Cistanche og Morinda Officinalis om behandling af AVN
Apr 19, 2022
Forfatter:Guo Xuefeng, Hou Decai, Yu Rui
Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Shenyang 110847;
Shenyang Ortopædiske Hospital, Shenyang 110041;
Tilknyttet hospital ved Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Shenyang 110032
Abstrakt:Formål At undersøge mekanismen vedCistancheog Morinda officinalis medicin til behandling afAVN(Avaskulær nekrose)baseret på netværksfarmakologi.
Klik her for at vide mere om Cistanche-fordele på AVN
Metoder: De aktive komponenter iCistanche- Morinda officinalis-par blev screenet af Traditional Chinese Medicine System Pharmacology Database and Analysis Platform (TCMSP), og sygdomsmålene for lårbenshovednekrose blev hentet af GeneCards og OMIM-databaser, og intersektionsgenerne blev opnået og etableret ved hjælp af Cytoscape 3.7.1 .
Det sammensatte-sygdom-mål regulatoriske netværk, baseret på Database of Biological Information Annotation (DAVID), udfører Gene Ontology (GO) funktionel berigelsesanalyse og Encyclopedia of Genomes (KEGG) pathway-berigelsesanalyse for kernemål.
Resultater: I alt 21 aktive komponenter og 182 potentielle mål af lægemiddelparret Cistanche-Morinda Officinalis blev opnået, og 727 relaterede sygdomsmål blev opnået. GO-berigelsesanalyse omfattede hovedsageligt funktioner såsom apoptose, unormal lipidmetabolisme og reaktiv iltarter-respons. vej; KEGG pathway-analyse omfatter hovedsageligt hypoxi-inducerbar faktor-1-signalvej, p53-signalvej, tumornekrosefaktor-signalvej osv.
Konklusion: Baseret på netværksfarmakologi er den overordnede regulatoriske effekt af Cistanche og Morinda officinalis på behandlingen af lårbenshovednekrose med flere komponenter, multiple mål og multiple pathways blevet foreløbigt afsløret. Virkningsmekanismen kan være relateret til unormal lipidmetabolisme, apoptose og hypoxiinduktion. Faktor-1-signalvej og p53-signalvej er tæt beslægtede.
Nøgleord:Avaskulær nekrose (AVN) af lårbenshovedet, netværksfarmakologi, nekrose af lårbenshovedet, Cistanche,Cistanche fordele,Morinda officinalis
Osteonekrose af lårbenshovedet er en ortopædisk ledsygdom forårsaget af afbrydelse eller vedvarende skade på blodforsyningen af lårbenshovedet, hvilket fører til strukturelle ændringer og dysfunktion af lårbenshovedet. Epidemiologiske resultater viser, at der er omkring 28 til 30 millioner patienter med nekrose af lårbenshovedet over hele verden, og den nye prævalens stiger år for år [1-2].
Da patogenesen af lårbenshovednekrose ikke er fuldt ud klarlagt, og det er en kronisk progressiv udvikling, vil det, hvis det ikke kan opdages og behandles tidligt, alvorligt påvirke patienternes livskvalitet, hvilket er et medicinsk problem, der skal løses hurtigst muligt. Med transformationen af sygdomsbehandlingstilstanden afspejles traditionel kinesisk medicin til behandling af lårbenshovednekrose i forbedringen af den rheologiske status og lårbenshovedets struktur, fremme af mikrovaskulær reparation og regenerering og reduktion af blodlipider. Det er meget udbredt til forebyggelse og behandling af lårbenshovednekrose. Effekten er bemærkelsesværdig.
Cistanche er den tørre, skællende stilk af Cistanche i familien Lidangaceae; Morinda officinalis er den tørre rhizom af Morinda officinalis, som er sød og skarp i smagen, lidt varm af natur og vender tilbage til nyre- og levermeridianerne.
