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अवसाद के चूहे मॉडल में पारंपरिक मंगोलियाई चिकित्सा ज़ैदी -5 के लिए व्यवहार और नेटवर्क फार्माकोलॉजी-आधारित विश्लेषण

Published: February 24, 2023 doi: 10.3791/64832
Automatic Translation
*1, *1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1
1Faculty of Mongolian Medicine, Inner Mongolia Medical University, 2Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University
* These authors contributed equally

Summary

वर्तमान प्रोटोकॉल अवसाद में एक पारंपरिक मंगोलियाई दवा, ज़ादी -5 की चिकित्सीय प्रभावकारिता के व्यवहार परीक्षण सत्यापन और जैव सूचना संबंधी भविष्यवाणी के लिए एक विधि का वर्णन करता है।

Abstract

Zadi-5 एक पारंपरिक मंगोलियाई दवा है जिसका व्यापक रूप से अवसाद और जलन के लक्षणों के उपचार के लिए उपयोग किया जाता है। यद्यपि अवसाद के खिलाफ ज़ैडी -5 के चिकित्सीय प्रभावों को पहले रिपोर्ट किए गए नैदानिक अध्ययनों में इंगित किया गया है, दवा में मौजूद सक्रिय दवा यौगिकों की पहचान और प्रभाव पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है। इस अध्ययन ने दवा संरचना की भविष्यवाणी करने और ज़ैडी -5 गोलियों में चिकित्सीय रूप से सक्रिय यौगिकों की पहचान करने के लिए नेटवर्क फार्माकोलॉजी का उपयोग किया। यहां, हमने पुरानी अप्रत्याशित हल्के तनाव (CUMS) का एक चूहा मॉडल स्थापित किया और अवसाद में Zadi -5 की संभावित चिकित्सीय प्रभावकारिता की जांच के लिए एक ओपन फील्ड टेस्ट (OFT), मॉरिस वाटर भूलभुलैया (MWM) विश्लेषण और सुक्रोज खपत परीक्षण (SCT) आयोजित किया। इस अध्ययन का उद्देश्य अवसाद के लिए ज़ैदी -5 के चिकित्सीय प्रभावों को प्रदर्शित करना और विकार के खिलाफ ज़ादी -5 की कार्रवाई के महत्वपूर्ण मार्ग की भविष्यवाणी करना है। ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज स्कोर (ओएफटी), एससीटी, और फ्लुओक्सेटीन (सकारात्मक नियंत्रण) और ज़ादी -5 समूहों की ज़ोन क्रॉसिंग संख्या उपचार के बिना सीयूएमएस समूह चूहों की तुलना में काफी अधिक (पी < 0.05) थी। नेटवर्क फार्माकोलॉजी विश्लेषण के परिणामों के अनुसार, PI3K-AKT मार्ग Zadi-5 के अवसादरोधी प्रभाव के लिए आवश्यक पाया गया।

Introduction

अवसाद, जिसे प्रमुख अवसादग्रस्तता विकार (एमडीडी) के रूप में भी जाना जाता है, एक गंभीर न्यूरोसाइकिएट्रिक बीमारी है जो समाज पर बढ़ते चिकित्सा और आर्थिक बोझ के लिए जिम्मेदार है। संबंधित जटिलता, रुग्णता और मृत्यु दर के कारण, विकार 1,2 के लिए उपचार खोजने के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में शोध किया गया है। विश्व स्वास्थ्य संगठन के एक मानसिक स्वास्थ्य सर्वेक्षण के अनुसार, वर्तमान में दुनिया भर में लगभग 350 मिलियन लोग अवसाद और इससे जुड़े लक्षणों से पीड़ित हैं। यह भविष्यवाणी की गई है कि अवसाद 2030 तक वैश्विक स्तर पर बीमारी के बोझ के प्रमुख कारण के रूप में कैंसर और हृदय रोगों से आगे निकल जाएगा। इस प्रकार, निकट भविष्य में अवसाद की रोकथाम और उपचार एक वैश्विक प्राथमिकता बन जाएगा3. एमडीडी के रोगजनन को अभी तक स्पष्ट नहीं किया गया है। फिर भी, यह आमतौर पर निम्नलिखित कारकों के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है: आनुवंशिक गड़बड़ी, हाइपोथैलेमस-पिट्यूटरी-अधिवृक्क अक्ष की शिथिलता, न्यूरोट्रांसमीटर स्राव में कमी, न्यूरोइम्यून डिसरेग्यूलेशन-प्रेरित न्यूरोइन्फ्लेमेशन, सेल एपोप्टोसिस, और सेल प्रसार 4,5 में कमी।

