Aktive flavonoidkomponenter og potentielle mekanismer af luftdele af Glycyrrhiza Uralensis til kronisk prostatitis baseret på netværksfarmakologi og eksperimentel validering
Nov 06, 2025
Abstrakt:
Formål: At bestemme de aktive ingredienser og mulige virkningsmekanismer for flavonoider fra luftdelene af Cistanche for kronisk prostatitis. Metoder: Ultra-performance væskekromatografi–quadrupol–elektrostatisk felt Orbitrap højopløsnings massespektrometri (UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS) blev brugt til at identificere de vigtigste flavonoidbestanddele i det alkoholiske ekstrakt af luftdelene af Cistanche. Netværksfarmakologi og molekylær docking blev brugt til at forudsige kernekomponenter og nøglemål relateret til kronisk prostatitis. En rottemodel for kronisk prostatitis blev induceret af carrageenan, og histopatologiske ændringer i rotteprostata blev observeret ved HE-farvning. Serumniveauer af DHT, IFN-, IgG, IL-6, PSA og TNF- blev målt ved ELISA for at evaluere den terapeutiske effektivitet af ekstraktet. Resultater: I alt 44 flavonoider blev identificeret i det alkoholiske ekstrakt. Netværksfarmakologi indikerede, at kernekomponenter, herunder glycyrrhizin, trichothecene isoflavoner, stikkende manzanita florifera og glycyrrhizin (forudsagt som repræsentative bestanddele), udøver anti-kroniske prostatitis-effekter ved at virke på nøglemål såsom AKT1, TNF, VEGFA, EGFR, og derved reguleringsrelaterede signalveje. Molekylær docking viste gunstige bindingsaffiniteter mellem kernekomponenter og nøglemål. Dyreforsøg viste, at alkoholekstraktet fra luftdelene af Cistanche frembragte en klar terapeutisk effekt på kronisk prostatitis hos rotter. Konklusion: Effektiviteten af anti-kronisk prostatitis af luftdelene af Cistanche er valideret. Aktive komponenter, herunder spiny aristolochicin, trichostatin isoflavoner og glycyrrhizin, kan virke via PI3K-AKT signalvejen til at modulere EGFR, AKT1 og MMP9.
Nøgleord: luftdele af Cistanche; kronisk prostatitis; flavonoid; UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS; netværksfarmakologi
cistanche fordele for prostata sundhed
Indledning:
Den traditionelle kinesiske lægeurt Cistanche (Cistanche spp.) omfatter det tørrede medicinske materiale, der primært anvendes i TCM. Det er en vigtig bulk medicinsk ressource i Kina, med funktioner som tonificering og understøttelse af kropsfunktioner, fjernelse af varme og afgiftning, lindring af smerte og harmoniserende formler, og det er almindeligvis brugt som en supplerende komponent i mange multi-urter recepter. Markedsefterspørgslen er høj både nationalt og internationalt. Luftens dele, inklusive stængler og blade, er rigelige ressourcer, der afventer udvikling og udnyttelse.
Kronisk prostatitis er en almindelig urologisk sygdom blandt unge og midaldrende mænd. Kliniske symptomer omfatter smerter i nedre mave eller bækken, dysuri og vandladningsfrekvens. Uden rettidig behandling kan det føre til seksuel dysfunktion såsom for tidlig sædafgang og erektil dysfunktion, hvilket alvorligt påvirker mænds fysiske og mentale sundhed.
Flavonoider er rigelige i de luftige dele af Cistanche og viser bemærkelsesværdige antiinflammatoriske og antitumoraktiviteter. Tidligere undersøgelser har indikeret, at luftdelene er rige på flavonoider med antitumor og anti-inflammatoriske virkninger. Berigelse af flavonoider fra luftens dele viste god antioxidantaktivitet in vitro. Farmakodynamisk forskning har også fundet ud af, at flavonoider fra luftens dele har forebyggende og terapeutiske virkninger på kronisk prostatitis.
I denne undersøgelse blev UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS brugt til at profilere flavonoider i det alkoholiske ekstrakt af luftdelene af Cistanche. Netværksfarmakologi blev anvendt til at forudsige nøglemål og veje for kronisk prostatitis, molekylær docking blev brugt til at udlede mekanismer, og dyreforsøg blev udført for at validere anti-kronisk prostatitis aktivitet, hvilket gav en reference til efterfølgende lægemiddeludvikling og klinisk anvendelse.