Undersøgelser har vist, at Cistanche-Morinda officinalis har en klar effekt på behandlingen af lårbenshovednekrose, men på grund af kompleksiteten af traditionelle kinesiske mediciningredienser er dens virkningsmekanisme ikke helt klar. Baseret på netværksfarmakologi kan de aktive komponenter i traditionel kinesisk medicin-forbindelser identificeres, målmål kan findes, og netværk kan konstrueres med sygdomme, hvilket er i overensstemmelse med multikomponent- og multi-target-handlingsvejene i traditionel kinesisk medicin. Baseret på netværksfarmakologi undersøgte vi mekanismen forcistanche-morinda officinalis i behandlingen af lårbenshovednekrose, med det formål at afsløre mekanismen af cistanche-morinda officinalis i behandlingen af lårbenshovednekrose fra et molekylært synspunkt og give en forskningsretning for behandling af lårbenshovednekrose med traditionel kinesisk medicin. og videnskabeligt grundlag.
Tabel 1 Database og analyseplatform
Materialer og metoder til undersøgelse af Cistanche-fordele ved behandling af AVN
1.1 Database og analyseplatform
Databasen og analyseplatformen er beskrevet i tabel 1.
1.2 Screening og målforudsigelse af aktive ingredienser i Cistanche-Morinda Officinalis lægemiddelpar Gennem Traditional Chinese Medicine System Pharmacology Database and Analysis Platform (TCMSP) er screeningsbetingelserne lægemiddellignende egenskaber (DL) Større end eller lig med {{4} }.18, oral biotilgængelighed (OB) Større end eller lig med 30 procent , Foreløbig screening af de aktive ingredienser i Cistanche og Morinda Officinalis og målforudsigelse af de screenede aktive ingredienser, suppleret med litteratursøgning gennem PubMed og CNKI databaser.
De kemiske bestanddeles navne blev kvantificeret ved hjælp af Chemical Book- og AiChem-databaser, og screeningmålproteinnavnene blev standardiseret ved hjælp af UniProt-databasen.
1.3 Erhvervelse af sygdomsmål for nekrose af lårbenshovedet
Ved at bruge "osteonecrosis of the femoral head" som nøgleord, omfatter de søgte databaser GeneCards og OMIM-databaser.
1.4 Kernemålscreening og PPI-netværkskonstruktion
Cistanche-Morinda Officinalis lægemiddelparret blev kortlagt med lårbenshovednekrosemålet, og Venn-diagrammet blev brugt til at opnå skæringspunktet for at screene kernemålet.
Protein-protein-interaktionsnetværket (PPI) for kernemålet blev konstrueret ved hjælp af STRING-databasens onlineplatform, undersøgelsesarten blev sat til menneske, og interaktionsscoreværdien blev sat til 0.400. At etablere et regulatorisk netværk til tredimensionelt at præsentere virkningsmekanismen for Cistanche og Morinda Officinalis på lårbenshovednekrose.
1.5 GO berigelsesanalyse og KEGG pathway analyse af kernemål
For yderligere at illustrere kernemålproteinets rolle i genfunktion blev DAVID-databasen brugt til at analysere GO-berigelsen af kernemålet og KEGG pathway-analyse. Arten var begrænset til mennesker, og tærsklen blev sat til PValue<0.05. at="" the="" same="" time,="" the="" omicshare="" cloud="" platform="" was="" used="" to="" complete="" the="" data.="" results="" are="">
2 resultater
2.1 Aktiv ingrediensscreening og målforudsigelse af Cistanche-Morinda Officinalis-parret TCMSP blev screenet i henhold til DL- og OB-parametrene, og der blev opnået i alt 25 aktive ingredienser af Cistanche - Morinda Officinalis-parret, ekskl. 4 effektive mål, der ikke opnåede de tilsvarende mål ingredienser, og endelig få 21 aktive ingredienser, effektive
Der er 182 mål, der svarer til komponenterne, og de specifikke komponenter og målinformationsresultater er vist i tabel 2.
2.2 Etablering af sygdomsmål for nekrose af lårbenshovedet
277 kendte mål relateret til lårbenshovednekrose blev påvist ved at søge på GeneCards, og 453 kendte mål relateret til lårbenshovednekrose blev påvist af OMIM-databasen. Efter behandling blev i alt 727 relaterede mål opnået og inkluderet i undersøgelsen.
