Dalam Kombinasi Ubat Sinergis Skrin berasaskan Siliko Daripada Ubat Herba: Kes Menggunakan Cistanche Tubulosa-Ⅰ

Neuroinflammation neurogenik ditakrifkan atindakan terancang sel imun semula jadi dan adaptif, sel vaskular dan neuron yang dicetuskan oleh keadaan patologi dan aktiviti neuron yang dipertingkatkan dalam sistem saraf pusat (CNS). Ia berkemungkinan memainkan peranan dalam pembentukan tindak balas keradangan CNS oleh keadaan seperti sakit, tekanan psikologi, dan epilepsi atau menjadi faktor patogenik dalam penyakit neurodegeneratif. Ejen semasa untukrawatan neuroinflammationkebanyakannya tergolong dalam monoterapi, termasuk dopamin, somatostatin, neuropeptida, adenosin, dan sebagainya. Walau bagaimanapun, sebagai contoh, penggunaan jangka panjang perencat COX ubat biasa tetapi lama, Ubat Anti-radang Nonsteroid (NSAIDs), mungkin menyebabkan kesan sampingan yang buruk, lesi gastrousus atau risiko kardiovaskular, dan keputusan percubaan klinikal kekal tidak memuaskan terutamanya, jadi terdapat keperluan yang tidak terpenuhi untuk rawatan baru neuroinflammation.

NATURAL CISTANCHE TUBULOSA UNTUK MERAWAT PENYAKIT ALZHEIMER PHGS75% ECH 30% ACT 12%

Terapi novel kombinatorial ubat mungkin merupakan strategi yang melonjak untuk memenuhi keperluan pembangunan ubat baru serta mengatasi halangan dalam rawatan penyakit kompleks. Terapi gabungan atau berbilang komponen boleh memenuhi keperluan di atas, di mana dua atau lebih ubat digunakan bersama-sama, dengan kelebihan yang disenaraikan: keberkesanan yang lebih tinggi, rintangan silang yang minimum, dos yang rendah manakala kesan sampingan yang lebih sedikit, dan kurang ketoksikan jika dibandingkan dengan ejen ubat tunggal6 . Ia telah digunakan dalam rawatan penyakit kompleks selama hampir 30 tahun. Terapi gabungan ubat yang menarik juga digunakan dalam penyelidikan tentang penyakit saraf, contohnya, gabungan glimepiride dan ibuprofen dengan berkesan bolehmengurangkan keradangan dalam Penyakit Alzheimer (AD), atau ketamin/atropin mungkin menurunkan ekspresi protein pro-radang dalam tikus epilepsi. Oleh itu, kombinasi ubat sinergistik mungkin membawa inspirasi baru untuk mengesan rawatan berkesan untuk neuroinflammation. Oleh itu, bagaimanakah kita boleh memecahkan kacang keras untuk mencapai ubat gabungan yang optimum?

Pada masa kini, pendekatan sedia ada untuk menyaring kombinasi ubat adalah seperti berikut, tinjauan sistematik pasangan ubat secara in vitro seperti kaedah penyaringan throughput tinggi11 dan 'Multiplex Screening for Interacting Compounds' (MuSIC) atau penilaian gabungan ubat berpasangan dengan besar- eksperimen skala. Namun begitu, penggunaan tenaga manusia yang berlebihan, sumber asli dan masa ujian empirikal yang sukar mungkin menjadi isu yang tidak dapat dielakkan dalam penilaian gabungan ubat yang berkesan. Sebagai tindak balas untuk menakluki kelemahan, pendekatan berdasarkan analisis rangkaian, terutamanya rangkaian interaksi genetik data biologi sistem kimia, dan data molekul dan farmakologi juga muncul untuk penemuan ubat gabungan. Tambahan pula, kumpulan penyiasat yang semakin meningkat mencadangkan pendekatan rangkaian baru untuk meramal kombinasi optimum dan menawarkan pengesahan eksperimen yang sepadan sementara itu, jadi menyepadukan ramalan rangkaian dengan pengesahan eksperimen mungkin merupakan trend baharu dalam bidang ramalan gabungan.

