Meneroka Potensi Terapeutik dan Mekanisme Molekul Cistanche dalam Rawatan Asma
May 19, 2025
Abstrak
Asmaadalah penyakit pernafasan kronik biasa yang dicirikan oleh keradangan saluran udara dan tindak balas hiper, yang menjejaskan kesihatan global dengan ketara. Pilihan rawatan semasa, termasuk kortikosteroid, had muka disebabkan oleh tindak balas pesakit yang berubah-ubah dan kesan sampingan. Kajian ini menyiasat potensi terapeutik herba tradisional CinaCistanche deserticoladalam model tikus asma yang disebabkan oleh hama habuk rumah (HDM). Kami menggunakan pendekatan pelbagai disiplin, menyepadukan transkriptomi, spektrometri jisim, analisis rangkaian ekspresi bersama gen berwajaran (WGCNA), dan pengesahan eksperimen dalam kedua-dua model haiwan dan selular.
Penemuan kami mendedahkannyaCistanchedengan ketara mengurangkan hiperresponsif saluran pernafasan, penyusupan selular, dan pengeluaran lendir berlebihan dalam tikus asma. Analisis transkriptomik mengenal pasti 643 gen yang dinyatakan secara berbeza (DEG), danCistanchelaluan terganggu rawatan yang dikaitkan dengan IL-4, IL-5 dan eosinofil. Analisis pengayaan set gen (GSEA) mencadangkan bahawaCistanchemungkin terlibat dalam proses berkaitan glukokortikoid, menunjukkan potensinya sebagai terapi alternatif atau pelengkap kepada kortikosteroid tradisional.
Kromatografi cecair–spektrometri jisim resolusi tinggi (LC-HRMS) mengenal pasti Pinoresinol 4-O- -D-glucopyranoside (PG) sebagai komponen aktif utamaCistanche, dengan sasaran yang dikaitkan terutamanya dengan laluan isyarat PI3K-AKT. Analisis WGCNA bagi set data asma mengenal pasti modul "biru langit" sebagai sangat berkorelasi dengan asma, menonjolkan sintase nitrik oksida (iNOS) yang boleh diinduksi sebagai gen hab. Docking molekul mengesahkan pertalian mengikat yang kuat antara PG dan iNOS, danCistancherawatan mengecilkan ekspresi iNOS, mencadangkan mekanisme anti-radang yang berpotensi.
Kesimpulannya,Cistanchemempamerkan kesan terapeutik dalam asma olehmemodulasi tindak balas imundanmenyasarkan gen dan protein yang berkaitan dengan asma utama. Kajian kami memberikan pandangan baharu tentang penggunaan produk semula jadi untuk rawatan asma dan menggariskan potensiCistanche sebagai alternatif atauagen terapeutik tambahan. Kajian lanjut diperlukan untuk mengesahkan penemuan ini dan meneroka integrasiCistancheke dalam pengurusan asma klinikal.
Ekstrak Cistanche untuk rawatanAsma yang disebabkan oleh keradangan
Whats kami untuk dapatkan ekstrak cisntanche
1. Latar Belakang Kajian dan Persoalan Saintifik
Asma adalah yang paling berleluasapenyakit pernafasan kronik, dicirikan oleh penyempitan saluran udara dankeradangan, selalunya bertambah teruk oleh rembesan mukus yang berlebihan. Anggaran global menunjukkan bahawa lebih 300 juta orang menghidap asma, dengan prevalensnya semakin meningkat di seluruh dunia (Joan et al., 2017). Beban yang semakin meningkat ini memberi kesan ketara kepada kadar kematian dan ketidakupayaan global (Shin et al., 2023). Pada masa ini, rawatan arus perdana sangat bergantung pada ubat konvensional seperti kortikosteroid. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh perbezaan dalam persembahan penyakit dan farmakogenomik, subset pesakit-seperti mereka yang mempunyai asma bukan eosinofilik-mungkin bertindak balas dengan buruk terhadap terapi glukokortikoid (Barnes, 2013; Polyxeni et al., 2017). Selain itu, walaupun pematuhan kepada ubat pengawal, sesetengah individu mengalami kawalan penyakit yang tidak optimum, dengan gejala yang berterusan dan semakin teruk. Walaupun ubat sedia ada boleh melegakan simptom, ia sering menyebabkan kesan buruk dan mempunyai keberkesanan jangka panjang yang terhad (Rachel et al., 2021; Kian Fan et al., 2013). Oleh itu, terdapat keperluan mendesak untuk strategi terapeutik inovatif yang menguruskan gejala asma secara berkesan sambil menyasarkan mekanisme molekul yang mendasari.
