Meðferðarmöguleikar og sameindakerfi Cistanche Deserticola við astma: Miða á PI3K-AKT leið og INOS-miðlaða bólgu

Auðkenning á astma-tengdum miðstöð genum með WGCNA greiningu

Til að rannsaka lykilgen sem tengjast astma, notuðum við GSE67472 gagnasafnið úr Gene Expression Omnibus (GEO) gagnagrunninum. Þetta gagnasafn inniheldur sýnishorn frá62 einstaklingar greindir með astmasem ekki höfðu fengið innöndunarbarksterameðferð og asamanburðarhópur 43 heilbrigðra einstaklinga.

Mismunandi tjáð gen (DEG) voru greind og sýnd með því að notaeldfjallalóðiroghitakort(Myndirnar 7A og 7B). Í gegnumWeighted Gene Co-Expression Network Analysis (WGCNA), við greindum27 genaeiningarmarktækt tengt astmaþróun í samanburði við heilbrigða viðmiðunarhópa (Mynd 7C).

Meðal þeirra er"himinblár" mátsýndisterkasta jákvæða fylgninmeð astma
(fylgnistuðull:r = 0.62, p = 2e-12, mynd 7D).
Mynd 7E sýnir hitakortið við hliðina sem sýnir tengslin milli eiginleikatengdu eininganna og himinbláu einingarinnar.

Við greindum frekar fylgni á millimátaðild (MM)oggenaþýðing (GS)fyrir astma í himinbláu einingunni (Mynd 7F), sem sýnir asterk jákvæð fylgni(fylgni =0.84, p = 1.1e-41), sem leggur áherslu á sterk tengsl milli himinbláu einingarinnar og astma.

Cistanche jurtate til að lækka astma

 

Whatsapp okkur til að fá Cistanche te

 

 

Síðarihagnýtur auðgunargreininggena innan himinbláu einingarinnar staðfestu þátttöku þeirra í astmatengdum líffræðilegum ferlum og ferlum, þ.m.t.IgE binding, astma, ogIL-17 merkjaleið(Myndir 7G–J).

 

Mynd 7. Auðkenning á kjarna astma-tengdum genum með því að nota WGCNA

A–B.Sjónmynd af DEG með því að nota eldfjallalóð og hitakort.
C.Clustering dendrogram af samtjáðum genum sem tengjast astma.
D.Eiginleikatengsl við astma. Hver fruma sýnir fylgnistuðulinn og p-gildi.
E.Hitakort sem sýnir aðliggjandi tengsl eigingena eininga.
F.Fylgni á milli aðild að einingu og mikilvægi gena fyrir astma í himinbláu einingunni.
G–J.Virk auðgunargreining á genum í himinbláa mátinu.

 

 

 

iNOS sem lækningavísbending um meðferð við astma

Til að kanna helstu astmatengda gen, tókum við saman 259 gen úr mörgum gagnagrunnum um sjúkdóma, þ.m.t.GeneCards, Gagnagrunnur fyrir meðferðarmarkmið, DisGeNET, ogOMIM. Með því að skera þessi gen við þau fráhiminblár mátogPG-miðuð gen, við greindumiNOS (inducable nitric oxide synthase)sem akjarnagen(Mynd 8A).

Frekari greining á RNA-seq gögnum leiddi í ljós þaðiNOS tjáning minnkaðieftir Cistanche meðferð (Mynd 8B). Að auki,sameindabryggjuvar framkvæmt til að sannreyna bindishækni milli PG og iNOS próteinsins (Mynd 8C). Sérstaklega sáust hagstæðar milliverkanir sem tóku þátt í amínósýruleifum eins ogarginín, glútamat, ogtryptófan. Hið mældabindiorka -8,97 kcal/mólgaf til kynna sterka bindishækni milli PG og iNOS (viðbótartafla 2).

