Articolo metodologico

L'efficacia e i meccanismi del percorso sottostante del trattamento ShiDuGao per l'eczema dell'ano sulla base di set di dati GEO e farmacologia di rete

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DOI:

10.3791/66453

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12 gennaio 2024

 ,  ,  ,  , 
1Department of General Surgery, Tianjin Medical University General Hospital, 2Tianjin General Surgery Institute, 3Department of General Surgery, Zibo Municipal Hospital

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Questo sforzo investigativo ha cercato di chiarire il meccanismo di somministrazione di farmaci topici utilizzando un'integrazione sinergica di farmacologia di rete e set di dati omnibus di espressione genica (GEO). Questo articolo ha valutato la fattibilità, l'obiettivo e il meccanismo di ShiDuGao (SDG) nel trattamento dell'eczema ano.

Abstract

L'eczema dell'ano è una malattia infiammatoria cronica e ricorrente della pelle che colpisce l'area intorno all'ano. Sebbene le lesioni si verifichino principalmente nella pelle anale e perianale, possono estendersi anche al perineo o ai genitali. È stato scoperto che ShiDuGao (SDG) possiede significative proprietà riparative contro il prurito anale, il controllo dell'essudazione, la riduzione dell'umidità e la riparazione della pelle. Tuttavia, i bersagli genetici e i meccanismi farmacologici dell'SDG sull'eczema anale devono ancora essere chiariti e discussi in modo completo. Di conseguenza, questo studio ha utilizzato un approccio farmacologico di rete e ha utilizzato set di dati omnibus di espressione genica (GEO) per studiare i bersagli genici. Inoltre, è stata stabilita una rete di interazione proteina-proteina (PPI), che ha portato all'identificazione di 149 bersagli, di cui 59 sono stati considerati geni hub, all'interno della rete di interazione "farmaco-bersaglio-malattia".

La funzione genica dell'SDG nel trattamento dell'eczema perianale è stata valutata attraverso l'utilizzo dell'enciclopedia di Kyoto dei geni e dei genomi (KEGG) e dell'analisi dell'ontologia genica (GO). Successivamente, la funzione anti-eczema perianale e la potenziale via dell'SDG, come identificato nell'analisi farmacologica di rete, sono state convalidate utilizzando la metodologia di docking molecolare. I processi biologici associati ai geni e alle proteine mirati agli SDG nel trattamento dell'eczema dell'ano comprendono principalmente risposte mediate da citochine, risposte infiammatorie e risposte al lipopolisaccaride, tra gli altri. I risultati dell'arricchimento del percorso e delle analisi di annotazione funzionale suggeriscono che l'SDG svolge un ruolo cruciale nella prevenzione e nella gestione dell'eczema anale regolando le vie di infezione del virus della shigellosi e dell'herpes simplex 1. La farmacologia di rete e l'analisi del database GEO confermano la natura multi-target di SDG nel trattamento dell'eczema anale, in particolare modulando TNF, MAPK14 e CASP3, che sono bersagli hub cruciali nelle vie di segnalazione TNF e MAPK. Questi risultati forniscono una chiara direzione per ulteriori indagini sul meccanismo terapeutico di SDG per l'eczema anale, evidenziando al contempo il suo potenziale come approccio terapeutico efficace per questa condizione debilitante.

Introduzione

L'eczema anale è una condizione allergica della pelle che colpisce la regione perianale e la mucosa, manifestando varie manifestazioni cliniche1. I sintomi caratteristici includono eritema anale, papule, vesciche, erosione, essudati e formazione di croste. Questi sintomi insorgono principalmente a causa di graffi, ispessimenti e rugosità dell'area interessata2.

L'eczema anale, caratterizzato da una durata prolungata della malattia, attacchi ricorrenti e trattamenti impegnativi, può avere effetti negativi sulla salute fisica e mentale dei pazienti3. La patogenesi dell'eczema anale non è ancora chiara e la medicina moderna suggerisce che possa essere correlata a lesioni anali locali, dieta, ambiente, genetica e altri fattori4. Oltre a evitare il contatto con sostanze irritanti e potenziali allergeni, il trattamento dell'eczema anale si concentra principalmente su metodi come l'inibizione dell'infiammazione, l'antiallergia e l'alleviamento del prurito5.

L'SDG è stato ampiamente utilizzato per il trattamento dell'eczema anale e di altre condizioni anali. SDG regola l'essudazione della pelle anale, riduce l'umidità, ripara la pelle anale e affronta efficacemente il prurito 6,7,8. Inoltre, l'SDG ha il potenziale per regolare il microbiota periano, migliorando così l'eczema dell'ano 9,10.