Perubatan Tradisional Cina (TCM), dengan sejarah lebih 2,000 tahun, menawarkan perspektif unik tentang rawatan penyakit. Ini telah membawa kepada pembangunan banyak preskripsi, sepertiZanthoxylum bungeanum Maximbenih (ZBMS), yang terkenal dengan kesan terapeutiknya terhadap asma (Tang et al., 2014). Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, TCM telah mendapat perhatian sebagai pendekatan pelengkap atau alternatif kepada rawatan penyakit. Kajian yang dijalankan di Amerika Syarikat telah menunjukkan bahawa kira-kira 70% pesakit asma menggabungkan ubat herba ke dalam pelan rawatan mereka (Land & Wang, 2018). Banyak kajian klinikal telah menunjukkan hasil yang menggalakkan dalam rawatan asma. Sebagai contoh, percubaan terkawal rawak berbilang pusat mendedahkan bahawa formula TCM kompaun, Pingchuan Yiqi Granules, mengurangkan gejala pulmonari dengan berkesan, mengurangkan penanda keradangan dan mengurangkan pergantungan pada 2-agonis. Berbanding dengan 2-agonis dan kortikosteroid, formula TCM ini menunjukkan lebih sedikit toksik dan kesan sampingan (Zhang et al., 2018).
Cistanche deserticola, juga dikenali sebagai "Jin Ya" atau "Mo Jing," ialah tumbuhan herba saka dengan tabiat pertumbuhan parasit. Ia diedarkan terutamanya di kawasan gersang di Hemisfera Utara, dan penggunaannya di China bermula sejak teks kuno sepertiShennong Bencao Jing. Cistanchesangat dihargai kerana keupayaannya untuk meningkatkan fungsi buah pinggang, meningkatkan daya hidup, dan menyuburkan darah dan pati (Zhou et al., 2023).
Dalam kajian ini, kami menggunakan pendekatan multidisiplin-menggabungkan transkriptomi, analisis spektrometri jisim, WGCNA, dan pengesahan eksperimen dalam model haiwan dan selular-untuk meneroka potensi terapeutikCistanchedalam asma. Penyelidikan kami mengenal pasti sebatian aktif khusus dan menjelaskan mekanisme tindakan yang berpotensi (lihat Rajah 1). Penemuan ini memberikan pandangan baharu tentang rawatan asma dalam skop TCM dan membuka jalan untuk penyelidikan lanjut dalam bidang ini.
Rajah 1. Rajah Aliran Kerja Penyelidikan
A.Menggunakan tisu paru-paru dari model asma, kami melakukan analisis penjujukan transkrip yang terperinci. Ini membolehkan kami meneroka asas molekul asma dan mengenal pasti sasaran utama yang dikawal olehCistanche deserticolarawatan.
B.Berdasarkan data transkrip, kami menggunakan kromatografi cecair-spektrometri jisim resolusi tinggi (LC-HRMS) untuk menyiasat konstituen kimia bagiCistanche. Analisis ini ditambah dengan menyaring sebatian aktif melalui pangkalan data Farmakologi Sistem Perubatan Cina Tradisional (TCMSP). Pendekatan integratif ini akhirnya membawa kepada pengenalpastian pinoresinol 4-O- -D-glucopyranoside (PG) sebagai komponen bioaktif utamaCistanche.
C.Untuk meneroka lebih lanjut sasaran berkaitan asma tertentu, kami menjalankan Analisis Rangkaian Ekspresi Bersama Gen Berwajaran (WGCNA). Analisis ini menggunakan data ekspresi gen untuk mengenal pasti modul yang dikaitkan secara signifikan dengan patologi asma. Gen habiNOS(inducible nitric oxide synthase) dikenal pasti melalui kaedah integratif dengan memotong gen calon daripada setiap analisis.
D.Kajian dok molekul telah dijalankan untuk meramalkan pertalian pengikatan antara sebatian aktif PG dan iNOS yang dikenal pasti. Ini diikuti dengan beberapa siri pengesahan eksperimen.
02. Penemuan Utama dan Sorotan
Cistanche Mengurangkan Perubahan Patologi dalam Tikus Asma
Untuk menilai kesan daripadaCistanche deserticolapada asma, model haiwan telah ditubuhkan dengan atau tanpaCistancherawatan, menggunakan dexamethasone sebagai kawalan positif (Rajah 2A dan Rajah Tambahan 1). Hiperresponsif saluran udara (AHR) dinilai dengan mengukur nilai Penh (Rajah 2B dan Rajah Tambahan 1A). Keputusan menunjukkan peningkatan ketara dalam nilai Penh dalam tikus terdedah HDM dengan kepekatan asetilkolin yang tinggi berbanding tikus kawalan. Sebaliknya, tikus dirawat denganCistanchesemasa induksi model menunjukkan pengurangan ketara dalam nilai Penh. Yang penting, tikus dirawat denganCistanchesahaja tidak menunjukkan perbezaan yang signifikan dalam nilai Penh berbanding dengan kawalan.