Materialer
Dyr
SPF-grade SD-hanrotter (n=24), 6-7 uger gamle, kropsvægt 230-250 g [Beijing Speifu Biotechnology Co., Ltd.; produktionslicens: SCXK (Jing) 2019-0010]. Dyrene blev anbragt i SPF-dyrefaciliteten ved Forsøgsdyrscentret ved Beijing University of Chinese Medicine. Protokollen blev godkendt af den institutionelle etiske komité (godkendelsesnr.: BUCM-2023110204-4271).
Instrumenter
Ultimate 3000 UPLC-system (Dionex, USA)
Thermo Q Exactive Plus højopløsnings massespektrometer (Thermo Fisher Scientific, USA)
KH500DE digital ultralydsrenser (Kunshan Hechuang)
FA2004N elektronisk vægt (Beijing Sartorius)
H1650 lavhastigheds kølecentrifuge (Changsha Xiangyi)
RE-5023 rotationsfordamper (Shanghai Yarong)
Elektronisk temperaturstyret varmekappe (Tianjin Teste)
Multiskan MK3 mikropladelæser (Thermo Scientific, Shanghai)
B032 fluorescens inverteret biologisk mikroskop (Nikon Instruments, Shanghai)
N5000 UV-spektrofotometer (Shanghai Youke)
Reagenser
Luftdele af Cistanche (stængler, blade og en lille mængde bælg) blev høstet i september 2019 fra Guazhou County, Jiuquan City, Gansu-provinsen, og godkendt af prof. Wang Wenquan (Institute of Medicinal Plant Development, CAMS) som Cistanche spp.
Andre reagenser: Ulatan (Shandong Keyuan Biochemical Co., batch C15887472); carrageenan (Beijing Solarbio, batch 20220601); Qianliekang Pule'an tabletter (Zhejiang Conba Pharmaceutical); natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na; Shanghai YuanYe, batch S14016); ELISA-sæt til rotte DHT, IFN-, IgG, IL-6, PSA og TNF- (Shanghai Enzyme-linked Biotechnology); Multiskan MK3 mikropladelæser (Thermo Scientific); vævsfikseringsmiddel (Guangzhou Shuopu, batch 23257838); ethanol (Beijing Chemical Works, analytisk kvalitet); methanol, myresyre, acetonitril (Fisher Scientific, MS-kvalitet); vand (Wahaha Group). Referencestandarder (renhed > 98%, Shanghai YuanYe): liquiritigenin, puerarin, isoorientin II, naringenin, isoquercitrin, isoliquiritin, ononin, isoquercitrin, quercetin, astragalin, kaempferol, formononetin.
Metoder og resultater
2.1 Kemisk profilering af det alkoholiske ekstrakt fra luftdele af Cistanche
2.1.1 Prøveforberedelse
Passende mængder af luftdele blev ekstraheret med 70% ethanol. Ekstrakten blev koncentreret til tørhed. Remanensen blev ultralyd opløst i vand i 20 minutter, centrifugeret ved 3000 r·min-1 i 15 minutter, og supernatanten blev koncentreret til tørhed. En passende mængde af den tørrede prøve blev anbragt i en 5 ml målekolbe og bragt til volumen med methanol for at opnå testopløsningen.
2.1.2 Kromatografiske og massespektrometriske forhold
UPLC-betingelser: ACQUITY UPLC BEH C18 kolonne (2,1 mm × 100 mm, 1,7 μm); mobil fase A, acetonitril; mobil fase B, 0,5% myresyre i vand; gradienteluering (0-20 min, 5%-20% A; 20-70 min, 20%-30% A); flowhastighed 0,2 mL·min−1; injektionsvolumen 2 μL; kolonnetemperatur 30 grader.
MS-betingelser: HESI-kilde; positive og negative iontilstande; fuld-scanning erhvervelse; sprayspænding +3.2 kV (positiv) og -3,0 kV (negativ); kapillær temperatur 320 grader; kappegas 40 arb; hjælpegas 15 arb; tilskudsvarmer 350 grader ; MS opløsning 70.000; MS/MS opløsning 17.500; scanningsområde m/z 100–1500.