2.3 Screening af kernemål for Cistanche og Morinda officinalis til behandling af lårbenshovednekrose og konstruktion af netværksinteraktionsforhold. Ved hjælp af Venn diagram online platformen blev 727 sygdomsmål af lårbenshovednekrose og 182 Cistanche og Morinda Officinalis urter brugt til at analysere effekten af aktive ingredienser. Målkortlægning blev brugt til at tegne et Venn-diagram. Ifølge resultaterne af intersektionsgenerne blev der opnået 33 kernemål til behandling af lårbenshovednekrose af Cistanche og Morinda officinalis (figur 1). De 33 kernemål blev importeret til STRING-databasens onlineplatform, PPI-netværksmodellen blev konstrueret, og PPI-netværksdataene for kernemålene blev eksporteret (figur 2).
Det regulatoriske netværk blev konstrueret ved hjælp af Cytoscape 3.7.1 (figur 3). Netværket indeholder 54 noder og 62 kanter. Med hensyn til aktive ingredienser har MOL000098 (quercetin) 30 mål, og MOL000358 (beta-sitosterol) har 6 mål. Med hensyn til kernemål kan steroidreceptoraktiverende protein 2 (NCOA2) kobles til 13 aktive ingredienser, og calciumaktiveret kaliumkanalprotein 1 (KCNMA1) kan kobles til fire aktive ingredienser. Dette afspejler mekanismen i Cistanche-Morinda Officinalis på multi-komponent og multi-target behandling af lårbenshovednekrose.
Figur 1 Venn-diagram over kernemålet for Cistanche og Morinda officinalis i behandlingen afAvaskulær nekrose (AVN) af lårbenshovedet
Figur 2 PPI netværksdiagram af kernemålet for Cistanche og Morinda officinalis til behandling afAvaskulær nekrose (AVN) af lårbenshovedet
2.4 GO berigelsesanalyse af kernemål i behandlingen af lårbenshovednekrose med Cistanche og Morinda officinalis
Gennem GO berigelsesanalyse blev der opnået i alt 210 elementer relateret til biologisk proces (BP), 34 elementer relateret til molekylær funktion (MF) og 20 elementer relateret til cellulær sammensætning (CC) (Figur 4~Figur 7). Resultaterne viste, at de biologiske processer af Cistanche og Morinda officinalis i behandlingen af lårbenshovednekrose hovedsageligt var beriget i lipidreaktion, reaktion med reaktive oxygenarter, apoptose osv. De molekylære funktioner var hovedsageligt beriget med det cyclinafhængige protein serin/threonin . Aminokinase og vækstfaktoraktiviteter, transkriptionsfaktorer, vækstfaktorreceptorer, nukleare hormonreceptorer og overgangsmetalionbindingskapacitet; cellesammensætningen er hovedsageligt beriget i membranhulen og intimalsystemet, blodpladegranulat, sekretorisk granulat og
Sekretoriske vesikler, ekstracellulær matrix osv.
2.5 Målgenerne for Cistanche og Morinda officinalis i behandlingen af lårbenshovednekrose
KEGG-vejanalyse Gennem KEGG-vejanalysen blev der opnået i alt 67 KEGG-poster (Figur 8-Figur 9). Resultaterne viste, at de biologiske veje for Cistanche og Morinda officinalis i behandlingen af lårbenshovednekrose hovedsageligt involverede p53-signalvej, hypoxi-inducerbar faktor-1-signalvej, tumornekrosefaktor-signalvej og interleukin-17 signalvej.
3 Diskussion af Cistanche
Nyre er grundlaget for medfødt, hovedsageligt knogle og marv. Hvis nyreessens er tilstrækkelig, er knoglemarven biokemisk aktiv og stærk. Hvis nyreessens er mangelfuld, er knoglemarven mangelfuld i biokemisk kilde, og knoglerne er svage og svage. Derfor bør nyre- og knoglevækst anvendes som hovedbehandling i de tidlige og mellemste stadier af behandlingen af lårbenshovednekrose. Hovedprincipperne for behandling er hovedsageligt baseret på traditionel kinesisk medicin som Cistanche, Morinda officinalis og Epimedium.
