (NLRP3) inflamazom sinyal yolunun MSU kristal aktivasyonunun gut artritinin temel patojenik mekanizması olduğunu göstermektedir; Gut hastalığını önlemek ve tedavi etmek için klinik uygulamada yaygın olarak kullanılan ilaçlar arasında nonsteroidal anti-enflamatuar ilaçlar, kolşisin, glukokortikoidler vb. yer almaktadır. Ancak bunların kullanımı çeşitli advers reaksiyonlar ve klinik kontrendikasyonlar ile sınırlıdır. Bu nedenle, yeni anti-enflamatuar ilaçların ve anti-gut ilaçlarının araştırılması büyük önem taşımaktadır.

Phellodendron Chinensis Cortex (PCC), Rutaceae familyasından bir bitki olan Phellodendron chinense Schneid'in kurutulmuş kabuğudur. Genellikle "Chuan Huangbai" olarak bilinir ve ısı ve nemi temizleme, ateşi ve buharı giderme, detoksifiye etme ve yaraları tedavi etme etkilerine sahiptir. Modern farmakolojik çalışmalar, Phellodendron Chinensis ve bitkisel formülünün anti-enflamatuar, analjezik, ürik asit düşürücü ve anti-gut etkilerine sahip olduğunu göstermiştir, ancak anti-gut madde temeli ve spesifik mekanizması hala belirsizdir. Bu çalışmada, Huangbai'nin gut hastalığına karşı aktif bileşenlerini ve temel hedeflerini tahmin etmek için ağ farmakolojisi yöntemleri kullanılmış ve ardından Huangbai'nin farmakolojik mekanizmasını analiz etmek için biyoinformatik yöntemler kullanılarak protein-protein etkileşim ağları (PPI) oluşturulmuştur. Aynı zamanda, aktif bileşenlerin potansiyel hedef proteinlere bağlanmasını doğrulamak için moleküler yerleştirme teknolojisi kullanılmış ve çekirdek kimyasal bileşenlerin anti-gut etkisi in vitro deneylere dayanarak doğrulanmış, böylece Huangbai'nin anti-gut etkisinin olası maddi temeli ve mekanizması ortaya çıkarılmıştır. Bu çalışma, otantik Sichuan şifalı bitkisi Huangbai'nin farmakolojik araştırmasını zenginleştirecek ve Huangbai'yi geleneksel Çin tıbbı formüllerinin bir bileşeni olarak kullanarak gut ve komplikasyonlarının önlenmesi ve tedavisi için teorik bir temel sağlayacaktır. Aynı zamanda, Huangbai ve aktif bileşenlerine dayalı yenilikçi yeni Çin tıbbı ilaçlarının geliştirilmesi için sağlam bir temel oluşturacaktır.

 

Bu çalışmadaki geleneksel Çin tıbbı etken maddelerinin anahtar hedeflerinin ağ diyagramı, Phellodendron amurense'deki quercetin, rutaecarpine, β - sitosterol, stigmasterol ve dehydrotanshinone IIA etken maddelerinin ağda nispeten yüksek değerlere sahip olduğunu göstermektedir, bu da bunların anti gut etkileri için Phellodendron amurense'nin farmakolojik madde temeli olabileceğini göstermektedir. Quercetin, SIRT1 ifadesini yukarı doğru düzenleyerek ve NLRP3 inflamazomunun aktivasyonunu baskılayarak enflamatuar hasarı engelleyebilir. Aynı zamanda bir XO inhibitörü olarak kullanılabilir ve gut karşıtı etkileri olan yeni bir ilaç olarak geliştirilebilir. Wu Zhuyu alkaloidleri, JNK / p38MAPK sinyal yolunu baskılayarak inflamasyonu ve oksidatif stresi inhibe edebilir; Kaspaz-12 ve NF - κ B yollarını eşzamanlı olarak inhibe etmek, septik farelerde peritoneal makrofaj apoptozunu ve inflamatuar yanıtı iyileştirir. β - sitosterol, LPS tarafından indüklenen IL-1 β ve tümör nekroz faktörü - α (TNF - α) gibi enflamatuar aracıların salınımını azalttığı tespit edilen doğal bir bitki sterolü ve antioksidandır. Hem sitosterol hem de β - sitosterol bitki sterol sınıfına aittir ve LPS ile indüklenen COX-2 ve iNOS gen ekspresyonunu önemli ölçüde azaltabilir, bu da bu bileşiklerin gen ekspresyonunu ve enflamatuar faktörlerin salınımını inhibe ederek anti-enflamatuar etkiler gösterebileceğini düşündürmektedir. Tanshinone IIA'nın aktif metaboliti olan dehydrotanshinone IIA'nın anti-enflamatuar ve anti-gut etkileri şimdiye kadar rapor edilmemiştir. Bununla birlikte, Zhou ve arkadaşlarının araştırmasına göre, tanshinone IIA, LPS kaynaklı enflamasyonu ve kondrosit apoptozunu inhibe edebilir ve artritin enflamatuar yanıtını azaltmada ve eklem kondrositlerini korumada önemli terapötik etkilere sahiptir. Ayrıca LPS tarafından uyarılan makrofajlarda mitokondriyal reaktif oksijen türlerinin (ROS) üretimini azaltabilir, NLRP3 inflamazomunun aktivasyonunu inhibe edebilir ve gut iltihabını hafifletebilir.

