Deze studie onthult het mechanisme van Trichosanthes-Fritillaria thunbergii bij de behandeling van longadenocarcinoom op basis van netwerkfarmacologie en experimentele verificatie. De studie toont ook aan dat de PI3K / AKT-signaleringsroute een vitale rol speelt in de werking van Trichosanthes-Fritillaria thunbergii bij de behandeling van adenocarcinoom van de longen.
We wilden het mechanisme van Trichosanthes-Fritillaria thunbergii bestuderen bij de behandeling van longadenocarcinoom (LUAD) op basis van netwerkfarmacologie en experimentele verificatie. De effectieve componenten en potentiële doelen van Trichosanthis en Fritillaria thunbergii werden verzameld door high-throughput experiment en referentiegeleide (HERB) database van de traditionele Chinese geneeskunde en een similarity ensemble approach (SEA) database, en de LUAD-gerelateerde doelen werden bevraagd door de GeneCards en Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) databases. Een drug-component-disease-target netwerk werd gebouwd door Cytoscape software. Eiwit-eiwitinteractie (PPI) netwerk, gen ontologie (GO) functie, en Kyoto encyclopedie van genen en genomen (KEGG) pathway verrijking analyses werden uitgevoerd om kerndoelen en belangrijke routes te verkrijgen. Een waterig extract van Trichosanthes-Fritillaria thunbergii en A549 cellen werden gebruikt voor de daaropvolgende experimentele validatie. Via de HERB-database en literatuuronderzoek werden 31 effectieve verbindingen en 157 potentiële doelgenen van Trichosanthes-Fritillaria thunbergii gescreend, waarvan 144 regulerende doelwitten waren van Trichosanthes-Fritillaria thunbergii bij de behandeling van longadenocarcinoom. De GO functionele verrijkingsanalyse toonde aan dat het werkingsmechanisme van Trichosanthes-Fritillaria thunbergii tegen longadenocarcinoom voornamelijk eiwitfosforylering is. De KEGG-routeverrijkingsanalyse suggereerde dat de behandeling van longadenocarcinoom door Trichosanthes-Fritillaria thunbergii voornamelijk de PI3K / AKT-signaleringsroute omvat. De experimentele validatie toonde aan dat een waterig extract van Trichosanthes-Fritillaria thunbergii de proliferatie van A549-cellen en de fosforylering van AKT kon remmen. Door middel van netwerkfarmacologie en experimentele validatie werd geverifieerd dat de PI3K / AKT-signaleringsroute een vitale rol speelt in de werking van Trichosanthes-Fritillaria thunbergii bij de behandeling van adenocarcinoom van de longen.
Longkanker verwijst naar kwaadaardige tumoren afkomstig van het longbronchiale slijmvlies, waaronder plaveiselcelcarcinoom, adenocarcinoom, grootcellig carcinoom en kleincellig carcinoom1. Longadenocarcinoom (LUAD) is de meest voorkomende vorm van longkanker, goed voor ongeveer 40% van de totale gevallen van longkanker2. De meeste patiënten worden gediagnosticeerd in een vergevorderd stadium of hebben metastase op afstand en verliezen dus de kans op een operatie3. In de huidige klinische behandeling is gelijktijdige chemoradiotherapie de meest voorkomende strategie voor de behandeling van LUAD, maar de toepassing ervan is beperkt vanwege ernstige bijwerkingen4.
Traditionele Chinese geneeskunde (TCM) kan de klinische symptomen van LUAD-patiënten effectief verlichten en de bijwerkingen veroorzaakt door radiotherapie en chemotherapie verminderen en is zo een onderzoekshotspotgeworden 5,6,7. In de traditionele Chinese geneeskunde behoort longkanker tot de categorie “longaccumulatie” en “pulmonale petrous”. Het tekort aan Qi en de interactie van slijm, stasis en gif zijn belangrijk in de pathogenese van longkanker. Daarom zijn tonificerende Qi en het elimineren van slijm en bloedstasis de belangrijkste klinische behandeling8-methoden voor longkanker volgens TCM-theorie9. Trichosanthes kirilowii | Maxim (Gualou) en Fritillaria thunbergii Miq (Zhebeimu) vertegenwoordigen een veel voorkomend medicijnpaar bij de behandeling van longkanker, en deze combinatie heeft de effecten van het opruimen van warmte en het verminderen van slijm10,11,12. Het werkingsmechanisme is echter nog onduidelijk en er moet verder onderzoek worden gedaan.
Netwerkfarmacologie is een uitgebreide methode gebaseerd op de theorie van systeembiologie en multidirectionele farmacologie die tot doel heeft complexe netwerkrelaties tussen meerdere geneesmiddelen en ziekten te onthullen13. Traditionele Chinese recepten hebben de kenmerken van multi-component en multi-target, wat betekent dat ze zeer geschikt zijn voor de studie van netwerkfarmacologie14,15. Onlangs is netwerkfarmacologie naar voren gekomen als een krachtige benadering in de studie van TCM-formules en is het een onderzoekshotspot geworden16,17.
Voor zover bekend wordt al het onderzoek naar netwerkfarmacologie echter als tekst gepresenteerd. Het presenteren van deze technologie via video zal de leerdrempel aanzienlijk verlagen en de promotie van deze technologie vergemakkelijken, wat een van de voordelen van dit artikel is. In deze studie namen we Trichosanthes-Fritillaria thunbergii tegen longadenocarcinoom als voorbeeld om netwerkfarmacologievoorspelling en experimentele validatie uit te voeren.
Over het algemeen omvat een volledige netwerkfarmacologiestudie de identificatie van actieve componenten uit databases, de verwerving van doelen die overeenkomen met actieve componenten en ziekten, de constructie van een geneesmiddel-component-ziekte-doelnetwerk en de voorspelling van kerndoelen en -routes. De associatie tussen actieve componenten en kerneiwitten (moleculaire docking) wordt voorlopig voorspeld door computertechnologie en de uiteindelijke verificatie wordt uitgevoerd met behulp van een experiment.
<p …The authors have nothing to disclose.
Deze studie werd ondersteund door het Innovation Training Program van de Beijing University of Chinese Medicine (Nr: 202110026036).
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 |