Til að staðfesta virkniáhrif PG á iNOS,in vitro prófvoru gerðar (Mynd 8D). Niðurstöðurnar sýndu þaðPG dró verulega úr HDM-völdum iNOS virkni, sem styður niðurstöður sameindatengingar.

Við skoðuðum síðan áhrif PG áiNOS prótein tjáning. Western blot greiningsýndi að HDM meðferð jók iNOS tjáningu í MLE12 frumum, sem minnkaði við PG meðferð (Mynd 8E). Á sama hátt,qPCR greiningaf RNA sem dregið var úr lungnavef músa leiddi í ljós marktæka aukningu á iNOS tjáningu í HDM músum, sem minnkaði eftir Cistanche meðferð (Mynd 8F).

Ónæmisflúrljómunarprófanirstaðfesti enn frekar þessar athuganir, sýndi aukna tjáningu iNOS í HDM-útsettum músum og minnkun eftir Cistanche meðferð (Mynd 8G og viðbótarmynd 3). Samhliða metum við tjáningarstigið áPI3K(Viðbótarmynd 3). Í samanburði við samanburðarhópinn sýndi HDM hópurinnuppstjórnun á PI3K, sem bendir til þátttöku þess í astmaviðbrögðum.

Sérstaklega,Cistanche í litlum skömmtum (20 mg/kg)bætti ekki marktækt PI3K tjáningu sem breytt var af HDM. Hins vegar,hærri styrkur Cistanche dró í raun niður PI3K tjáningu. Þessi stjórnunaráhrif á PI3K tjáningu tengdust framförum á ofsvörun í öndunarvegi (AHR) og minni meinafræðilegum breytingum hjá astma músum, sem gefur til kynnameðferðarmöguleikar Cistanche með mótun á PI3K ferlinu.

 

Mynd 8. iNOS sem meðferðarmarkmið Cistanche við astma

A.Auðkenning á iNOS sem hugsanlegt skotmark með skurðpunkti genasetta.
B.TPM gildi iNOS úr RNA-seq gögnum.
C.Sameindatenging staðfestir samspil PG og iNOS.
D.Flúrljómunarstyrkur sem gefur til kynna iNOS virkni.
E.Western blot greining á iNOS próteinmagni í mismunandi tilraunahópum.
F.qPCR greining á afritunarstigum iNOS þvert á hópa.
G.Ónæmisflúrljómunargreining sem sýnir iNOS tjáningarmynstur í ýmsum meðferðarhópum.
Öll tilraunagögn tákna að minnsta kosti þrjár óháðar endurtekningar og eru gefnar upp sem meðaltal ± staðalfrávik (SD).

Niðurstaða, hápunktur og væntanlegar umsóknir

Cistanche deserticolaer dýrmæt hefðbundin kínversk jurt, sem lengi hefur verið lofuð fyrir virkni sína til að takast á við ýmis heilsufarsvandamál. Nútíma vísindarannsóknir hafa leitt í ljós breiðvirka lífvirkni þess, þar á meðal bólgueyðandi, andoxunarefni, öldrun og ónæmisbætandi áhrif (Li o.fl., 2016). Sérstaklega hafa rannsóknir kannað meðferðarmöguleika þess við sjúkdóma eins og sykursýki, þar sem það hefur sýnt loforð um að stjórna blóðsykri eftir máltíð og bæta insúlínviðnám (Xiong o.fl., 2013). Að auki, í taugafræðilegu samhengi,Cistanchehefur sýnt fram á möguleika á að draga úr skemmdum á blóð-heila hindrunum eftir heilablóðþurrð með því að stilla taugabólgu (Liao o.fl., 2023). Í krabbameinslækningum, fenýletanóíð glýkósíð fráCistanche tubulosahafa sýnt æxlishemjandi áhrif, sem bendir til lækningamöguleika í lifrarfrumukrabbameini (Peng o.fl., 2021).