PPI ağ analizi ve KEGG yol zenginleştirme analizi, Huangbai'nin gut tedavisindeki temel hedeflerinin, esas olarak PI3K Akt, MAPK ve diğer sinyal yollarını içeren AKT1, TNF, IL-6 vb. içerdiğini göstermiştir. Bunlar arasında, en zengin sinyal yolu olarak PI3K/Akt, hücre çoğalması, apoptoz, enflamatuar yanıt ve otofajinin düzenlenmesinde önemli bir rol oynar. Yüksek ürik asit seviyeleri AKT-PRAS40 sinyal yolunu aktive edebilir, mTOR'u aktive edebilir, böylece otofajiyi inhibe edebilir, inflamatuar faktör IL-1 β ekspresyonunu artırabilir ve IL-1 reseptör antagonistini (IL-Ra) bozarak inflamatuar yanıtı şiddetlendirebilir. Bu nedenle, AKT1 gut tedavisi için önemli bir hedef olabilir. Araştırmalar, otofaji inhibisyonunun inflamazom aktivasyonu ve IL-1 β transkripsiyonunun yukarı regülasyonu ile yakından ilişkili olduğunu göstermiştir. MAPK sinyal yolunun zenginleşme düzeyi, çeşitli pro-enflamatuar süreçlerle yakından ilişkili olan PI3K/Akt sinyal yolundan sonra ikinci sıradadır. Çözünür ürik asidin p38 MAPK ve hücre dışı sinyalle düzenlenen kinazları (ERK'ler) aktive edebildiği, ayrıca NF - κ B ve AP1 transkripsiyon faktörlerini aktive edebildiği ve IL-1 β, IL-6 vb. inflamatuar sitokinlerin transkripsiyonunu yukarı doğru düzenleyebildiği doğrulanmıştır. Buna ek olarak, TNF'nin aşağı akış sinyal yolları olarak MAPK'lar, enflamatuar kaskad reaksiyonlarına aracılık edebilir ve gut hastalığını şiddetlendirebilir. Özetle, Huangbai'nin otofajiyi başlatmak için PI3K/Akt yolunu aktive edebileceğini ve gut karşıtı etkiler göstermek için MAPK'lar gibi çoklu sinyal yollarını düzenleyebileceğini tahmin ediyoruz (bkz. Şekil 9).

Bu çalışmada, Phellodendron amurense'nin ağ farmakolojisi tarafından tahmin edilen aktif bileşenlerinin AKT1, TNF, IL-6, PPARG ve PTGS2 anahtar hedeflerine bağlanma yeteneğini doğrulamak için moleküler yerleştirme teknolojisi kullanılmıştır. Aktif bileşenler ile temel hedefler arasındaki en düşük bağlanma enerjisinin -9,60 ile -6,10 kcal/mol arasında olduğu, bunun da temel olarak hidrojen bağı etkileşimleri yoluyla gerçekleştiği ve güçlü bağlanma kabiliyetine işaret ettiği bulunmuştur. Yukarıdaki araştırma sonuçlarına dayanarak, bu çalışmada MSU ile birlikte LPS tarafından indüklenen bir in vitro inflamasyon modeli benimsenmiştir. Kuersetin, rutaekarpin, β - sitosterol gibi temsili aktif bileşenler ve Phellodendron amurense alkaloidleri ve Berberin gibi Phellodendron amurense'nin karakteristik bileşenleri, güçlü anti-enflamatuar etkilere sahip aktif bileşenleri araştırmak ve taramak için sonraki hücre deneyleri için seçilmiştir. ELISA sonuçları, Wu Zhuyu alkaloidinin düşük konsantrasyonlarda MSU tarafından indüklenen inflamatuar faktörler IL-1 β ve IL-6 salınımı üzerinde önemli bir inhibitör etkiye sahip olduğunu ve in vitro anti-gut etkisinin Huangbai kalite belirteçleri olan berberin ve Huangbai alkaloidinden daha iyi olduğunu göstermiştir. Yukarıdaki çalışmalar, ağ farmakolojisi tarafından tahmin edilen aktif bileşenlerin, gut karşıtı geleneksel Çin tıbbı üzerine daha sonraki araştırmalar için yeni ilaçlar veya ilaç öncüleri olarak kullanılabilecek potansiyel gut karşıtı aktif bileşenler olabileceğini göstermektedir.

Özetle, bu çalışma Huangbai'nin gut tedavisindeki maddi temelini ve mekanizmasını ağ farmakolojisi, moleküler yerleştirme yöntemleri ve in vitro deneysel doğrulama kullanarak araştırmıştır. Ağ farmakolojisi, disiplinler arası uygulamalar ve genel biyolojik ağ analizi yoluyla "çok bileşenli, çok hedefli ve çok yollu" geleneksel Çin tıbbının (bileşik) etkili bir şekilde tahmin edilmesini sağlamış olsa da, çeşitli veri tabanlarındaki eşit olmayan bilgiler, bileşen hedef bilgilerine sınırlı erişim ve birden fazla geleneksel Çin ilacının belirsiz in vivo etkileşim mekanizmaları gibi hala çözülmesi gereken çeşitli sorunlar vardır. Takip araştırma ekibi, Huangbai'nin gut hastalığının önlenmesi ve tedavisinde klinik uygulaması için teorik temel sağlamak ve Huangbai ve aktif bileşenlerine dayalı yenilikçi geleneksel Çin tıbbı yeni ilaçlarının geliştirilmesi için sağlam bir temel oluşturmak amacıyla, hedefler, sinyal yolları ve aktif bileşenlerin in vivo deneyleri dahil olmak üzere anti-gut aktif maddeleri ve mekanizmaları hakkında daha fazla araştırma yapacaktır.