Ubat herba melibatkan sejumlah besar formula (Fang-Ji dalam bahasa Mandarin) dan bahan kimia, yang membentuk pangkalan data produk semula jadi supaya ia mampu mendapatkan petunjuk inovatif, dan data biologi asas untuk pembangunan gabungan ubat, seperti Profesor Lidan Profesor Liu memperkenalkan kaedah analisis holistik berdasarkan biologi bersepadu untuk menguraikan mekanisme molekul ubat herba: pil Liu-Wei-Di-Huang atau Suntikan Pengurangan. Dalam kerja kami sebelum ini, kami mendapati bukan sahaja dua herba wakil Lonicera japonica dan Fructus Forsythiae menunjukkan kesan sinergistik pada infuenza atau keradangan, tetapi juga sebatian rutin dan amentoflavon memberikan kesan sinergistik dalam mencegah kemurungan.

Dalam kerja semasa kami, kami membangunkan pendekatan farmakologi sistem untuk menemui gabungan ubat sinergi antara sebatian daripadaherba Cistanche tubulosa(SCHENK) R. WIGHT, langkah-langkah berikut dicadangkan: pertama, kami memilih sebatian bioaktif melalui ramalan keserupaan dadah, yang digunakan sebagai umpan untuk menangkap sasaran yang berkaitan. Dan kemudian, diilhamkan oleh paradigma berasaskan "sasaran rangkaian" untuk mengutamakan kombinasi ejen sinergi dengan cara pemprosesan yang tinggi, kami memperoleh gabungan ubat yang berkesan antara sebatian berpotensi berdasarkan algoritma dalaman yang dinamakan Pendekatan Ensemble Kebarangkalian (PEA)26 dengan kecekapan latihan yang tinggi, kebolehgunaan yang meluas, dan dua indeks kuantitatif untuk menerangkan sifat gabungan ubat. Akhir sekali, kami menggunakan sasaran yang diperoleh dan sebatian pasangan calon untuk membina rangkaian/laluan dan kemudian menyediakan analisis untuk mengekod mekanisme Cistanche tubulosa pada neuroinflammation secara holistik. Sebagai contoh, ini adalah kali pertama untuk menyaring kombinasi ubat yang berkesan daripada produk semulajadi berdasarkan farmakologi sistem melalui penyepaduan kaedah pengiraan dan pengesahan eksperimen untuk meluluskan kebolehpercayaan ramalan. Kami percaya bahawa ini boleh membantu untuk memperibadikan rawatan neuroinflammation, meningkatkan pemahaman kami tentang pembangunan neuroprotektif yang berkesan, dan membantu penyelidikan praklinikal masa depan.

CISTANCHE TUBULOSA UNTUK MENGAWAL NEUROINFLAMMASI DALAM PENYAKIT PARKINSON PHGS75% ECH 30% ACT 12%

Keputusan

Sasaran Cistanche tubulosa

Untuk mendapatkan sasaran yang berkaitan dengan neuroinflammation kami mula-mula mencapai ramuan dalam Cistanche tubulosa (SCHENK) R. WIGHT dengan mencari pangkalan data TCMSP (http://lsp.nwu.edu. cn/), yang menghasilkan 10 3 sebatian (Jadual Tambahan S1, Lihat Bahan dan Kaedah). Kemudian, kami menganalisis keserupaan dadah mereka dengan menggunakan model ramalan DL yang dibina dalam kerja kami sebelum ini (Lihat Bahan dan Kaedah). Dengan cara ini, kami mencapai 63 sebatian bioaktif yang berpotensi (Jadual Tambahan S2) dengan indeks DL Lebih besar daripada atau sama dengan 0.18. Selepas itu, menggunakan algoritma SysDT dan WES, kami mengenal pasti 117 sasaran sebatian bioaktif yang berpotensi ini. Akhirnya, 43 sasaran berpotensi (Jadual Tambahan S3) yang berkait rapat dengan neuroinflammation diambil selepas memadamkan bunyi dan ralat, dengan memetakan 117 sasaran sebatian ke pangkalan data CTD.