Baseret på den kvantitative anvendelse af de karakteristiske indikatorer for omics-teknologi, relaterede fysiske og kemiske undersøgelsesindikatorer, billeddannelsestekniske indikatorer og ikke-kodende RNA tekniske indikatorer i objektiveringen af TCM-syndromdifferentiering af lårbenshovednekrose, er det muligt mere effektivt at udforske årsager til TCM-klassificering af lårbenshovednekrose. Sygdoms karakteristika. Netværksfarmakologi kan udførligt afsløre den potentielle mekanisme af traditionelle kinesiske medicinforbindelser i behandlingen af lårbenshovednekrose. Ved at konstruere et "sammensætning-sygdom-mål" regulatorisk netværk, er det muligt at analysere virkningen af traditionelle kinesiske medicinforbindelser på sygdomsmål ved de aktive ingredienser i traditionelle kinesiske medicinforbindelser. Udviklingen giver teoretisk og teknisk support. Cistanche - Morinda Officinalis lægemiddelpar er et almindeligt anvendt lægemiddelpar i traditionel kinesisk medicin til at styrke nyrerne og styrke knoglerne.
I denne undersøgelse blev 21 aktive ingredienser af Cistanche - Morinda Officinalis-par opnået gennem foreløbig screening, og 33 kernemål af Cistanche - Morinda Officinalis-par blev screenet for behandling af lårbenshovednekrose. Virkningsmekanismen for Morinda Officinalis i behandlingen af lårbenshovednekrose er kompleks og forskelligartet med talrige mål snarere end et enkelt mål. Derfor har de effektive komponenter i lægemiddelparret Cistanche-Morida Officinalis en tæt synergistisk effekt, og målet spiller en vigtig rolle i behandlingen af lårbenshovednekrose.
Analysen af de aktive ingredienser afCistanche og Morinda officinalisviste detquercetinhar forskellige farmakologiske virkninger som f.eksimmunsuppression, anti-tumor, antioxidant, anti-inflammatoriskosv. Det kan regulere balancen mellem osteoblaster/osteoklaster og hæmme nedbrydningen af den ekstracellulære matrix. Samt udtryk forpro-inflammatoriske faktorer, der påvirker inflammatoriske signalveje, etc.
Figur 3 Netværksdiagrammet over forbindelse-sygdom-mål regulering afCistancheog Morinda officinalis til behandling afAvaskulær nekrose (AVN)af lårbenshovedet
-sitosterol har forskellige farmakologiske virkninger såsom anti-inflammatorisk, anti-blodpladeaggregering, hypolipidæmisk, immunsuppressiv osv. Det kan spille en rolle i knoglemetabolismen ved at stimulere differentieringen af ovariegranulosaceller og fremme proliferationen af osteoblaster. Regulering. Målanalysen af lægemiddelparret Cistanche og Morinda Officinalis viste, at KCNMA1 kan reguleres af både membranspænding og intracellulære calciumioner og er bredt udtrykt i humane osteosarkomceller og osteogene precursorceller. Celleproliferation og osteogen differentiering af mesenkymale stamceller i knoglemarv; tumornekrosefaktor-, interleukin-10 og interleukin-6 er signifikant forhøjet hos patienter med lårbenshovednekrose, som er forbundet med genetisk modtagelighed for lårbenshovednekrose. og interleukin-10-genets polymorfi rs1800872 var signifikant korreleret med forekomsten af lårbenshovednekrose;
Glukokortikoid-induceret hæmning af hypoxi-inducerbar faktor-1 spiller en vigtig rolle i patogenesen og udviklingen af lårbenshovednekrose; transformerende vækstfaktor 1 kan inducere overdreven sekretion af vaskulær endotelvækstfaktor på den ene side, hvilket forårsager knoglevævsfibrose for at forhindre knoglevævsreparation. På den anden side induceres udifferentierede mesenkymale celler til at differentiere til fibroblaster for at reducere knogletætheden.
Figur 4 Histogram af GO-funktionberigelsesanalyse af Cistanche og Morinda officinalis i behandlingen afAvaskulær nekrose (AVN) af lårbenshovedet
GO-berigelsesanalyse viste, at lægemiddelparret af Cistanche og Morinda hovedsageligt udøvede sin terapeutiske effekt på lårbenshovednekrose gennem lipidmetabolisme, celleapoptose, cytokinekspression og reaktive oxygenarter-respons.