इन कारकों में, न्यूरोइम्यून डिसरेग्यूलेशन-प्रेरित न्यूरोइन्फ्लेमेशन और न्यूरोट्रॉफिक कारकों के परिवर्तित स्राव ने अवसाद और कई अन्य मनोरोगरोगों के विकास में उनकी भूमिकाओं के लिए विशेष ध्यान दिया है। पिछले दशक में, विद्वानों ने प्रदर्शित किया है कि हिप्पोकैम्पस पुनर्योजी तंत्रिका कार्यों के लिए प्रमुख साइट है और भावना और अनुभूति को विनियमित करने में शामिल है। इस संबंध में, हिप्पोकैम्पस न्यूरॉन्स 7,8 विकास के तहत अवसादरोधी दवाओं के लिए उपन्यास चिकित्सीय लक्ष्य के रूप में मान्यता प्राप्त हैं. इसके अलावा, हिप्पोकैम्पस को यादों को सीखने और समेकित करने में अल्पकालिक और दीर्घकालिक स्मृति में शामिल होने की भी सूचना है। विशेष रूप से, हिप्पोकैम्पस के CA1 क्षेत्र में पिरामिड न्यूरॉन्स की कमी प्रतिगामी और anterograde भूलने की बीमारी 9 का कारण बनताहै. एक विशिष्ट अवसादरोधी चिकित्सीय रणनीति का उद्देश्य हिप्पोकैम्पस के डेंटेट गाइरस में कोशिका प्रसार और न्यूरोजेनेसिस को बढ़ाना है। औषधीय रसायन विज्ञान तकनीकों के आधार पर संश्लेषित प्राकृतिक उत्पाद-व्युत्पन्न यौगिकों और छोटे अणुओं को विभिन्न न्यूरोसाइकिएट्रिक स्थितियों के लिए अभिनव चिकित्सीय एजेंटों का प्राथमिक स्रोत माना जाता है।

पारंपरिक मंगोलियाई दवाएं, जिनका एक लंबा इतिहास और एक अच्छी तरह से समर्थित सैद्धांतिक चिकित्सा प्रणाली है, मंगोलियाई पठार के खानाबदोशों से उतरी हैं ये दवाएं विभिन्न औषधीय घटकों के कारण बहु-लक्ष्य और बहु-मार्ग प्रभाव प्रदर्शित करती हैं जो सहक्रियात्मक कार्यों को उत्पन्न करने के लिए संगीत कार्यक्रम में कार्य करती हैं। ज़ादी -5 ऐसी दवाओं के बीच एक अच्छी तरह से स्थापित सूत्रीकरण है और पहली बार "डॉ गाओ शी के नैदानिक अनुभव" में दर्ज किया गया था, जिसे डॉ गाओ शी (1804-1876) नामक एक उत्कृष्ट मंगोलियाई चिकित्सक द्वारा लिखा गया था। यह मंगोलिया में एक लंबे समय के लिए नैदानिक अभ्यास किया गया है संकट के लक्षणों का इलाज करने के लिए इन गोलियों का उपयोग करने के लिए, धड़कन, जलन, और हृदय छुरा दर्द10,11. इसके अलावा, Zadi-5 प्रभावित रोगियों12 में पोस्ट स्ट्रोक अवसाद को कम करने पर प्रभाव साबित हुआ है. सीयूएमएस पर हाल ही में प्रयोगात्मक शोध से पता चला है कि ज़ैडी -5 सूत्रीकरण केंद्रीय न्यूरोट्रांसमीटर13 को विनियमित करके अवसाद को कम करता है; वास्तव में, Zadi-5 के साथ, मस्तिष्क व्युत्पन्न neurotrophic कारक (BDNF) और tyrosine kinase रिसेप्टर बी (TrkB) के स्तर में वृद्धि का पता चला है और अवसाद14 के एक चूहा मॉडल में बेहतर सीखने और स्मृति के साथ सहसंबद्ध किया गया है. हालांकि, अवसाद के इस तरह के उन्मूलन के लिए ज़ादी -5 की कार्रवाई का सटीक तंत्र स्पष्ट नहीं किया गया है।

इस अध्ययन का उद्देश्य व्यवहार परीक्षण का उपयोग करके चूहों में अवसाद के खिलाफ ज़ैदी -5 के चिकित्सीय प्रभावों को प्रदर्शित करना और पारंपरिक चीनी चिकित्सा प्रणाली फार्माकोलॉजी (टीसीएमएसपी) और स्विस लक्ष्य भविष्यवाणी का उपयोग करके ज़ादी -5 के घटकों की पहचान करना है ताकि संभावित तंत्र की भविष्यवाणी की जा सके।

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Protocol

सभी प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल इनर मंगोलिया मेडिकल यूनिवर्सिटी के पशु प्रयोग देखभाल समिति के नैतिकता द्वारा अनुमोदित किया गया और पशु देखभाल और नैतिकता पर स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों के दिशा निर्देशों का पालन किया. 8 सप्ताह (200 ग्राम ± 20 ग्राम) आयु के नर स्प्रैग डॉली (एसडी) चूहों को 1 सप्ताह के लिए 12 एच / 12 एच विनियमित प्रकाश / अंधेरे चक्र के तहत नियंत्रित तापमान (22 डिग्री सेल्सियस ± 2 डिग्री सेल्सियस) और आर्द्रता (55% ± 15%) वाले कमरे में रखा गया था। नेटवर्क फार्माकोलॉजी विश्लेषण के वर्कफ़्लो के लिए चित्र 1 देखें।