Analisis pengayaan GOBP untuk sasaran

Untuk memeriksa sama ada protein yang disasarkan oleh sebatian bioaktif yang berpotensi berkait rapat dengan neuroinflammation, kami melakukan analisis pengayaan GOBP dengan memetakan sasaran kepada DAVID. Rajah 1 menunjukkan pokok GO yang mewakili keputusan istilah GOBP yang diperkaya dengan ketara (nilai P Kurang daripada atau sama dengan 0.05), di mana sasaran dikategorikan kepada 20 kumpulan berbeza, seperti peraturan positif otot licin vaskular percambahan sel dan peraturan positif penghijrahan leukosit. Di antara kumpulan ini, penghantaran sinaptik kimia, tindak balas keradangan, isyarat sel-sel, dan sebagainya semuanya berkait rapat dengan neuroinflammation. Sebagai contoh, perubahan sinaptik yang berlaku semasa penyakit neuroinflamasi sebahagian besarnya dimediasi oleh sitokin radang yang dikeluarkan daripada sel T yang menyusup dan daripada mikroglia yang diaktifkan, dan bertanggungjawab, sekurang-kurangnya sebahagiannya, untuk patologi dendritik yang tidak dapat dipulihkan. Secara kolektif, pemerhatian ini mencadangkan bahawa sasaran yang diramalkan mungkin boleh menyumbang kepada rawatan neuroinflammation.

Pembinaan dan analisis rangkaian sasaran kompaun

Secara amnya, terapi gabungan yang boleh dilaksanakan dan berkesan ialah gabungan sebatian bioaktif dengan sifat farmakokinetik yang ideal, yang boleh mengimbangi rangkaian penyakit dengan mengawal selia sasaran tertentu. Oleh itu, kami terus membina rangkaian sasaran kompaun statik untuk menyemak hubungan topologi mereka. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2, rangkaian sasaran kompaun (CT) dwipartit mempamerkan 482 interaksi antara 63 sebatian dan 43 sasaran dengan cara yang menarik secara visual. Kami menganalisis tahap nod dalam rangkaian sasaran kompaun yang menghasilkan tahap purata setiap kompaun masing-masing 11.209 dan 7.651 setiap sasaran. Kami memerhatikan bahawa antara 63 sebatian, 38 daripadanya melaraskan lebih daripada 7 sasaran (lebih besar daripada tahap purata), menunjukkan kesan sinergi yang berpotensi di kalangan mereka.

Sebagai contoh, syringin (mol30) berinteraksi dengan bilangan sasaran terbesar, yang mungkin memainkan peranan hab dalam rangkaian. Menariknya, satu kajian membuktikan bahawa syringin konstituen fenolik diasingkan daripada Euonymus alatus (Tunb.) Sieb. (Celastraceae) mempunyai kesan anti-radang saraf dengan menghalang pengeluaran NO27. 2′-acetylacteoside (mol42) mengawal 10 sasaran berbeza (darjah=10). Antara sasaran ini, HSPB1 (juga dikenali sebagai HSP27), sebagai contoh, ialah pendamping molekul yang memaparkan sifat neuroprotektif dalam banyak model penyakit dan kecederaan. Untuk verbascoside (mol33), sifat neuroprotektif sebatian bioaktif ini melibatkan modulasi faktor transkripsi dan

akibatnya mengubah ekspresi gen, mengakibatkan penurunan regulasi keradangan. Perlu diingat bahawa walaupun sifat topologi rangkaian tidak berat sebelahEchinacoside(mol41, darjah=7), ia merupakan sebatian aktif secara lisan novel yang berpotensi untuk mengawal keradangan saraf dan isyarat berkaitan dalam penyakit Parkinson dan mungkin memberikan prospek baharu untuk rawatan klinikal. Diambil bersama, keputusan ini menunjukkan bahawa sebatian aktif berpotensi yang disaring semuanya berkaitan dengan neuroinflammation dan boleh dianggap sebagai set data untuk meramalkan gabungan ubat.

Pembinaan dan analisis rangkaian Laluan-Sasaran Kompaun

Dengan menggunakan algoritma PEA, kami mendapat 10 kombinasi ubat yang berbeza (Jadual 1.), yang melibatkan 12 sebatian. Gabungan ubat ini semuanya mempunyai kebarangkalian sinergi yang tinggi, yang mewakili kemungkinan mendorong sinergi antara dua sebatian.