Þó rannsóknir á öndunarfærum ávinningi afCistancheer enn á frumstigi, benda bráðabirgðaniðurstöður til hugsanlegra kosta þess. Til dæmis, echinacoside, lífvirkt efnasamband sem finnast íCistanche, hefur sýnt loforð um að draga úr oxunarálagi af völdum æðaþelsfrumudauða og draga þannig úr einkennum lungnaskaða (Xie o.fl., 2023).

Í samhengi við astma, markar rannsókn okkar fyrsta tilraun til að kanna lækningamöguleika og undirliggjandi verkunarmöguleikaCistanche. Með því að nota húsrykmaur (HDM) af völdum astma músarlíkani,Cistanchevar gefið sem meðferðaríhlutun. Það er uppörvandi að niðurstöður okkar sýna fram á marktæk áhrif þess til að hafa stjórn á astma, þar á meðal minni ofsvörun í öndunarvegi (AHR), minnkuð íferð bólgufrumna og léttir á lungnabólgu og slímmyndun við ofnæmisastma.

Cytókín eins ogIL-4ogIL-5gegna lykilhlutverki í meingerð astma (Michael, 2013; Giovanni, 2017; Patrick og Peter, 2007). IL-4 skiptir sköpum til að örva B-frumur til að framleiða IgE mótefni, sem leiðir til hækkaðs IgE magns - sem er einkenni ofnæmisastma og spáir fyrir um versnun. IL-5 er aftur á móti nauðsynlegt fyrir vöxt og virkjun eósínófíla, sem gefa frá sér bólgueyðandi miðla sem auka bólgu í öndunarvegi og slímseytingu.

Uppskriftargreining okkar leiddi í ljós þaðCistanchemeðferð truflaðar leiðir sem tengjast IL-4, IL-5 og eósínófílum - niðurstaða sem studd er frekar af GSVA niðurstöðum. GSEA benti enn frekar á tengslin á milliCistanchemeðferð og ónæmissvörun af tegund 2, sem undirstrikar meðferðarlega mikilvægi þess við astma. Niðurstöður tilrauna sýndu það líkaCistanchelækkað IgE, IL-5 og IL-13 í sermi í astma músum, sem staðfestir enn frekar virkni þess til að draga úr astmaeinkennum.

Sérstaklega bentu GSEA niðurstöður okkar til þessCistanchetekur þátt í sykurstera-tengdum líffræðilegum ferlum. Í ljósi skaðlegra áhrifa og takmarkaðs næmis sem kom fram hjá sumum sjúklingum við langtíma barksterameðferð (Ip o.fl., 2018), opnar þessi niðurstaða leiðir til að kanna aðra sykursterameðferð. Nýlegar rannsóknir hafa leitt í ljós að virk efnasambönd íCistanche, svo semakteósíð, hafa marktæk áhrif á beinþynningu af völdum sykurstera (Li o.fl., 2023), sem styður enn frekar hagkvæmniCistanchesem val eða viðbótarmeðferð við astma.

ThePI3K-AKT merkjaleiðgegnir mikilvægu hlutverki í meinafræði astma. Nýlegar rannsóknir hafa sýnt þaðmiR-200astuðlar að þróun astma í gegnum PI3K-AKT-FOXC1 ásinn (Lin o.fl., 2014). Þessi leið stjórnar líkacyclin D1, sem er mikilvægt við endurgerð sléttra vöðva í öndunarvegi (Feng o.fl., 2014), og mótar tjáningu astma-tengdra sameinda eins ogIL-7, TNF-, ogIgE(Winer o.fl., 2022; Jing o.fl., 2019; Dera o.fl., 2020).

Í rannsókn okkar, helstu lífvirka efnasambandið afCistanchevar auðkennt með LC-HRMS sempinoresinol 4-O- -D-glúkópýranósíð (PG), með sameindaformúluC₂₆H₃₂O₁₁. PG tilheyrir efnasamböndum sem eru unnin úr lignans sem eru unnin úr plöntum sem þekkt eru fyrir bólgueyðandi, andoxunarefni og ónæmisbælandi eiginleika (Osmakov o.fl., 2022) - og komu fram sem efnilegur frambjóðandi fyrir astmameðferð. Markauðgunargreining fyrir PG sýndi sterk tengsl við PI3K-AKT brautina, sem bendir til þess að meðferðaráhrif þess geti verið miðlað með þessu fyrirkomulagi.

