Cistanche terápiás potenciáljának és molekuláris mechanizmusainak feltárása az asztma kezelésében
May 19, 2025
Absztrakt
Asztmaegy gyakori krónikus légúti betegség, amelyet légúti gyulladás és túlérzékenység jellemez, és jelentősen befolyásolja a globális egészséget. A jelenlegi kezelési lehetőségek, beleértve a kortikoszteroidokat is, a betegek változó reakciói és mellékhatásai miatt korlátozottak. Ez a tanulmány a hagyományos kínai gyógynövény terápiás potenciálját vizsgáljaCistanche sivatagiháziporatka (HDM) által kiváltott asztmás egérmodellben. Multidiszciplináris megközelítést alkalmaztunk, integrálva a transzkriptomikát, a tömegspektrometriát, a súlyozott génkoexpressziós hálózatelemzést (WGCNA) és a kísérleti validálást mind állati, mind sejtes modellekben.
Eredményeink azt mutatjákCistanchejelentősen enyhíti a légúti túlérzékenységet, a sejtinfiltrációt és a nyálka túltermelését asztmás egerekben. A transzkriptomikai elemzés 643 differenciálisan expresszált gént (DEG) azonosított, illCistanchea kezelés megzavarta a IL-4, IL-5 és eozinofilekkel kapcsolatos útvonalakat. A génkészlet-dúsítási elemzés (GSEA) arra utaltCistancherészt vehet a glükokortikoidokkal kapcsolatos folyamatokban, jelezve, hogy a hagyományos kortikoszteroidok alternatív vagy kiegészítő terápiája lehet.
Folyadékkromatográfia – nagyfelbontású tömegspektrometria (LC-HRMS) a Pinoresinol 4-O- -D-glükopiranozidot (PG) a készítmény kulcsfontosságú aktív összetevőjeként azonosította.Cistanche, elsősorban a PI3K-AKT jelátviteli útvonalhoz kapcsolódó célpontokkal. Az asztma adatkészleteinek WGCNA elemzése megállapította, hogy a "skyblue" modul erősen korrelált az asztmával, kiemelve az indukálható nitrogén-monoxid-szintázt (iNOS), mint egy hub-gént. A molekuláris dokkolás erős kötési affinitást igazolt a PG és az iNOS között, ésCistancheA kezelés csökkentette az iNOS expresszióját, ami potenciális gyulladásgátló mechanizmusra utal.
BefejezésülCistancheterápiás hatást fejt ki az asztmábanaz immunválaszok modulálásaésaz asztmával kapcsolatos kulcsfontosságú géneket és fehérjéket célozva meg. Tanulmányunk új betekintést nyújt a természetes termékek asztma kezelésében való felhasználásába, és kiemeli annak lehetőségétCistanche alternatívaként illkiegészítő terápiás szer. További kutatásokra van szükség ezen megállapítások validálásához és az integráció feltárásáhozCistancheaz asztma klinikai kezelésében.
Cistanche kivonat kezeléséreGyulladás okozta asztma
Mit kell kapnunk a cisntanche kivonathoz?
1. Kutatási háttér és tudományos kérdés
Az asztma a legelterjedtebbkrónikus légúti betegség, amelyet légúti szűkület jellemez ésgyulladás, amelyet gyakran súlyosbít a túlzott nyálkakiválasztás. Globális becslések szerint több mint 300 millió ember szenved asztmától, és a prevalenciája világszerte folyamatosan növekszik (Joan et al., 2017). Ez a növekvő teher jelentősen befolyásolja a globális halálozási és rokkantsági arányokat (Shin et al., 2023). Jelenleg a mainstream kezelések nagymértékben támaszkodnak a hagyományos gyógyszerekre, például a kortikoszteroidokra. A betegségmegjelenítés és a farmakogenomika különbségei miatt azonban a betegek egy része – például a nem eozinofil asztmában szenvedők – rosszul reagálhat a glükokortikoid-terápiára (Barnes, 2013; Polyxeni és mtsai, 2017). Sőt, annak ellenére, hogy betartják a kontroller gyógyszereket, egyes személyek szuboptimális betegségkontrollt tapasztalnak, tartós és súlyosbodó tünetekkel. Bár a meglévő gyógyszerek enyhíthetik a tüneteket, gyakran káros hatásokat okoznak, és hosszú távú hatékonyságuk korlátozott (Rachel et al., 2021; Kian Fan és mtsai, 2013). Ezért sürgősen szükség van olyan innovatív terápiás stratégiákra, amelyek hatékonyan kezelik az asztmás tüneteket, miközben megcélozzák a mögöttes molekuláris mechanizmusokat.