La farmacologia di rete, un approccio bioinformatico innovativo e interdisciplinare e all'avanguardia nel regno dell'intelligenza artificiale e dei big data, fornisce un'esplorazione approfondita della medicina tradizionale cinese. Questa disciplina enfatizza l'esposizione sistemica delle regole di correlazione molecolare tra farmaci e malattie da una prospettiva di rete ecologica. È stato ampiamente adottato per vari aspetti, tra cui l'identificazione dei principi attivi chiave negli estratti di erbe, la decifrazione dei loro meccanismi d'azione globali, la formulazione di combinazioni di farmaci e lo studio della compatibilità con le prescrizioni. Le prescrizioni tradizionali cinesi presentano gli attributi di multi-componente e multi-target, a significare la loro sostanziale adattabilità al regno della farmacologia di rete. Spinti da questa metodologia, sono emerse nuove prospettive nell'esame dei complessi sistemi di medicina tradizionale cinese, fornendo un solido supporto tecnico per la razionalizzazione delle applicazioni cliniche e l'innovazione dei farmaci 11,12,13,14.

Questo studio ha lo scopo di esplorare il meccanismo di efficacia degli SDG nel trattamento dell'eczema anale. Questo sforzo investigativo ha cercato di chiarire il meccanismo di somministrazione topica dei farmaci utilizzando un'integrazione sinergica di farmacologia di rete e set di dati GEO. I risultati forniscono preziose informazioni sull'efficacia e sui meccanismi alla base dell'SDG nella gestione dell'eczema dell'ano, indicando il suo potenziale come approccio terapeutico efficace per questa condizione. Il diagramma dettagliato del flusso di lavoro dello studio è presentato nella Figura 1.

Protocollo

Questo studio non fa riferimento all'approvazione etica e al consenso a partecipare. I dati utilizzati in questo studio sono stati ottenuti da database genetici.

1. Predizione dei bersagli di malattia

  1. Accedi al database GeneCards (https://www.genecards.org) e al database online Mendelian inheritance in man (OMIM, https://www.omim.org), utilizzando "anus eczema" come termine di ricerca per i bersagli della malattia.
  2. Scarica i fogli di calcolo degli obiettivi della malattia. Eliminare i bersagli ripetuti per ottenere i bersagli dell'eczema dell'ano.

2. Selezione dei componenti attivi

  1. Cerca la parola chiave "indigo naturalis, cipresso dorato, gesso calcinato, calamina e Gallo cinese" nel database di farmacologia del sistema di Medicina Tradizionale Cinese (TCMSP; http://tcmspw.com/tcmsp.php) per ottenere l'elenco dei principi attivi candidati e degli obiettivi di SDG.
  2. Affidare il componente alla banca dati ADME svizzera (http://www.swissadme.ch/index.php), estraendo i dettagli di quelli che presentano un assorbimento IG "elevato", abbinato ad almeno due valori DL "Sì" come elementi attivi.
    NOTA: Normalmente, solo gli ingredienti con valori simili ai farmaci (DL) ≥0,18 nel database sono inclusi come principi attivi.

3. Costruzione della rete PPI e screening delle proteine core

  1. In Venny2.1( https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html), inserisci gli obiettivi di SDG ed eczema dell'ano rispettivamente in LIST1 e LIST2. Viene generata istantaneamente una rappresentazione visiva dell'intersezione. Fare clic sull'area condivisa per visualizzare gli obiettivi comuni nella sezione Risultati .
  2. Accedere al database STRING (https://string-db.org/). Immettere le destinazioni nel campo Elenco nomi . Quindi seleziona Homo sapiens come organismo e procedi con Cerca > Continua.
  3. Quando i risultati sono disponibili, apri Impostazioni avanzate e seleziona Nascondi nodi disconnessi nella rete. In Punteggio minimo di interazione richiesto, impostare il livello di confidenza più alto (0,900) e quindi fare clic su Aggiorna.
  4. Clicca su Esportazioni per scaricare il testo della rete di interazione proteina-proteina (PPI) in formato .png e .tsv.

4. Costruzione di una rete farmaco-componente-malattia-bersaglio

  1. Aprire Cytoscape 3.9.1 e importare il file .tsv menzionato nel passaggio 3.4. Fare clic sulla barra di stile nel pannello di controllo per ottimizzare il colore, il carattere e il lato dei nodi di rete.
  2. Per l'analisi della topologia di rete, utilizzare la funzione Analizza rete . Per ottenere i geni hub, utilizzare CytoHubba nel software Cytoscape. Stabilire la rete farmaco-componente-malattia-bersaglio.

5. Analisi dell'arricchimento GO e KEGG

  1. Accedere al sito web di Metascape (https://metascape.org/). Selezionare un file o incollare un elenco di geni nella finestra di dialogo e fare clic sul pulsante Invia . Quindi selezionare H. sapiens sia in Input come specie che in Analisi come specie; successivamente, abilita la funzione Analisi personalizzata .
  2. Nell'opzione di arricchimento, selezionare GO Molecular Functions, GO Biological Processes, GO Cellular Components e il database KEGG Pathway. Selezionare Scegli cluster GO selettivi, quindi fare clic sul pulsante Analisi di arricchimento . Al termine della barra di avanzamento, avviare un clic sulla pagina del report di analisi per recuperare i risultati dell'arricchimento.