1. चूहों में व्यवहार परीक्षण

  1. एक CUMS चूहा मॉडल स्थापित करें
    1. नियंत्रण को छोड़कर, सभी चूहों के लिए 28 दिनों के लिए अलगाव के साथ संयुक्त निम्नलिखित उत्तेजनाओं को लागू करें: 24 घंटे के लिए प्रकाश/अंधेरे चक्र का उलटा, 24 घंटे के लिए भोजन की कमी, 24 घंटे के लिए पानी की कमी, 15 मिनट के लिए उच्च गति स्तर मिलाते हुए (एक बार/एस), 2 मिनट के लिए पूंछ दबाना, 5 मिनट के लिए ठंडे पानी (4 डिग्री सेल्सियस) में तैरना, 45 डिग्री सेल्सियस गर्मी उत्तेजना, और 24 घंटे (तालिका 1) के लिए गीला पैडिंग। अलग-अलग पिंजरों में चूहों को उठाएं।
      नोट: लगातार दिनों के लिए उत्तेजनाओं के एक ही प्रकार दोहरा से बचें.  CUMS चूहा मॉडल स्थापित करने के लिए उपरोक्त प्रक्रियाओं को पशु नैतिकता समिति द्वारा अनुमोदित किया गया है और पहले15 वर्णित किया गया है।
  2. दवा की तैयारी
    1. एक ग्राइंडर में Zadi-5 गोली को चूर्णित करें, और आसुत जल में 1.16 g/mL घोल तैयार करें। अलग से आसुत जल में 0.36 मिलीग्राम/एमएल का एक fluoxetine समाधान तैयार.
  3. औषधि प्रशासन
    1. चूहों को बेतरतीब ढंग से छह समूहों (एन = 10) में विभाजित करें: नियंत्रण (कॉन), मॉडल (एमओडी), ज़ैडी -5 समूह (ज़ैदी -5 / किग्रा16 का 1.6 ग्राम), फ्लुओक्सेटीन समूह (फ्लुओक्सेटीन, 3.6 मिलीग्राम फ्लुओक्सेटीन / किग्रा)। 28 दिनों के लिए प्रति दिन एक बार, गैवेज द्वारा उपयुक्त दवा समाधान के प्रति चूहे 1 एमएल / जी का प्रशासन करें और आसुत जल की समान मात्रा के साथ सीओएन और एमओडी समूहों का इलाज करें।
      नोट: गैवेज सभी समूहों के लिए मॉडल स्थापना की शुरुआत में शुरू होता है।
  4. ओपन-फील्ड टेस्ट (ओएफटी)
    1. एक ब्लैक बॉक्स (50 cm x 50 cm x 30 cm) को समान क्षेत्रफल वाले नौ वर्ग क्षेत्रों में विभाजित करें। बॉक्स को वीडियो ट्रैकिंग विश्लेषण प्रणाली से लैस करें। अंतिम नलिका का उपकरण के बाद एक दिन, केंद्र वर्ग में चूहे जगह है, और 3 मिनट के लिए अपने क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर गतिविधियों रिकॉर्ड.
    2. एक क्षैतिज गतिविधि के रूप में सभी पंजे के साथ पार वर्गों की संख्या स्कोर, और खड़े खड़े और एक ऊर्ध्वाधर गतिविधि के रूप में संवारने. प्रत्येक परीक्षण के बाद, बाद के परीक्षणों17 के लिए चूहे की गंध को दूर करने के लिए 75% शराब के साथ बॉक्स को साफ करें।
  5. सुक्रोज खपत परीक्षण (SCT)
    1. खपत से पहले और बाद में संबंधित बोतलों का वजन, और समीकरण (1) का उपयोग कर दिन 0, दिन 7, दिन 14, दिन 21, और दिन 28 पर 60 मिनट सुक्रोज वरीयता दरों की गणना:
      सुक्रोज की खपत = Equation 1 × 100% (1)
  6. मॉरिस वाटर भूलभुलैया (MWM)
    1. पूल को चार चतुर्थांशों में विभाजित करें। चतुर्थांशों को एक से चार तक क्रमबद्ध करें, और छिपे हुए मंच को तीसरे चतुर्थांश में रखें, पानी की सतह से 1 सेमी नीचे।
    2. चूहे के विषय को 120 s के लिए मंच की तलाश करने के लिए अलग-अलग चतुर्थांशों में भूलभुलैया में रखें, और MWM वीडियो ट्रेल विश्लेषण प्रणाली का उपयोग करके विलंबता समय रिकॉर्ड करें।
    3. पूल में एक निश्चित स्थिति में चूहे विषय प्लेस. यदि विषय 120 s में छिपा हुआ प्लेटफ़ॉर्म नहीं ढूंढ सकता है, तो विलंबता को 120 s के रूप में रिकॉर्ड करें।
    4. अगला, मंच को हटा दें, चूहे को पानी में रखें, और 120 एस के लिए जोन-क्रॉसिंग की संख्या रिकॉर्ड करें।
    5. कुछ स्तर की अस्पष्टता के लिए पूल में दूध डालें। प्रयोग के दौरान 23 डिग्री सेल्सियस ± 1 डिग्री सेल्सियस पर पानी का तापमान बनाए रखें।

