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의학

肺腺癌に対する トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギ の作用機序のネットワーク薬理予測と実験的検証

Published: March 03, 2023
doi:
10.3791/64847
, , ,
1Dongzhimen Hospital affiliated to Beijing University of Chinese Medicine, 2Traditional Chinese Medicine Department,Peking University People’s Hospital

Summary

本研究では、肺腺癌の治療における トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギイ のメカニズムを、ネットワーク薬理学と実験的検証に基づいて明らかにしました。この研究はまた、PI3K / AKTシグナル伝達経路が、肺腺癌の治療における トリコサンテス–フリティラリア・ツンベルギの 作用に重要な役割を果たしていることも示しています。

Abstract

肺腺癌(LUAD)の治療におけるトリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギイのメカニズムをネットワーク薬理学と実験的検証に基づいて研究することを目的とした。TrichosanthisとFritillaria thunbergiiの有効成分と潜在的な標的は、漢方薬のハイスループット実験およびリファレンスガイド(HERB)データベースと類似性アンサンブルアプローチ(SEA)データベースによって収集され、LUAD関連の標的は、GeneCardsおよびオンラインメンデル遺伝(OMIM)データベースによって照会されました。薬物-成分-疾患-標的ネットワークは、Cytoscapeソフトウェアによって構築されました。タンパク質間相互作用(PPI)ネットワーク、遺伝子オントロジー(GO)機能、および京都遺伝子ゲノム百科事典(KEGG)パスウェイエンリッチメント解析を実施し、コアターゲットとキーパスウェイを取得しました。トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギイおよびA549細胞の水性抽出物を、その後の実験的検証に使用した。HERBデータベースと文献検索を通じて、トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギイの31の有効化合物と157の潜在的標的遺伝子がスクリーニングされ、そのうち144は肺腺癌の治療におけるトリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギの調節標的でした。GO機能エンリッチメント分析は、肺腺癌に対するトリコサンテス-フリティラリア・ツンベルギの作用機序が主にタンパク質リン酸化であることを示した。KEGG経路エンリッチメント解析では、トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギイによる肺腺癌の治療には、主にPI3K/AKTシグナル伝達経路が関与していることが示唆されました。実験的検証は、トリコサンテス-フリティラリア・ツンベルギの水性抽出物がA549細胞の増殖およびAKTのリン酸化を阻害できることを示した。ネットワーク薬理学と実験的検証を通じて、PI3K / AKTシグナル伝達経路が肺腺癌の治療におけるトリコサンテス-フリティラリア・ツンベルギの作用に重要な役割を果たすことが確認されました。

Introduction

肺がんとは、肺気管支粘膜を起源とする悪性腫瘍を指し、扁平上皮がん、腺がん、大細胞がん、小細胞がんなどが含まれます1。肺腺癌(LUAD)は最も一般的なタイプの肺癌であり、肺癌症例全体の約40%を占めています2。ほとんどの患者は進行した段階で診断されるか、遠隔転移があるため、手術の機会を失います3。現在の臨床治療では、LUADを治療するための最も一般的な戦略は化学放射線療法の併用ですが、重篤な副作用のためにその適用は制限されています4。

伝統的な漢方薬(TCM)は、LUAD患者の臨床症状を効果的に緩和し、放射線療法と化学療法によって引き起こされる副作用を軽減することができるため、研究のホットスポットになっています5,6,7。伝統的な漢方薬では、肺がんは「肺蓄積」と「肺錐体」のカテゴリーに属します。気の欠乏と痰、うっ滞、毒の相互作用は、肺がんの病因において重要です。したがって、気を緊張させ、痰とうっ血を解消することは、TCM理論9による肺がんの主な臨床治療8つの方法です。トリコサンテス・キリロウィマキシム(グアロウ)とフリティラリア・トゥンベルギイ・ミク(ジェベイム)は、肺がんの治療における一般的な薬物ペアを表しており、この組み合わせは熱を取り除き、痰を減らす効果があります10,11,12。しかし、その作用機序は未だ不明であり、さらなる研究が必要です。

ネットワーク薬理学は、システム生物学と多方向薬理学の理論に基づく包括的な手法であり、複数の薬物と疾患の間の複雑なネットワーク関係を明らかにすることを目的としています13。伝統的な中国の処方箋は、多成分および多標的であるという特徴があり、ネットワーク薬理学の研究に非常に適しています14,15。最近、ネットワーク薬理学はTCMフォーミュラの研究における強力なアプローチとして浮上し、研究のホットスポットとなっています16,17。

しかし、私たちの知る限り、ネットワーク薬理学に関するすべての研究はテキストとして提示されています。この技術をビデオで紹介することで、学習のしきい値が大幅に下がり、この記事の利点の1つであるこの技術の普及促進が容易になります。本研究では、肺腺癌に対する Trichosanthes-Fritillaria thunbergii を例に、ネットワーク薬理学の予測と実験的検証を実施しました。

Protocol

全てのネットワーク薬理学手順は、ネットワーク薬理学評価方法ガイドライン18に従って実施した。すべての実験手順は、北京中医薬大学の実験室管理規則に従って実施されました。 1. ネットワーク薬理予測 有効成分の選択HERBデータベース(http://herb.ac.cn)19を開き、「グアロウ」( トリコサンテス・キリロ?…

Representative Results

21のトリコサンテスと10のフリティラリア・ツンベルギア成分、および144の対応する標的を含む、合計31のトリコサンテス-フリティラリア・ツンベルギア関連の活性成分が同定されました。 全体として、9,049および67のLUAD関連遺伝子がそれぞれGeneCardsデータベースおよびOMIMデータベースから抽出された。重複遺伝子を削除した後、LUADに関連する9,057個の遺伝子が同定され?…

Discussion

一般に、完全なネットワーク薬理学研究には、データベースからの活性成分の同定、活性成分および疾患に対応する標的の取得、薬物-成分-疾患-標的ネットワークの構築、およびコア標的および経路の予測が含まれる。活性成分とコアタンパク質の関連(分子ドッキング)をコンピュータ技術で事前に予測し、実験を用いて最終検証を行います。

関連するデータベースの選…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、北京中医薬大学のイノベーショントレーニングプログラム(No:202110026036)の支援を受けました。

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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References

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Zhao, X., Yang, Y., Feng, J., Feng, C. Network Pharmacology Prediction and Experimental Validation of Trichosanthes–Fritillaria thunbergii Action Mechanism Against Lung Adenocarcinoma. J. Vis. Exp. (193), e64847, doi:10.3791/64847 (2023).
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