Prédiction pharmacologique en réseau et validation expérimentale du mécanisme d’action de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii contre l’adénocarcinome pulmonaire
Summary
Cette étude révèle le mécanisme de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii dans le traitement de l’adénocarcinome pulmonaire basé sur la pharmacologie de réseau et la vérification expérimentale. L’étude démontre également que la voie de signalisation PI3K / AKT joue un rôle essentiel dans l’action de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii dans le traitement de l’adénocarcinome pulmonaire.
Abstract
Notre objectif était d’étudier le mécanisme de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii dans le traitement de l’adénocarcinome pulmonaire (LUAD) sur la base de la pharmacologie de réseau et de la vérification expérimentale. Les composants efficaces et les cibles potentielles de Trichosanthis et Fritillaria thunbergii ont été collectés par la base de données expérimentale à haut débit et guidée par référence (HERB) de la médecine traditionnelle chinoise et une base de données d’approche d’ensemble de similarité (SEA), et les cibles liées à LUAD ont été interrogées par les bases de données GeneCards et Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). Un réseau médicament-composant-maladie-cible a été construit par le logiciel Cytoscape. Le réseau d’interaction protéine-protéine (PPI), la fonction d’ontologie génique (GO) et les analyses d’enrichissement des voies de l’encyclopédie des gènes et des génomes de Kyoto (KEGG) ont été effectués pour obtenir des cibles principales et des voies clés. Un extrait aqueux de cellules Trichosanthes-Fritillaria thunbergii et A549 a été utilisé pour la validation expérimentale ultérieure. Grâce à la base de données HERB et à la recherche documentaire, 31 composés efficaces et 157 gènes cibles potentiels de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii ont été examinés, dont 144 étaient des cibles régulatrices de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii dans le traitement de l’adénocarcinome pulmonaire. L’analyse de l’enrichissement fonctionnel GO a montré que le mécanisme d’action de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii contre l’adénocarcinome pulmonaire est principalement la phosphorylation des protéines. L’analyse d’enrichissement de la voie KEGG suggère que le traitement de l’adénocarcinome pulmonaire par Trichosanthes-Fritillaria thunbergii implique principalement la voie de signalisation PI3K/AKT. La validation expérimentale a montré qu’un extrait aqueux de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii pouvait inhiber la prolifération des cellules A549 et la phosphorylation de l’AKT. Grâce à la pharmacologie en réseau et à la validation expérimentale, il a été vérifié que la voie de signalisation PI3K / AKT joue un rôle essentiel dans l’action de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii dans le traitement de l’adénocarcinome pulmonaire.
Introduction
Le cancer du poumon fait référence aux tumeurs malignes provenant de la muqueuse bronchique pulmonaire, y compris le carcinome épidermoïde, l’adénocarcinome, le carcinome à grandes cellules et le carcinome à petites cellules1. L’adénocarcinome du poumon (LUAD) est le type de cancer du poumon le plus courant, représentant environ 40 % du total des cas de cancer du poumon2. La plupart des patients sont diagnostiqués à un stade avancé ou ont des métastases à distance et, par conséquent, perdent l’occasion d’une intervention chirurgicale3. Dans le traitement clinique actuel, la chimioradiothérapie concomitante est la stratégie la plus courante pour traiter LUAD, mais son application est limitée en raison d’effets indésirables graves4.
La médecine traditionnelle chinoise (MTC) peut soulager efficacement les symptômes cliniques des patients atteints de LUAD et réduire les effets indésirables causés par la radiothérapie et la chimiothérapie et est ainsi devenue un haut lieu de recherche 5,6,7. En médecine traditionnelle chinoise, le cancer du poumon appartient à la catégorie de « l’accumulation pulmonaire » et « pétreux pulmonaire ». La carence en Qi et l’interaction des mucosités, de la stase et du poison sont importantes dans la pathogenèse du cancer du poumon. Par conséquent, tonifier le Qi et éliminer les mucosités et la stase sanguine sont les principales méthodes de traitement clinique8 pour le cancer du poumon selon la théorie de la MTC9. Trichosanthes kirilowii Maxim (Gualou) et Fritillaria thunbergii Miq (Zhebeimu) représentent une paire de médicaments commune dans le traitement du cancer du poumon, et cette combinaison a pour effet d’éliminer la chaleur et de réduire les mucosités10,11,12. Cependant, son mécanisme d’action n’est pas encore clair et d’autres recherches doivent être menées.
La pharmacologie de réseau est une méthode complète basée sur la théorie de la biologie des systèmes et la pharmacologie multidirectionnelle qui vise à révéler des relations de réseau complexes entre plusieurs médicaments et maladies13. Les prescriptions traditionnelles chinoises ont les caractéristiques d’être multi-composants et multi-cibles, ce qui signifie qu’elles sont très appropriées pour l’étude de la pharmacologie de réseau14,15. Récemment, la pharmacologie de réseau est apparue comme une approche puissante dans l’étude des formules de MTC et est devenue un point chaud de la recherche16,17.
Cependant, à notre connaissance, toutes les recherches sur la pharmacologie des réseaux sont présentées sous forme de texte. Présenter cette technologie par vidéo réduira considérablement le seuil d’apprentissage et facilitera la promotion de cette technologie, ce qui est l’un des avantages de cet article. Dans cette étude, nous avons pris Trichosanthes-Fritillaria thunbergii contre l’adénocarcinome pulmonaire comme exemple pour effectuer la prédiction pharmacologique en réseau et la validation expérimentale.
Protocol
Representative Results
Discussion
En général, une étude pharmacologique de réseau complète comprend l’identification des composants actifs à partir de bases de données, l’acquisition de cibles correspondant aux composants actifs et aux maladies, la construction d’un réseau médicament-composant-maladie-cible, et la prédiction des cibles et des voies principales. L’association entre les composants actifs et les protéines centrales (amarrage moléculaire) est prédite de manière préliminaire par la technologie informatique, et la vérif…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été soutenue par le Programme de formation à l’innovation de l’Université de médecine chinoise de Beijing (No: 202110026036).
Materials
| 0.25% trypsin-EDTA | Gibco | R001100 | |
| A549 cell line | Procell | CL-0016 | |
| AKT antibody | CST | 4691S | |
| BCA Protein Assay Kit | Solarbio | PC0020 | |
| Chemiluminescence detection system | Shanghai Qinxiang Scientific Instrument Factory | ChemiScope 6100 | |
| Dulbecco's modified eagle medium (DMEM) | Solarbio | 11995 | |
| Enhanced chemiluminescence (ECL) kit | ABclonal | RM00021 | |
| Fetal bovine serum | ScienCell | 0025 | |
| HRP Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) | ABclonal | AS014 | |
| MTS assay kit | Promega | G3580 | |
| p-AKT antibody | CST | 6040S | |
| Penicillin streptomycin | Gibco | C14-15070-063 | |
| Phenylmethanesulfonyl fluoride (PMSF) | Solarbio | P0100 | |
| Phosphatase inhibitor | Beyotime | P1081 | |
| Phosphate buffered saline (PBS) | Solarbio | P1020 | |
| Polyvinylidene difluoride (PVDF) membranes | Millipore | ISEQ00010 | |
| RIPA lysis solution | Solarbio | R0010 | |
| Rotary evaporator | Shanghai Yarong Biochemical Instrument Factory | RE52CS-1 | |
| Vacuum freeze-drying mechanism | Ningbo Scientz Biotechnology | SCIENTZ-10 | |
| β-Actin antibody | ABclonal | AC026 |
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