2. नेटवर्क औषधीय भविष्यवाणी

  1. Zadi-5 में सक्रिय घटकों को स्क्रीन करें।
    1. पारंपरिक चीनी चिकित्सा प्रणाली फार्माकोलॉजी (TCMSP, https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php) ब्राउज़ करें, और रसायनों के नाम प्राप्त करने के लिए "जड़ी बूटी का नाम" अनुभाग में "Myristicae वीर्य बीज," "ऑकलैंडिया रेडिक्स जड़ें," और "Piperis Longi Fructus" इनपुट करें। मौखिक जैव उपलब्धता (ओबी) के फार्माकोकाइनेटिक सूचकांक को >30% और दवा जैसी (डीएल) सूचकांक को >0.18 (पूरक फ़ाइल 1) पर सेट करें।
    2. खोज "Rou Dou Kou" (Myristica fragrans Houtt), "Tu Mu Xiang" (Inula helenium L.), "Mu Xiang" (Aucklandia lappa Decne.), "Guang Zao" (Choerospondias axillaris Roxb. बर्ट हिल), और "बी बा" (पाइपर लोंगम एल) चीनी चिकित्सा फार्माकोपिया (http://www.zhongyaocai360.com/zhongguoyaodian/) में प्रत्येक घटक के रासायनिक नामों की पहचान करने के लिए।
    3. आइसोमेरिक SMILES या InChIkey को खोजने के लिए PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/) में पहचाने गए रासायनिक नामों को खोजें
  2. Zadi-5 में सक्रिय घटकों के लक्ष्य प्रोटीन की पहचान करें.
    1. आइसोमेरिक SMILES या InChIkey के साथ SEA (http://sea.bkslab.org/), BATMAN (http://bionet.ncpsb.org.cn/batman-tcm/), और स्विस लक्ष्य भविष्यवाणी (http://www.swisstargetprediction.ch/) का उपयोग करके सक्रिय घटकों के लक्ष्य प्रोटीन की पहचान करें, और अतिव्यापी प्रोटीन खोजें।
    2. पहचाने गए लक्ष्यों को एकीकृत जीन नामों में बदलने के लिए प्रोटीन डेटाबेस UniProt (http://www.uniprot.org/uploadlists/) का उपयोग करें।
  3. अवसाद के लिए लक्ष्य प्रोटीन के लिए खोजें।
    1. जीनकार्ड्स (https://www.genecards.org/), डिसेनेट (https://www.disgenet.org/), और ड्रगबैंक (https://www.drugbank.com/) में "अवसाद" और "अवसादग्रस्तता विकार" कीवर्ड का उपयोग करके अवसाद के लिए संभावित प्रोटीन लक्ष्यों को खोजें और पहचानें।
  4. लक्ष्य जीन का पता लगाएं।
    1. वेन आरेख (http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/Venn/) ब्राउज़ करें, सूची-1 में ज़ादी-5 के सक्रिय घटकों के लक्ष्य अपलोड करें, सूची-2 में अवसाद के लक्ष्य अपलोड करें और सबमिट करें। वेन आरेख प्राप्त करें, और अतिव्यापी लक्ष्य उम्मीदवारों को फ़िल्टर करें।
  5. नेटवर्क का निर्माण करें।
    1. "टाइप एंड नेटवर्क" (पूरक फ़ाइल 2) नामक एक स्प्रेडशीट का निर्माण करें। "प्रकार" नेटवर्क का हस्ताक्षर है, और "नेटवर्क" संकेतों के बीच संबंध दिखाता है।
    2. नेटवर्क "Zadi-5 जड़ी बूटी-सामग्री-रोग लक्ष्य" का निर्माण करने के लिए साइटोस्केप v3.9.0 में "प्रकार और नेटवर्क" निर्यात करें।
  6. लक्षित उम्मीदवारों के प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन (पीपीआई) नेटवर्क का विश्लेषण करें।
    1. उनकी बातचीत का विश्लेषण करने के लिए STRING डेटाबेस (https://cn.string- db.org/) में सामान्य लक्ष्य निर्धारित करें। प्रोटीन प्रकार को "होमो सेपियन्स" के रूप में सेट करें। इंटरैक्शन थ्रेशोल्ड मान को 0.9 पर सेट करें और केवल प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित प्रकारों का चयन करें. अकेला द्वीप नोड्स प्रदर्शित न करें।
  7. जीन और जीनोम के क्योटो विश्वकोश का संचालन (KEGG) और जीन आंटलजी (GO) लक्ष्य से संबंधित रास्ते के संवर्धन विश्लेषण.
    1. जीन ओन्टोलॉजी (जीओ) फ़ंक्शन का प्रदर्शन करके संबंधित सिग्नलिंग मार्गों का अध्ययन करने के लिए डेविड (https:// david.ncifcrf.gov/) में प्रारंभ विश्लेषण ब्रैकेट में ज़ैदी -5 के 86 संभावित एंटीड्रिप्रेसेंट लक्ष्यों को पेस्ट करें- जैविक प्रक्रिया, सेलुलर घटक, और आणविक कार्य-और जीन और जीनोम के क्योटो विश्वकोश (केईजीजी) मार्ग संवर्धन विश्लेषण।
      नोट: KEGG को ऑनलाइन IMageGP (http://www.ehbio.com /ImageGP/index.php/Home/Index/) का उपयोग करके बबल चार्ट में विज़ुअलाइज़ किया गया है। बुलबुला आकार संकेतित मार्ग में समृद्ध लक्ष्यों की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है, और बुलबुला रंग संवर्धन के पी-मान का प्रतिनिधित्व करता है।
  8. Zadi-5 में सक्रिय यौगिकों को चित्रित करने के लिए नेटवर्क का निर्माण करें जो PI3K-AKT सिग्नलिंग मार्ग के साथ बातचीत करते हैं।
    1. KEGG पाथवे दस्तावेज़ डाउनलोड करें, संवर्धन विश्लेषण से PI3K-AKT मार्ग के जीन का चयन करें, और "टाइप और नेटवर्क" दस्तावेज़ बनाने के लिए उन्हें स्प्रेडशीट पर पेस्ट करें।
    2. "PI3K-AKT visualized यौगिकों-लक्ष्य-pathways नेटवर्क" (पूरक फ़ाइल 3) उत्पन्न करने के लिए Cytoscape करने के लिए "प्रकार और नेटवर्क" दस्तावेज़ निर्यात करें.
      नोट: "प्रकार" नेटवर्क का हस्ताक्षर है, और "नेटवर्क" संकेतों के बीच संबंध दिखाता है।