6. Analisi del set di dati del chip genetico GEO

  1. Cerca e analizza il set di dati del chip genetico GEO (GDS3806) utilizzando lo strumento GEO2R (https://ncbi.nlm.nih.gov/geo/geo2r/) per studiare l'espressione di geni centrali in diversi gruppi di dati (gruppo di controllo-dermatite non atopica; gruppo sperimentale-dermatite atopica).
  2. Accedere al sito Web del database GEO (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/). Immettere la parola chiave o l'accesso GEO e fare clic sul pulsante Cerca . Seleziona il miglior risultato di corrispondenza. Trova la serie di riferimento (GSE26952).
  3. Accedere al sito Web dello strumento GEO2R (https://ncbi.nlm.nih.gov/geo/geo2r/), immettere la serie di riferimento nella casella Accesso GEO e fare clic sul pulsante Imposta . Selezionare Dermatite atopica come gruppo sperimentale, selezionare Controllo non atopico come gruppo di controllo e fare clic sul pulsante Analizza . Al termine del calcolo, verrà visualizzato il risultato.

7. Attracco molecolare

  1. Apri il database TCMSP e scarica la struttura 3D degli ingredienti selezionati. Utilizzare la casella di ricerca Nome chimico e cercare i nomi degli ingredienti selezionati per scaricare i file di struttura 3D corrispondenti in formato mol2.
  2. Aprire il database delle proteine RCSB (http://www.pdb.org/) e scaricare le strutture cristalline dei bersagli chiave. Nella casella di ricerca, cercare i nomi delle destinazioni e scaricare i file di struttura cristallina corrispondenti in formato pdb.
  3. Importa gli ingredienti e i file della struttura di destinazione nel software di analisi. Elimina le molecole d'acqua facendo clic su Modifica > Elimina acqua. Aggiungi idrogeni facendo clic su Modifica > Idrogeni > Aggiungi. Impostare gli ingredienti come ligando, selezionare bersagli interi come recettori ed eseguire il docking cieco.
  4. Determinare l'intervallo di docking molecolare.
    1. Selezionare il recettore e il ligando in sequenza. Fare clic su Griglia > Riquadro griglia per regolare il riquadro griglia in modo da includere l'intero modello. Fare clic su File > Chiudi salvando corrente per salvare lo stato della casella della griglia. Salva i file in formato gpf.
    2. Fare clic su Esegui > Esegui Autogrid4 > Nome file parametro > Sfoglia, selezionare il file gpf, quindi fare clic sul pulsante Avvia .
  5. Utilizzare AutoDock 4 per eseguire l'aggancio molecolare.
    1. Fare clic su Docking > Macromolecule > Set Rigid Filename per selezionare il recettore. Fare clic su Docking > Ligando > Apri/Scegli per selezionare il ligando.
    2. Fare clic su Docking > Search Parameters per impostare gli algoritmi operativi e Docking > Docking Parameters per impostare i parametri di docking. Selezionare il file dpf, quindi fare clic sul pulsante Avvia. Salvare i file in formato dpf.
    3. Cliccare su Analizza > Docking > Apri, selezionare il file dlg, cliccare su Analizza > Macromolecola per aprire il recettore, cliccare su Analizza > Conformazioni > Gioco, Classificato per Energia per analizzare i risultati. Fare clic su Imposta riproduci > Scrivi complesso per salvare i risultati in formato pdbqt.
  6. Importare i file di ancoraggio nel software PyMOL per creare un'ulteriore visualizzazione.
    1. Selezionare il legante e fare clic su Azione > Trova > contatti polari > ad altri atomi nell'oggetto per visualizzare i legami idrogeno tra i ligandi e l'ambiente esterno. Fare clic su c per cambiare colore.
    2. Fare clic su Azione > Estrai oggetto. Fare clic su Mostra bastoncini > per visualizzare la struttura a bastoncino del recettore. Identificare i residui collegati ai leganti e mostrare la struttura del bastoncino.
    3. Fare clic su Nascondi bastoncini > per nascondere la struttura a bastoncino del recettore. Fare clic su Wizard > Measurement e fare clic su due atomi in sequenza. Fare clic su Etichetta > residuo per visualizzare l'etichetta dei residui. Regolare il colore di sfondo e la trasparenza, se necessario. Fare clic su File > Esporta immagine per salvare l'immagine.