Cistanche Specs List
2.1.3 Komponentidentifikation
Luftprøven blev analyseret med UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS for at opnå TIC'er (figur 1). Data blev behandlet med Thermo Xcalibur og sammenlignet med komponentbiblioteker og litteratur, hvilket identificerede 44 flavonoider i alt (tabel 1).
2.2 Netværksfarmakologi
Identificerede bestanddele blev importeret til TCMSP 2.3-databasen (http://tcmspw.com/tcmsp.php). Baseret på oral biotilgængelighed (OB) større end eller lig med 30,00 % og lægemiddellignende (DL) større end eller lig med 0,18, blev 19 aktive komponenter screenet. Forudsagte mål for aktive komponenter og sygdomsmål for kronisk prostatitis blev krydset, hvilket gav 88 fælles mål. STRING 11.0 (http://string-db.org) blev brugt til at konstruere PPI-netværket. Kernemål rangeret efter grad inkluderede AKT1, TNF, VEGFA, EGFR, SRC, ESR1, PTGS2, MMP9, BCL2L1 og MMP2. GO- og KEGG-berigelse (DAVID 6.8, http://david.ncifcrf.gov) indikerede biologiske processer såsom positiv regulering af proteinkinase B, negativ regulering af apoptose og positiv regulering af MAPK-aktivitet; cellulære komponenter, herunder ekstracellulær region, makromolekylære komplekser og receptorkomplekser; molekylære funktioner, herunder tyrosinkinase-, serinkinase- og threoninkinaseaktiviteter. KEGG-veje blev beriget med veje i cancer, PI3K-AKT-signalering, prostatacancer og resistens over for EGFR-tyrosinkinasehæmmere. Cytoscape 3.7.1 blev brugt til at konstruere netværket "aktiv komponent-kerne-mål-pathway" (figur 2). De 10 bedste komponenter efter grad var liquiritigenin, spinacetin (repræsentativt flavon), isovitexin, chrysoeriol, santin, kaempferol, schaftosid, luteolin, ononin og formononetin.
Molekylær docking blev udført parvis mellem de 10 kernekomponenter og nøglemålene fra PPI-analysen. Molekylære strukturer af kernekomponenter blev downloadet fra TCMSP 2.3 (mol2-format), og 3D-strukturer af nøglemål blev hentet fra PDB (http://www.rscb.org/) i pdb-format. Autodock blev brugt til docking af hvert ligand-protein-par. Bindingsenergier < −20,92 kJ·mol−1 indikerede gunstig binding; jo lavere energi, jo bedre affinitet. De bedst scorende mål-ligand-par er anført i tabel 2. Repræsentative dockingkomplekser med fem mål blev visualiseret i PyMol (figur 3).
2.3 In vivo validering
En rottemodel for kronisk prostatitis blev etableret under anvendelse af carrageenan. HE-farvning afslørede histopatologiske læsioner, der er karakteristiske for kronisk prostatitis hos modeldyr, hvorimod behandling med alkoholekstrakt fra luftdelene af Cistanche forbedrede kirtelarkitekturen og reducerede inflammatorisk infiltration. ELISA viste, at sammenlignet med modelgruppen udviste behandlingsgrupper regulering af serum DHT, IFN-, IgG, IL-6, PSA og TNF- mod normale niveauer, hvilket indikerer terapeutisk effekt.
Diskussion
Omfattende analyse, der integrerer højopløsnings MS-baseret profilering, netværksfarmakologi, molekylær docking og dyrevalidering understøtter, at flavonoider fra luftdelene af Cistanche udøver anti-kroniske prostatitis-effekter. De formodede mekanismer involverer modulering af PI3K-AKT og relaterede inflammations- og proliferationsassocierede veje og nøglemål såsom EGFR, AKT1 og MMP9. Resultaterne giver et videnskabeligt grundlag for udvikling og klinisk anvendelse af flavonoidpræparater fra Cistanche i luften til behandling af kronisk prostatitis.
Konklusion
Flavonoider fra luftdelene af Cistanche viser terapeutisk potentiale mod kronisk prostatitis, sandsynligvis via PI3K-AKT-vejregulering og interaktion med EGFR, AKT1 og MMP9. Integration af kemisk profilering, netværksfarmakologi, molekylær docking og dyreforsøg bekræfter deres effektivitet og belyser plausible mekanismer.