3. सांख्यिकीय विश्लेषण

  1. जैव रासायनिक और जीन अभिव्यक्ति मापदंडों में महत्वपूर्ण अंतर निर्धारित करने के लिए डंकन के पोस्ट हॉक परीक्षण के बाद, विचरण (एनोवा) के एक तरफ़ा विश्लेषण का उपयोग करें। मानक विचलन (एसडी) ± माध्य की गणना करें, और डेटा की कल्पना करें। P < 0.05 को सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण मानें।

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Representative Results

जानवरों में व्यवहार परीक्षण
CUMS-प्रेरित चूहा अवसाद मॉडल में व्यवहार परीक्षणों के परिणाम
CUMS उत्तेजना से पहले OFT स्कोर, सुक्रोज खपत और MWM विश्लेषण के लिए परीक्षण किए गए समूहों के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं पाया गया। CUMS मॉडल स्थापित करने के बाद, MOD समूह के ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज स्कोर CON समूह (P < 0.05) की तुलना में कम थे। एमओडी समूह की तुलना में, पीओएस और ज़ादी -5 समूहों के ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज स्कोर काफी अधिक थे (पी < 0.05) (आंकड़े 2 ए, बी)।

दिन 0 पर, परीक्षण किए गए समूहों में सुक्रोज की खपत (%) में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था। Zadi-5 और POS समूहों की सुक्रोज खपत (%) 28 दिन (चित्रा 2C) पर MOD समूह की तुलना में अधिक थी।

CON समूह की तुलना में, MWM में प्लेटफॉर्म खोजने के लिए MOD समूह की विलंबता काफी अधिक थी (P < 0.01)। पीओएस समूह में विलंबता एमओडी समूह की तुलना में स्पष्ट रूप से कम थी। ज़ादी -5 समूह में चूहों की विलंबता एमओडी समूह की तुलना में कम थी, लेकिन एक महत्वपूर्ण डिग्री तक नहीं। ज़ोन-क्रॉसिंग काउंट के संबंध में, एमओडी समूह ने कॉन समूह की तुलना में कम क्रॉसिंग दिखाई। पीओएस और ज़ैदी -5 समूहों ने एमओडी समूह (चित्रा 2 डी, ई) की तुलना में अधिक क्रॉसिंग दिखाई।

नेटवर्क फार्माकोलॉजी भविष्यवाणी
ज़ादी -5 में 134 सक्रिय घटक थे, और इन घटकों के लिए 220 लक्ष्य प्रोटीन उम्मीदवारों को पुनः प्राप्त किया गया था। इसके अलावा, 1,000 अवसाद से संबंधित प्रोटीन लक्ष्यों की भविष्यवाणी की गई थी। वेन आरेख विश्लेषण के अनुसार, 86 अतिव्यापी लक्ष्यों को ज़ादी -5 (चित्रा 3) के महत्वपूर्ण अवसाद से संबंधित लक्ष्यों के रूप में पहचाना गया था। इन निष्कर्षों के आधार पर, "ज़ादी -5 जड़ी बूटी सामग्री-रोग लक्ष्य" और लक्ष्य उम्मीदवारों के पीपीआई नेटवर्क विश्लेषण का निर्माण किया गया था (चित्र 4 ए, बी, चित्र 5, और तालिका 2)। PI3K-AKT मार्ग ने अपेक्षाकृत अनियमित किनारों को दिखाया, यह दर्शाता है कि Zadi-5 के अवसादरोधी प्रभाव के लिए यह मार्ग आवश्यक है। केईजीजी मार्ग विश्लेषण के अनुसार, पीआई 3 के-एकेटी सिग्नलिंग मार्ग सातवें स्थान पर था (चित्र 6) और कई सिग्नलिंग मार्गों से जुड़ा था। तदनुसार, यह अन्य संवर्धन मार्गों (चित्रा 7 ए-सी और चित्रा 8) की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक महत्वपूर्ण माना जाता था।