① Apoptose: Den massive apoptose af osteoblaster kan føre til knogletab, udtynding og formindskelse af trabekulær knogle og ændringer i knoglemikrostruktur såsom porøs og tynd kortikal knogle. Disse patologiske processer akkumuleres gradvist og påvirker lårbenshovedet. Normal blodforsyning vil i sidste ende føre til avaskulær nekrose af lårbenshovedet. Serin/threonin-proteinkinase-phosphorylering og gener er alle nøglefaktorer involveret i knoglecelleapoptose.
Undersøgelser har vist, at tumorprotein p53 og Parkinson-relaterede proteiner effektivt kan modstå stressapoptose og celleældning af knoglemarvs mesenkymale stamceller ved at regulere mitofagi og forbedre reparationseffekten af knoglemarvs mesenkymale stamceller på tidlig steroid-induceret nekrose af lårbenet. hoved. Undersøgelser har vist, at Morinda officinalis polysaccharid, det aktive ekstrakt af Morinda officinalis, kan regulere balancen i knoglemetabolismen ved at stimulere differentieringen af knoglemarvsstromaceller til osteoblaster [25].
② Cytokinekspression: insulinlignende vækstfaktor, knoglemorfogenetisk protein, vaskulær endotelvækstfaktor, prostaglandin E2, blodpladeafledt vækstfaktor, transformerende vækstfaktor og andre vækstfaktorer kan fremme lårbenshovedangiogenese, forbedre knogle- og bruskproliferation og -differentiering. en rolle i behandlingen af lårbenshovednekrose.
Derudover er nukleare hormonreceptorer såsom glukokortikoider, androgener, østrogener og D-vitamin og transkriptionsfaktorreceptorer såsom Runt-relaterede transkriptionsfaktorer og forkhead box transkriptionsfaktor O også involveret i dannelsen og udviklingen af lårbenshovednekrose. Undersøgelser har bekræftet, at det medicinske serum fra Cistanche kan fremme ekspressionen af knoglemorfogenetisk protein 2 for at differentiere til osteoblaster.
③ Lipidmetabolisme: Lipidaflejring kan hindre balancen og reparationen af intra-ossøs mikrocirkulation, aktivere eller hæmme transkriptionen af osteogene og adipogene celler, hvilket resulterer i forstyrrelse af fedtstofskiftet og i sidste ende føre til lårbenshovednekrose. Undersøgelser har fundet, at ubalancen i redoxreaktionen kan føre til lipidperoxidation, der fører til osteoblastdysfunktion, differentieringsforstyrrelser og apoptose, og lipidmetabolismeforstyrrelser forårsagede ikke-traumatisk lårbenshovednekrose og aktivering af peroxisomproliferator. Kropssignalvej, calciumion-relateret signalvej og adenylat-aktiveret proteinkinase-signalvej er tæt beslægtede.
Billeder af Cistanche tubulosa
④ reaktion på reaktive oxygenarter: øgede reaktive oxygenarter kan fremme vaskulær endotelskade, reducere knogleceller og
Osteoblaster, unormal aktivering af osteoklaster og fremme af nedbrydningen af bruskkollagenfibre og proteoglycaner, fører til obstruktion af blodtilførslen til lårbenshovedet, beskadigelse af den mekaniske støttestruktur, udfladning og kollaps af lårbenshovedet i stressområdet, og endelig lårbenshovednekrose.
Figur 5 GO funktion berigelse analyse af Cistanche og Morinda officinalis i behandlingen afAvaskulær nekrose (AVN) af lårbenshovedet- BP analyse boblediagram
Fig. 6 GO-funktionberigelsesanalyse af Cistanche deserticola og Morinda officinalis i behandling afAvaskulær nekrose (AVN) af lårbenshovedet- MF analyse boblediagram
Figur 7 GO funktion berigelse analyse afCistancheog Morinda officinalis i behandlingen afAvaskulær nekrose (AVN) af lårbenshovedet- CC analyse boblediagram
KEGG pathway-analyse viste, at Cistanche - Morinda Officinalis lægemiddelpar hovedsageligt udøver lårbenshovednekrose gennem p53-signalvejen, interleukin-17-signalvejen, hypoxi-inducerbar faktor-1-signalvej, tumornekrosefaktor-signalvejen og andre signalveje. Terapeutisk effekt.