Oleh itu, sehingga tahap tertentu, sebatian ini dianggap sebagai bahan asas farmakologiCistanche tubulosa. Berdasarkan maklumat sasaran sebatian ini dan laluan yang diperolehi daripada DAVID, kami membina rangkaian laluan kompaun-sasaran-laluan (CTP) untuk memberi penerangan awal pada mekanisme molekul sebatian ini. Rangkaian laluan kompaun-sasaran yang terhasil terdiri daripada 47 nod dan 99 tepi. Seperti yang digambarkan dalam Rajah 3, sebatian ini boleh bertindak bukan sahaja pada protein hulu tetapi juga laluan hiliran yang berkaitan dengan neuroinflammation, terutamanya penunjuk langsung penanda keradangan.

Khususnya, sebahagian besar sebatian menyasarkan protein huluan seperti HSPB1, HTR2A, NTSR1, dan lain-lain, yang menunjukkan peraturan makro sebatian ini untuk rawatan neuroinflammation. Sebagai contoh, kompaun echinacoside (mol41) menyasarkan laluan VEGF melalui protein HSPB1 (Tambahan Rajah 1). Nasib baik, kajian menunjukkan bahawa HSPB1 mempunyai sifat sitoprotektif yang ketara dalam beberapa model penyakit saraf in vivo atau in vitro dan ia mungkin memainkan peranan dalam kesan anti-radang dengan mengawal selia laluan isyarat faktor-κB (NF-κB) nuklear. Di samping itu, kajian juga menunjukkan bahawa R-Ras boleh mengawal aktiviti angiogenik sel endothelial sebahagiannya melalui perencatan p38 mitogen-activated protein kinase (p38 MAPK) -HSPB1 paksi laluan isyarat VEGF.

Kita boleh mendapatkan kompaun tubuloside A (mol56) untuk menyasarkan laluan isyarat Kalsium melalui protein NTSR1 dalam rangkaian. Semua diketahui bahawa ion kalsium (Ca2+) ialah utusan kedua sejagat dalam sel sistem imun. Pengurangan dalam aktiviti sinaptik atau peningkatan isyarat reseptor asid N-metil-D-aspartik (NMDA) ekstrasinaptik boleh membawa kepada dishomeostasis kalsium nuklear, dengan itu meningkatkan kejadian neurodegenerasi dan disfungsi kognitif. Tambahan pula, protein sasaran NTSR1 ialah ahli superfamili besar reseptor berganding protein G, dan isyarat dijana melalui protein G yang mengikat yang boleh mengaktifkan sistem pemesejan kedua phosphatidylinositol-kalsium dan kinase MAP hiliran.

Contoh lain ialah sebatian 2'-asetillakteosida (mol42) menyasarkan laluan isyarat GnRH melalui protein PRKCD. PRKCD, salah satu isoform PKC, adalah pengantara utama pengaktifan kinase protein terkawal ekstraselular1/2 MAPK (ERK1/2 MAPK), kinase protein terminal c-Jun N MAPK (JNK MAPK) dan p38 MAPK oleh pelepas gonadotropin hormon (GnRH)40. Dan, sebagai proses utama dalam rangkaian isyarat yang dirangsang GnRH, lata MAPK hiliran dan metabolit asid arakidonik(AA) boleh menghasilkan protein radang, COX-2. Bagi kankanoside O (mol18) dan syringin (mol30), mereka berinteraksi secara langsung dengan protein hiliran PTGS2, NOS2, dan penunjuk keradangan lain, yang merupakan kesan intuitif terhadap keberkesanan sebatian. Satu kajian menunjukkan syringin boleh menyekat pengeluaran faktor nekrosis tumor- (TNF-) dalam sel RAW264.7 yang dirangsang Lipopolysaccharides (LPS)42. Kajian lain menunjukkan bahawa syringin juga boleh menurunkan kepekatan NO dan aktiviti NOS43 atau pengeluaran prostaglandin E244. Isoacteoside (mol43) menyasarkan MMP9, adalah pemain penting dalam sistem saraf pusat, dan akan menjadi enzim pengantara yang diduga untuk gangguan neuropsikiatri seperti skizofrenia dan penyakit bipolar. Degradasi NF-κB dan fosforilasi p38, ERK1/2, JNK MAPK, atau Akt (Protein Kinase B) bagi laluan isyarat hulu boleh memodulasi ekspresi gen MMP9 dan perencatan MMP9 yang boleh mengurangkan ekspresi sintase nitrik oksida yang boleh diinduksi. (iNOS) dalam sel yang diaktifkan.