Figure 1
चित्रा 1: विवो सत्यापन में के लिए नेटवर्क फार्माकोलॉजी विश्लेषण का कार्यप्रवाह। संक्षिप्ताक्षर: पीपीआई = प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन; KEGG = जीन और जीनोम का क्योटो विश्वकोश; GO = जीन ओन्टोलॉजी; OFT = ओपन-फील्ड टेस्ट; MWM = मॉरिस वाटर भूलभुलैया; SCT = सुक्रोज खपत परीक्षण। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: सीयूएमएस-प्रेरित चूहा अवसाद मॉडल पर ज़ैडी -5 के प्रभाव। (ए) ओएफटी ऊर्ध्वाधर स्कोर। (बी) ओएफटी क्षैतिज स्कोर। (सी) दिन 0 और दिन 28 पर सुक्रोज खपत स्तर (%) (D) MWM परीक्षण के लिए विलंबता समय। (ई) एमडब्ल्यूएम परीक्षण के लिए जोन-क्रॉसिंग नंबर। ##P < 0.01 इंगित करता है कि CUMS MOD समूह ने CON समूह की तुलना में महत्वपूर्ण अंतर दिखाया। *P < 0.05 इंगित करता है कि POS समूह और Zadi-5 समूह ने MOD समूह की तुलना में महत्वपूर्ण अंतर दिखाया। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: ज़ैडी -5 और अवसाद से जुड़े प्रोटीन के प्रोटीन लक्ष्यों का वेन आरेख। लाल वृत्त ज़ैदी -5 में सक्रिय घटकों के लक्ष्यों का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि नीला वृत्त अवसाद से जुड़े प्रोटीन का प्रतिनिधित्व करता है। दो रंगों का चौराहा अतिव्यापी प्रोटीन का प्रतिनिधित्व करता है जिसे ज़ादी -5 द्वारा अवसाद के उन्मूलन के लिए चिकित्सीय लक्ष्य के रूप में पहचाना जा सकता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: "ज़ादी -5 जड़ी बूटी-सामग्री-रोग लक्ष्य नेटवर्क" का निर्माण। लाल समांतर चतुर्भुज ज़ैदी -5 और इसकी जड़ी-बूटियों का प्रतिनिधित्व करते हैं, जबकि गुलाबी, नारंगी, पीले, हरे और बैंगनी घेरे प्रत्येक जड़ी बूटी के घटकों का प्रतिनिधित्व करते हैं। नीले हीरे अवसाद से जुड़े प्रोटीन का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो हरा षट्भुज है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: अतिव्यापी प्रोटीन लक्ष्यों का पीपीआई। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्रा 6: शीर्ष के लिए बुलबुला चार्ट 20 केईजीजी-समृद्ध शर्तों पर आधारित 86 अतिव्यापी प्रोटीन लक्ष्यों. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 7
चित्रा 7: ज़ादी -5 घटकों और अवसाद से जुड़े प्रोटीन लक्ष्यों के लिए प्रमुख जैव सूचना विज्ञान परिणाम। (ए) शीर्ष 20 अतिव्यापी आणविक कार्य ज़ादी -5 और अवसाद के शब्दों को स्वीकार करते हैं। (बी) शीर्ष 20 अतिव्यापी सेलुलर घटक ज़ादी -5 और अवसाद की शर्तों को स्वीकार करते हैं। (सी) शीर्ष 20 अतिव्यापी जैविक प्रक्रियाएं ज़ादी -5 और अवसाद की शर्तों को स्वीकार करती हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 8
चित्रा 8: Zadi-5 सामग्री-PI3K-AKT सिग्नलिंग मार्ग संवर्धन अवसाद के उपचार के लिए नेटवर्क को लक्षित करता है। सर्कल ज़ैदी -5 की सामग्री का प्रतिनिधित्व करता है, हेक्सागोन्स ज़ैदी -5 की प्रत्येक दवा को इंगित करते हैं, और हरे हीरे PI3K-AKT सिग्नलिंग मार्ग के समृद्ध लक्ष्यों का प्रतिनिधित्व करते हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

तालिका 1: चूहे विषयों में CUMS के प्रेरण के लिए तनाव उत्तेजनाओं के आवेदन के अनुक्रम और तरीके। कृपया इस तालिका को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।