Selepas itu, kami menganalisis kiraan sel pembezaan dalam cecair lavage bronchoalveolar (BALF), termasuk jumlah sel, neutrofil, dan eosinofil (Rajah 2C dan Rajah Tambahan 1B). Keputusan menunjukkan peningkatan ketara dalam bilangan sel-terutamanya neutrofil dan eosinofil-dalam tikus HDM, mencerminkan keradangan pulmonari yang meningkat dan tindak balas alahan. Sebaliknya, HDM +Cistanchetikus menunjukkan pengurangan ketara dalam populasi sel ini dalam BALF.
Di samping itu, pewarnaan histopatologi tisu paru-paru (Rajah 2D dan Rajah Tambahan 1C) mendedahkan skor keradangan yang meningkat dengan ketara dalam tikus yang terdedah kepada HDM, yang kembali ke tahap asas berikutanCistanchecampur tangan. Pewarnaan PAS mengesahkan penemuan ini dengan menunjukkan peningkatan ketara dalam pengedaran sel goblet dan rembesan lendir dalam tikus HDM, yang dikurangkan selepasCistancherawatan. Terutama, dos rendahCistanche, terutamanya pada 20 mg/kg, tidak menunjukkan peningkatan ketara dalam AHR atau ciri histopatologi, menunjukkan kesan bergantung kepada dos (Tambahan Rajah 1).
Tambahan pula, tahap IgE, IL-5 dan IL-13 diukur (Rajah 2E), menunjukkan tahap tinggi dalam tikus HDM yang diterbalikkan berikutanCistancherawatan.
Rajah 2. Cistanche mengurangkan perubahan patologi pada tikus asma.
A. Pembinaan model asma.
B. Nilai Penh untuk setiap kumpulan tikus yang terdedah kepada dos asetilkolin yang berbeza-beza.
C. Kiraan sel BALF, termasuk jumlah sel, neutrofil dan eosinofil.
D. Bahagian paru-paru daripada setiap kumpulan diwarnai dengan H&E dan PAS.
E. Keputusan ELISA menunjukkan tahap IgE dan IL-5/IL-13 serum dalam BALF.
Bar skala: 50 μm. Semua data yang dibentangkan dalam kajian ini mewakili sekurang-kurangnya tiga eksperimen bebas dan dinyatakan sebagai min ± sisihan piawai (SD).
Analisis Transkriptomik Mendedahkan Kesan Terapeutik Cistanche dalam Tikus Asma
Untuk meneroka lebih lanjut kesan terapeutik daripadaCistanchepada asma, penjujukan transkriptom dilakukan pada tisu paru-paru daripada tikus yang terdedah kepada HDM sahaja dan mereka yang terdedah kepada kedua-dua HDM danCistanche. Sebanyak643 gen yang dinyatakan secara berbeza (DEGs)telah dikenalpasti, termasuk324 dikawal seliadan319 dikurangkangen (p <0.05, |logFC| Lebih besar daripada atau sama dengan 0.5, Rajah 3A). Peta haba menggambarkan tahap ekspresi bagi 20 gen atas dan terkawal teratas (Rajah 3B).
Analisis pengayaan Gene Ontology (GO) dan Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) kemudiannya dilakukan pada DEG. Gen yang dikawal selia terutamanya diperkaya dalam laluan yang berkaitan dengan tindak balas virus, isyarat pengantara interferon, isyarat reseptor seperti NOD dan isyarat IL-17 (Rajah 3C dan 3D). Sebaliknya, gen yang dikurangkan dikaitkan dengan pembahagian nuklear, interaksi reseptor sitokin-sitokin, dan laluan isyarat reseptor sel T (Rajah 3E dan 3F).
Analisis lanjut menggunakan Gene Set Variation Analysis (GSVA) menunjukkan bahawaLALUAN EOSINOPHILSkor GSV dikurangkan pada tikus yang dirawat bersama dengan HDM danCistanche, berbanding tikus HDM sahaja, selaras dengan pengurangan eosinofil yang diperhatikan dalam BALF (Rajah 3G dan 3H). Selain itu, laluan yang berkait rapat dengan asma alahan-seperti isyarat IL-5 dan IL-4-didapati terkawal berikutanCistancherawatan (Rajah 3H).
Akhirnya, Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) mendedahkannyaCistancherawatan terlibat dalam proses yang berkaitan denganisyarat glukokortikoiddansitokin imun jenis 2, kedua-duanya berkait rapat dengan patofisiologi asma (Rajah 4).
Analisis HRMS bon tunggal LC mendedahkan komponen aktif Cianche. A. Jumlah kromatogram ion ekstrak Cistanche deserticola dipantau dalam mod ion positif. B dan C. Kromatogram ion PG dalam mod ion positif. D. Profil MSMS PG.
Rajah 6. Bahan aktif Cianche yang didedahkan oleh analisis HRMS tunggal LC. AD. Analisis pengayaan sasaran PD termasuk GO, KEGG, laluan Reactome dan set gen WikiPathways.