A több mint 2000 éves múltra visszatekintő hagyományos kínai orvoslás (TCM) egyedülálló perspektívát kínál a betegségek kezelésében. Ez számos recept kidolgozásához vezetett, mint plZanthoxylum bungeanum Maximmagvak (ZBMS), amelyek az asztmára gyakorolt terápiás hatásukról ismertek (Tang et al., 2014). Az elmúlt években a TCM a betegségek kezelésének kiegészítő vagy alternatív megközelítéseként kapott figyelmet. Az Egyesült Államokban végzett tanulmányok kimutatták, hogy az asztmás betegek körülbelül 70%-a épít be gyógynövényeket a kezelési tervébe (Land & Wang, 2018). Számos klinikai vizsgálat igazolt kedvező eredményeket az asztma kezelésében. Például egy többközpontú, randomizált, kontrollált vizsgálat kimutatta, hogy egy összetett TCM-képlet, a Pingchuan Yiqi Granules hatékonyan enyhítette a tüdőtüneteket, csökkentette a gyulladásos markereket, és csökkentette a 2-agonistáktól való függést. A 2-agonistákkal és kortikoszteroidokkal összehasonlítva ez a TCM-formula kevesebb toxikus és mellékhatást mutatott (Zhang et al., 2018).
Sivatagi cistanche, más néven "Jin Ya" vagy "Mo Jing" egy évelő lágyszárú növény, amely parazita növekedési szokásokkal rendelkezik. Főleg az északi félteke száraz vidékein elterjedt, Kínában pedig olyan ősi szövegekre nyúlik vissza, mint pl.Shennong Bencao Jing. Cistanchenagyra értékelik, mert javítja a veseműködést, javítja a vitalitást, valamint táplálja a vért és az esszenciát (Zhou et al., 2023).
Ebben a tanulmányban multidiszciplináris megközelítést alkalmaztunk, amely kombinálja a transzkriptomikát, a tömegspektrometriás elemzést, a WGCNA-t és a kísérleti validációt állat- és sejtmodellekben, hogy feltárjuk a terápiás potenciált.Cistancheasztmában. Kutatásunk specifikus hatóanyagokat azonosított, és megvilágította a lehetséges hatásmechanizmusokat (lásd 1. ábra). Ezek az eredmények új betekintést nyújtanak az asztma kezelésébe a TCM keretein belül, és előkészítik az utat a további kutatásokhoz ezen a területen.
1. ábra Kutatási munkafolyamat diagram
A.Az asztma modellből származó tüdőszövetek felhasználásával részletes transzkriptom szekvenciaanalízist végeztünk. Ez lehetővé tette számunkra az asztma molekuláris alapjainak feltárását és az általa szabályozott kulcsfontosságú célpontok azonosításátSivatagi cistanchekezelés.
B.A transzkriptomikai adatok alapján folyadékkromatográfiás-nagyfelbontású tömegspektrometriát (LC-HRMS) alkalmaztunk a kémiai összetevők vizsgálatára.Cistanche. Ezt az elemzést az aktív vegyületek szűrésével egészítettük ki a Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology (TCMSP) adatbázison keresztül. Ez az integráló megközelítés végül a pinorezinol-4-O- -D-glükopiranozid (PG) azonosításához vezetett a fő bioaktív komponensként.Cistanche.
C.Az asztmával kapcsolatos konkrét célpontok további feltárása érdekében súlyozott génko-expressziós hálózatelemzést (WGCNA) végeztünk. Ez az elemzés génexpressziós adatokat használt fel az asztmás patológiával szignifikánsan összefüggő modulok azonosítására. A hub géniNOS(indukálható nitrogén-monoxid-szintáz) integratív módszerrel azonosították, az egyes elemzésekből származó jelölt géneket metszve.
D.Molekuláris dokkolási vizsgálatot végeztek az azonosított hatóanyag PG és iNOS közötti kötődési affinitásának előrejelzésére. Ezt egy sor kísérleti validálás követte.
02. Főbb megállapítások és kiemelések
A Cistanche enyhíti a kóros elváltozásokat asztmás egerekben
Hatásainak értékeléséreSivatagi cistancheasztmáról, állatmodelleket állítottak fel vagy anélkülCistanchedexametazont használva pozitív kontrollként (2A ábra és 1. kiegészítő ábra). A légúti túlérzékenységet (AHR) a Penh-értékek mérésével értékelték (2B. ábra és 1A. kiegészítő ábra). Az eredmények szignifikáns növekedést mutattak a Penh-értékekben HDM-nek kitett egerekben, akiknél megemelkedett az acetilkolin koncentrációja a kontroll egerekhez képest. Ezzel szemben a kezelt egerekCistancheA modellindukció során a Penh értékek jelentős csökkenést mutattak. Fontos, hogy a kezelt egerekCistancheönmagában nem mutatott szignifikáns különbséget a Penh értékekben a kontrollokhoz képest.