तालिका 2: चित्र 2 में उपयोग किए गए आईडी कोड। संक्षिप्ताक्षर: एमएफ = मिरिस्टिका फ्रैग्रेंस इनुला आईएच = इनुला हेलेनियम एल।; एफसी = फ्रुक्टस चोएरोस्पोंडियाटिस; अल = ऑकलैंडिया लप्पा डेकने।; पीएल = पाइपर लोंगम एल। कृपया इस तालिका को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।

पूरक फ़ाइल 1: नेटवर्क फार्माकोलॉजी प्रोटोकॉल की स्क्रीनशॉट छवियां। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

पूरक फ़ाइल 2: ज़ैडी -5 घटक-प्रोटीन-अवसाद नेटवर्क। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

अनुपूरक फ़ाइल 3: नेटवर्क का प्रकार। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

अवसाद एक मानसिक बीमारी है जो कम मूड, एनहेडोनिया और ऊर्जा की कमी की विशेषता है। इस विकार व्याकुलता, संज्ञानात्मक शिथिलता, सामाजिक वापसी, अनिद्रा, यौन रोग, और जठरांत्र रोगों18,19 के साथ है. अवसाद के अध्ययन में, नई दवाओं के रोग तंत्र और प्रभावों को समझने के लिए एक पशु मॉडल स्थापित करना महत्वपूर्ण है। इस अध्ययन में, एक CUMS प्रेरित चूहा अवसाद मॉडल प्रोटोकॉल खंड 2 और तालिका 1 में वर्णित परेशानियों के माध्यम से समाज, परिवार और काम से संबंधित स्रोतों से तनाव, हमले और हताशा अनुकरण करने के लिए स्थापित किया गया था। उत्तेजनाओं की तीव्रता का उचित अनुक्रम और समायोजन इस अवसाद मॉडल को स्थापित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं। इसके अलावा, ओएफटी के प्रत्येक चूहे के परीक्षण के बाद, अगले चूहे के ट्रैक को प्रभावित होने से बचने के लिए बॉक्स को तुरंत साफ किया जाना चाहिए। अलगाव के साथ संयुक्त CUMS प्रभावी रूप से एक विश्वसनीय चूहा अवसाद मॉडल20 बनाता है जो मानव रोगियों में अवसादग्रस्तता के लक्षणों और जैव रासायनिक संकेतों के विकास का अनुकरण करता है। इस मॉडल का व्यापक रूप से अवसाद के पैथोफिजियोलॉजिकल तंत्र का पता लगाने और विकास21,22 के तहत अवसादरोधी दवाओं का मूल्यांकन करने के लिए उपयोग किया गया है। ओएफटी, एससीटी और एमडब्ल्यूएम जैसे टेस्ट चूहे के विषयों की भूख, प्रेरणा की अनुपस्थिति, सीखने की क्षमता और स्मृति का आकलन करने के लिए सरल, उद्देश्यपूर्ण और उचित तरीके हैं। इन परीक्षणों को न्यूरोडिसऑर्डर के पशु मॉडल के परीक्षण के लिए स्वर्ण मानक के रूप में मान्यता प्राप्त है।

इस अध्ययन में, नेटवर्क फार्माकोलॉजी ऑनलाइन साइटों के टीसीएमएसपी डेटाबेस पर आधारित थी, जो वेबसाइटों, पुस्तकों और अकादमिक पत्रिकाओं जैसे कई उपलब्ध स्रोतों से डेटा एकत्र, स्टोर और संभालतीहै। यह प्रभावी ढंग से पारंपरिक दवाओं है कि समय और जांच24,25 के लिए आवश्यक लागत को कम करके कार्रवाई के जटिल तंत्र है की खोज का समर्थन करता है. नेटवर्क फार्माकोलॉजी में, डेटा को एक्सेल फाइलों में कॉपी किया जाता है और प्रत्येक दवा और डेटाबेस के आधार पर स्पष्ट रूप से वर्गीकृत किया जाता है। पारंपरिक मंगोलियाई चिकित्सा पारंपरिक चीनी चिकित्सा से अलग है जिसमें प्रत्येक दवा के घटकों की खोज नहीं की जा सकती है। इस संबंध में, प्रोटोकॉल चरण 2.2.1 इस अध्ययन में प्रभावी रासायनिक घटकों की पहचान करने के लिए एक मूल्यवान डेटाबेस सूचीबद्ध करता है। प्रोटोकॉल चरण 2.4 में वर्णित के रूप में, Zadi-5 और अवसाद के अतिव्यापी लक्ष्य प्रोटीन का निर्धारण तीन अलग डेटाबेस के आधार पर सटीकता और जांच की दक्षता सुनिश्चित कर सकता है. यह प्रयोग के एक महत्वपूर्ण संशोधन का प्रतिनिधित्व करता है जो परिणामों की सटीकता में सुधार के लिए आवश्यक है। PPI इंटरैक्शन, KEGGs, और GO कार्यात्मक संवर्धन विश्लेषण ने संकेत दिया कि PI3K-AKT सिग्नलिंग मार्ग अवसाद के खिलाफ Zadi-5 के चिकित्सीय प्रभावों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। प्रो-सर्वाइवल किनेज-सिग्नलिंग कैस्केड PI3K/AKT मार्ग एक इंट्रासेल्युलर सिग्नल ट्रांसडक्शन पाथवे है जो एंटी-ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस और एंटी-एपोप्टोटिकप्रभावों के माध्यम से न्यूरॉन चोट में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। PI3K-AKT सिग्नलिंग मार्ग मौलिक सेलुलर कार्यों जैसे प्रसार, अस्तित्व, भेदभाव और प्रोटीन अनुवाद के साथ निकटता से जुड़ा हुआ है। इसके अतिरिक्त, यह इस तरह के दिल और मस्तिष्क27 के रूप में विशिष्ट अंगों में कोशिकाओं के चयापचय में एक प्रमुख भूमिका निभाता है. यह बताया गया है कि PI3K-AKT मार्ग की सक्रियता न्यूरॉन कार्यों को नियंत्रित कर सकती है और प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस)28,29की पीढ़ी को बाधित करने के लिए एंटी-ऑक्सीडेटिव बीसीएल -2 प्रोटीन को विनियमित करके ऑक्सीडेटिव क्षति से न्यूरॉन्स की रक्षा कर सकती है।