NATURAL CISTANCHE TUBULOSA UNTUK MENGURANGKANNEUROINFLAMASIPHGS75% ECH 30% ACT 12%

Analisis laluan

"Laluan Neuroinflammation" yang diperbadankan dibina dengan menyepadukan laluan utama yang diperoleh melalui analisis rangkaian laluan sasaran kompaun, termasuk laluan penyakit Alzheimer, laluan isyarat Kalsium, laluan isyarat GnRH, laluan isyarat VEGF dan sinaps Serotonergik. Daripada 43 sasaran, 19 boleh dipetakan ke "laluan Neuroinflammation". Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4, tubulosa Cistanche mewakili sasaran sebatian aktif yang mengedar dalam "laluan Neuroinflammation". "Laluan Neuroinflammation" diklasifikasikan kepada 13 modul terapeutik yang berbeza, seperti kematian sel, apoptosis, keradangan dan perlindungan saraf. Dalam kajian ini, kami mengambil modul kematian sel, keradangan, dan neuroprotection sebagai contoh untuk menjelaskan mekanismeCistanche tubulosa untuk neuroinflammation.

Modul kematian sel

Sasaran yang terletak di laluan penyakit Alzheimer terutamanya terlibat dalam proses kematian sel, menunjukkan bahawa kematian sel berkait rapat dengan neuroinflammation. Kajian menunjukkan bahawa keradangan saraf yang dimediasi oleh mikroglia menyumbang kepada kematian sel neuron, yang tidak terhad kepada penyakit tertentu tetapi terlibat dalam pelbagai penyakit seperti iskemia, penyakit Parkinson dan penyakit Alzheimer. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4,

sasaran APP, GRIN2B, dan MAPT dikawal oleh sebatian aktif daripada Cistanche tubulosa yang menunjukkan bahawa mereka boleh menghalang kematian sel dan dengan itu menawarkan rawatan untuk neuroinflammation. Menariknya, domain intraselular APP menjejaskan neurogenesis dewasa dalam tikus transgenik dengan mendorong neuroinflammation. Ketidakupayaan MAPT untuk mengawal dinamik microtubule neuron dengan betul dan dengan itu menengahi kematian sel neuron. Semua ini menunjukkan bahawa Cistanche tubulosa boleh merawat neuroinflammation dengan menghalang kematian sel.

Modul keradangan

Istilah neuroinflammation ialah tindak balas keradangan dalam CNS sebagai tindak balas kepada aktiviti neuron1. Dalam kajian ini, kami mengesan bahawa laluan isyarat GnRH dan laluan isyarat VEGF terlibat dalam modul keradangan (Rajah 4). Sebagai contoh, MMP2 dalam laluan isyarat GnRH tergolong dalam keluarga MMP, yang dinyatakan dalam situasi fisiologi dan keadaan patologi yang melibatkan keradangan. Dan MMP mengawal beberapa fungsi yang berkaitan dengan keradangan termasuk bioavailabiliti dan aktiviti sitokin dan kemokin radang. Di samping itu, laluan isyarat VEGF boleh membawa kepada penjanaan NOS2, lebih-lebih lagi, ia mengambil bahagian dalam tindak balas keradangan akut kepada LPS melalui pelbagai mekanisme: penglibatan dalam isyarat sitokin proinflamasi dan perubahan ekspresi pelbagai gen yang mempengaruhi tindak balas imun-inflamasi terhadap LPS. Secara kolektif, semua ini menunjukkan bahawa Cistanche tubulosa boleh menyembuhkan neuroinflammation dengan mengawal sistem keradangan.

CISTANCHE TUBULOSA SEMULAJADI UNTUK PENYAKIT ANTI-ALZHEIMER PHGS75% ECH 30% ACT 12%