Nituroxíð (NO), loftkenndur sindurefni (N=O), er ríkulega til staðar í öndunarfærum og hjarta- og æðakerfi manna (Antosova o.fl., 2017). Í astma þjónar NO sem bólgueyðandi lífmerki, oft mældur semútönduð nituroxíð (FeNO)að meta alvarleika sjúkdómsins og leiðbeina sterameðferð (Smith o.fl., 2005; Chiara o.fl., 2012). Hækkuð FeNO-gildi, nátengt IL-13miðlaðri öndunarvegsbólgu af tegund 2, sást einnig í astmalíkani okkar. NO er ​​fyrst og fremst myndað afnitric oxide synthases (NOS), sérstaklega framkallanlega ísóformiðiNOS (NOS2), sem er uppstillt við bólgueyðandi aðstæður (Anavi & Tirosh, 2020). Oftjáning á iNOS leiðir til aukinnar NO framleiðslu, sem ýtir undir slímseytingu og nýliðun eósínófíla og eykur þar með astmaeinkenni (Meurs o.fl., 2003). iNOS hemlar hafa sýnt möguleika á að stjórna FeNO gildum hjá astmasjúklingum (Islam o.fl., 2010; Hansel o.fl., 2003).

Með samþættri greiningu á astma-tengdum genum, WGCNA einingum og PG-miðuðum genum, greindum viðiNOSsem kjarnagen.Cistanchemeðferð minnkaði magn iNOS próteina í astma músum, sem bendir til bælingar á bólgutengdri NO framleiðslu. Sameindatenging staðfesti sterka bindishækni milli PG og iNOS og PG meðferð dró úr bæði NOS virkni og iNOS próteinmagni.

Núverandi rannsóknir benda einnig til þess að PI3K-AKT leiðin stjórnar iNOS tjáningu í öðrum lífeðlisfræðilegum kerfum (Zafirovic o.fl., 2019; Lu o.fl., 2022). Í músarlíkani okkar,Cistanchemeðferð minnkaði PI3K tjáningu í lungnaþekjufrumum. Þótt hlutverk þess í astma krefjist frekari könnunar, benda niðurstöður okkar til nýrrar reglugerðartengsla milli PI3K-AKT ferilsins og iNOS í samhengi viðCistanchemeðferð. Viðbótar vélrænni rannsóknir eru nauðsynlegar til að sannreyna þessar leiðir.

 

Skýringarmynd: Mechanisms of Cistanche in Astma Treatment

Útsetning fyrir HDM kemur af stað rás meinafræðilegra breytinga í öndunarvegi sem einkennast af aukinni hvarfgirni og íferð bólgufrumu.Cistanche, a traditional herbal medicine, demonstrates the ability to counteract these HDM-induced effects via dual mechanisms:

Mótun á PI3K leiðinni, sem hefur áhrif á frumuviðbrögð og dregur úr astma-tengdri bólgu;

Bein miðun á iNOSmeð lífvirka þættinum PG, sem leiðir til bælingar á tjáningu og virkni iNOS. PG-miðluð niðurstýring á iNOS býður upp á hugsanlega sameindaíhlutun til að létta helstu astmaeinkenni.

 

Tilvitnun

Liu, J., Gao, J., Xiong, A., Li, G., Zhong, K., Bai, L., Li, X., Ran, Q., Xiong, Y., & He, X. (2025).Að kanna meðferðarmöguleika Cistanche og sameindakerfi í astmameðferð. Phytomedicine: International Journal of Phytotherapy and Phytopharmacology, 136, 156265.