①p53 signalvej: Som en tumorundertrykker kan p53 inducere apoptose ved at regulere endogen apoptosevej, dødssignalreceptorproteinvej og mitokondriel frigivelse af frie iltradikaler. Aktiveret af miljøfaktorer spiller p53-signalvejen en vigtig rolle i lårbenshovednekrose ved at regulere apoptose og cellecyklus. Undersøgelser har vist, at p53-ekspression kan øges ved nekrose af lårbenshovedet.
②Hypoxi-inducerbar faktor-1 signalvej: Den hypoxi-inducerbare faktor-1 signalvej er afgørende i kroppens reaktion på lav iltkoncentration eller hypoxi. Det hypoxiske miljø ved lårbenshovednekrose kan påvirke osteoklastogenese og hypoxi-inducerbar faktor. -1-signalvejen kan koble angiogenese, knogleresorption og ny knogledannelse for at udøve terapeutiske effekter. Undersøgelser har fundet ud af, at hypoxi-inducerbar faktor-1 kan deltage i angiogeneseprocessen ved at mediere vaskulær endotelvækstfaktor, og på samme tid kan den spille en rolle i reguleringen af næringsstoftransport og påvirke osteoklasternes funktion og derved. forårsager lårbenshovednekrose og knogleresorptionsforstyrrelser.
③ Tumornekrosefaktorsignaleringsvej: TNF spiller en rolle i lårbenshovednekrose ved at binde sig til dets receptor. Undersøgelser har vist, at ekspressionen af serumtumornekrosefaktor- er signifikant øget i den steroid-inducerede nekrose af lårbenshovedet i kaninmodelgruppen, og polymorfien af tumornekrosefaktor-genet og det hypoksiske miljø kan signifikant påvirke det kliniske resultat af hormon-induceret nekrose af lårbenshovedet. udvikling. Som den mest almindelige kliniske inflammatoriske faktor spiller tumornekrosefaktor en vigtig rolle i beskadigelsen af vaskulære endotelceller i lårbenshovedet og kan også påvirke blodforsyningen af lårbenshovedet gennem intravaskulær koagulation; det kan også forårsage absorption af knogleceller og chondrocytter. Det kan fremme spredningen af fibroblaster; det kan også inducere produktionen af frie iltradikaler, lipidperoxidation, apoptose af osteoblaster og andre patologiske processer, og interaktionen af ovenstående forbindelser vil i sidste ende føre til forekomsten af lårbenshovednekrose.
Figur 8 Histogram af KEGG pathway berigelse analyse afCistancheog Morinda officinalis i behandlingen afAvaskulær nekrose (AVN) af lårbenshovedet
Figur 9 Boblediagram af KEGG pathway berigelse analyse afCistancheog Morinda officinalis i behandlingen afAvaskulær nekrose (AVN) af lårbenshovedet
For at opsummere har Cistanche og Morinda officinalis karakteristika af mange aktive ingredienser, forskellige mål og en bred vifte af handlingsveje i behandlingen af lårbenshovednekrose, der involverer biologiske veje inklusive p53-signalvejen, hypoxi-inducerbar faktor{{2 }} signalvej, tumornekrosefaktor signalvej, interleukin-
17 Signalveje osv., biologiske processer omfatter apoptose, cytokinekspression, lipidmetabolisme, reaktion på reaktive oxygenarter og andre funktionelle veje. Resultaterne af denne undersøgelse giver grundlag for efterfølgende forskning i mekanismen af Cistanche og Morinda officinalis i behandlingen afAvaskulær nekrose (AVN) af lårbenshovedet.
FIND DEN BEDSTE BOTANISKE HOLISTISKE PLEJE TIL AVN
Vores omhyggeligt håndlavede beskytte leverformel indeholder de bedst undersøgte urter ogcistanche produkter. Hver viser et fantastisk potentiale for styring af immunitetsforbedring, plus generel nerve- og neuronstøtte generelt.
Inkluderer:
Than Cistanche Fordele:– Cistanche-ekstrakt påvirkede ikke osteoklastogenese. Derudover forhindrede Cistanche-ekstrakt knogletab induceret af ovariektomi in vivo. cistanche kan være et nyt knogledannelsesmiddel til behandling af AVN og osteoporose