इस अध्ययन ने ज़ादी -5 के प्रभावों का अनुमान लगाने के लिए एक व्यवहार परीक्षण और नेटवर्क औषधीय भविष्यवाणी का उपयोग किया। भविष्य में, नेटवर्क फार्माकोलॉजी का उपयोग हर्बल दवाओं के बायोएक्टिव घटकों और उनके लक्षित प्रोटीन की भविष्यवाणी करने के लिए किया जा सकता है। जैडी -5 के बायोएक्टिव घटकों को चिह्नित करने के लिए पैथोलॉजिकल मूल्यांकन और प्रमुख अणु परीक्षण किए जाएंगे। जानवरों की प्रेरणा, भूख और स्मृति को मान्य करने के लिए व्यवहार परीक्षण लागू किए जाएंगे। सत्यापन की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, ऑनलाइन डेटाबेस के आधार पर Zadi-5 के घटकों की भविष्यवाणी का विश्लेषण तरल क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री (LC-MS) और परमाणु चुंबकीय अनुनाद (NMR) स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा किया जाएगा। लक्ष्य प्रोटीन पश्चिमी धब्बा और मात्रात्मक पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (qPCR)30 विश्लेषण द्वारा विश्लेषण किया जाएगा.

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए हितों का कोई टकराव नहीं है।

Acknowledgments

हम इनर मंगोलियाई मेडिकल यूनिवर्सिटी, चीन के मंगोलियाई चिकित्सा संकाय द्वारा प्रदान किए गए इंस्ट्रूमेंटेशन और प्रयोगशाला के लिए आभारी हैं। इस अध्ययन को नेशनल नेचुरल साइंसेज फाउंडेशन ऑफ चाइना (81760762) और इनर मंगोलिया, चीन (202201300) के स्वास्थ्य आयोग के विज्ञान और प्रौद्योगिकी योजना परियोजना द्वारा समर्थित किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Cytoscape software  version 3.7.0
Fluoxetine Lilly Suzhou Pharmaceutical Co., Ltd J20160029
Morris water maze video trail analysing system  Tai Meng Tech Co., Ltd WMT-200
Sprague Dawley rats Beijing Biotechnology Co., Ltd, China  SCXK (JING) 2016-0002
 video tracking system Tai Meng Tech Co., Ltd ZH-ZFT
Zadi-5 pill Pharmaceutical Preparation Center of International Mongolian Hospital, Inner Mongolia, China M1301006

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चिकित्सा अंक 192 अवसाद उपचार चिकित्सीय प्रभाव सक्रिय फार्मास्युटिकल यौगिक नेटवर्क फार्माकोलॉजी चूहा मॉडल क्रोनिक अनपेक्षित हल्के तनाव (CUMS) ओपन फील्ड टेस्ट (OFT) मॉरिस वाटर भूलभुलैया (MWM) विश्लेषण सुक्रोज खपत परीक्षण (SCT) चिकित्सीय प्रभावकारिता क्रिटिकल पाथवे फ्लुओक्सेटीन PI3K-AKT मार्ग
अवसाद के चूहे मॉडल में पारंपरिक मंगोलियाई चिकित्सा ज़ैदी -5 के लिए व्यवहार और नेटवर्क फार्माकोलॉजी-आधारित विश्लेषण
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Wu, R., Zu, W., Wu, L., Su, S., Su,… More

Wu, R., Zu, W., Wu, L., Su, S., Su, N., Qi, L., Wu, R., Sun, W., Hu, R. Behavioral and Network Pharmacology-Based Analyses for the Traditional Mongolian Medicine Zadi-5 in a Rat Model of Depression. J. Vis. Exp. (192), e64832, doi:10.3791/64832 (2023).

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