Ezt követően elemeztük a különböző sejtszámokat a bronchoalveoláris mosófolyadékban (BALF), beleértve az összes sejtet, neutrofileket és eozinofileket (2C. ábra és 1B. kiegészítő ábra). Az eredmények a sejtszám – különösen a neutrofilek és eozinofilek – számának jelentős növekedését jelezték HDM egerekben, ami fokozott tüdőgyulladást és allergiás reakciókat tükröz. Ezzel szemben a HDM +Cistancheegerek jelentős csökkenést mutattak ezekben a sejtpopulációkban a BALF-ban.
Ezenkívül a tüdőszövetek hisztopatológiai festése (2D. ábra és 1C. kiegészítő ábra) szignifikánsan megnövekedett gyulladási pontszámokat mutatott ki HDM-nek kitett egerekben, amelyek azután visszatértek az alapszintre.Cistanchebeavatkozás. A PAS festés megerősítette ezeket az eredményeket azzal, hogy HDM egerekben jelentős növekedést mutatott a serlegsejtek eloszlásában és a nyálkakiválasztásban, ami csökkentCistanchekezelés. Nevezetesen, alacsony dózisbanCistanche, különösen 20 mg/kg-nál, nem mutatott jelentős javulást az AHR-ben vagy a kórszövettani jellemzőkben, ami dózisfüggő hatásra utal (1. kiegészítő ábra).
Ezenkívül megmérték az IgE, a IL-5 és a IL-13 szintjét (2E. ábra), ami HDM egerekben megemelkedett szintet mutatott, amely azután megfordult.Cistanchekezelés.
2. ábra: A Cistanche enyhíti a kóros elváltozásokat asztmás egerekben.
A. Az asztma modell felépítése.
B. Penh értékek az egyes egércsoportok esetében, amelyek különböző acetilkolin dózisoknak voltak kitéve.
C. BALF sejtszám, beleértve az összes sejtet, a neutrofileket és az eozinofileket.
D. Mindegyik csoport tüdőmetszete H&E-vel és PAS-szal festett.
E. ELISA eredmények, amelyek a szérum IgE és IL-5/IL-13 szintjét mutatják a BALF-ban.
Skála: 50 μm. A jelen tanulmányban bemutatott összes adat legalább három független kísérletet képvisel, és átlag ± standard deviációban (SD) van kifejezve.
A transzkriptomikus elemzés feltárja a Cistanche terápiás hatásait asztmás egerekben
A terápiás hatások további feltárásáraCistancheasztmában a transzkriptom szekvenálást kizárólag HDM-nek kitett egerek tüdőszövetein, valamint a HDM-nek és a HDM-nek, ill.Cistanche. Összesen643 differenciálisan expresszált gén (DEG)azonosították, beleértve324 felszabályozottés319 leszabályozottgének (p < 0,05, |logFC| nagyobb vagy egyenlő, mint 0,5, 3A ábra). A hőtérkép a legjobb 20 felfelé és lefelé szabályozott gén expressziós szintjét szemlélteti (3B. ábra).
A Gene Ontology (GO) és a Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) dúsítási elemzéseket végezték el a DEG-eken. A felszabályozott gének főként a vírusválaszokhoz, az interferon által közvetített jelátvitelhez, a NOD-szerű receptor jelátvitelhez és a IL-17 jelátvitelhez kapcsolódó útvonalakban gazdagodtak (3C. és 3D. ábra). Ezzel szemben a leszabályozott gének a nukleáris osztódáshoz, a citokin-citokin receptor kölcsönhatáshoz és a T-sejt-receptor jelátviteli útvonalakhoz kapcsolódnak (3E. és 3F. ábra).
A Gene Set Variation Analysis (GSVA) segítségével végzett további elemzés azt mutatta, hogy aEOSINOFIL SEJTEK ÚTVONALAA GSVA pontszám csökkent a HDM-mel együtt kezelt egerekben ésCistanche, összehasonlítva a csak HDM-et tartalmazó egerekkel, ami összhangban van a BALF-ben megfigyelt eozinofilek csökkenésével (3G. és 3H. ábra). Ezen túlmenően az allergiás asztmával szorosan összefüggő útvonalak – mint például a IL-5 és a IL-4 jelátvitel – alábbhagyottnak bizonyultakCistanchekezelés (3H. ábra).
Végül a génkészlet-dúsítási elemzés (GSEA) feltárta eztCistanchekezeléssel kapcsolatos folyamatokban vett résztglükokortikoid jelátvitelés2-es típusú immuncitokinek, mindkettő szorosan kapcsolódik az asztma patofiziológiájához (4. ábra).
Az LC egyszeres kötés HRMS analízise feltárja a Cianche aktív komponenseit. A. A Cistanche deserticola kivonat teljes ionkromatogramja pozitív ion módban követve. B és C. A PG ionkromatogramja pozitív ion módban. D. PG MSMS-profilja.
6. ábra: A Cianche hatóanyagai az LC-single HRMS analízissel kimutatva. HIRDETÉS. PD-célpontok gazdagítási elemzése, beleértve a GO, KEGG, Reactome útvonalakat és a WikiPathways génkészleteket.