Risultati

Geni correlati all'eczema dell'ano, geni bersaglio SDG e bersagli comuni
Un totale di 958 potenziali candidati geni sono stati sottoposti a screening in Genecards e 634 nei database OMIM, mentre i duplicati sono stati esclusi. Per ottenere una comprensione completa dei geni correlati all'eczema anale, i risultati di più database sono stati amalgamati, producendo un totale di 958 geni distinti. Di conseguenza, è stata meticolosamente formulata una rete di interazione proteina-proteina (PPI) specifica per l'eczema anale. L'SDG è composto da cinque medicine tradizionali cinesi, vale a dire indaco naturalis, cipresso dorato, gesso calcinato, calamina e Gallo cinese15,16. Il componente principale del gesso calcinato è il solfato di calcio anidro (CaSO4 ), mentre il componente principale della calamina è il carbonato di zinco (ZnCO3 ). L'indaco naturalis, il cipresso dorato e la galla cinese hanno ingredienti complessi. Dal database TCMSP, i farmaci contengono 92 componenti composti, ottenendo un totale di 867 bersagli farmacologici affidabili (Tabella 1).

Attraverso la sovrapposizione di entrambi i set di dati di geni bersaglio, sono stati individuati un totale di 149 geni bersaglio frequentemente co-occorrenti (Figura 2A), seguiti dalla costruzione di una rete di interazione proteina-proteina bersaglio essenziale (PPI) (Figura 2B). Attraverso un metodo di screening basato sulla mediana per grado, vicinanza e intertrazione, sono stati selezionati 59 bersagli chiave come potenziali bersagli farmacologici per l'eczema anale. I punteggi mediani di grado, vicinanza e betweenness per gli obiettivi chiave erano rispettivamente 49, 40,31947 e 0,522. I primi 10 geni con un punteggio di grado elevato includevano AKT1, TNF, TP53, EGFR, STAT3, SRC, JUN, CASP3, HRAS e PTGS2 (Tabella 2). Questi geni sono molto rilevanti per l'eczema anale.

Percorsi e reti che coinvolgono obiettivi comuni
I metodi di arricchimento KEGG e GO sono stati utilizzati per analizzare 59 bersagli chiave, rivelando 218 percorsi associati e oltre 3000 processi biologici associati. L'analisi ha scoperto percorsi fortemente correlati con SDG e proteine dell'eczema anale, tra cui l'infezione da virus Cherry simplex 1, la shigellosi, la via di segnalazione del TNF, la resistenza all'inibitore della tirosin-chinasi EGFR, l'infezione da citomegalovirus umano e la via di segnalazione del recettore delle cellule T (Figura 3A). Questi percorsi si riferiscono principalmente a geni come AKT1, TNF, TP53, STAT3, SRC, EGFR e CASP3. La Figura 3B fornisce una rappresentazione dettagliata dei geni e dei percorsi bersaglio. L'analisi OB è stata eseguita sui processi biologici (BP), sulla composizione cellulare (CC) e sulla funzione molecolare (MF) (Figura 4A). I risultati suggeriscono che questo studio si concentra principalmente su obiettivi comuni per SDG ed eczema anale nei processi biologici, con alcuni rilevanti per CC e MF. Le funzioni biologiche che sono risultate particolarmente rilevanti includono la fosforilazione peptidil-tirosina, la modificazione peptidil-tirosina, la regolazione dell'adesione cellula-cellula, la regolazione positiva dell'adesione cellulare, l'attivazione delle cellule T, la regolazione dell'adesione cellula-cellula leucocitaria (Figura 4B-D).

Prevedere il legame dei componenti attivi SDG ai bersagli dell'eczema dell'ano
Sulla base dei valori mediani di grado, vicinanza e betweenness, sono stati sottoposti a screening 59 target chiave, tra cui AKT1, TNF, TP53, EGFR, STAT3, SRC, JUN, CASP3, HRAS e PTGS2. Un'ulteriore analisi del database GEO ha rivelato una sovraregolazione di PPARG, EGFR e TNF, mentre PTPRC, MMP9, MAPK14 e CASP3 sono stati sottoregolati nel gruppo sperimentale (dermatite atopica) (Figura 5). Attraverso l'analisi dell'arricchimento della via genica comune, è stato determinato che questi geni partecipavano prevalentemente alla cascata di segnalazione del TNF e alla via di segnalazione MAPK. Nella via di segnalazione del TNF, l'espressione del TNF è stata sovraregolata, mentre l'espressione di MMP9, MAPK14 e CASP3 è stata sottoregolata. Nella via di segnalazione MAPK, l'espressione di EGFR e TNF è stata sovraregolata, mentre MAPK14 e CASP3 sono state sottoregolate (Figura 6). Sulla base di questi risultati, TNF, MAPK14 e CASP3 sono stati considerati come potenziali bersagli nella terapia SDG.

Per convalidare i bersagli candidati nei componenti attivi dell'SDG, è stata utilizzata l'analisi di docking per testare l'accuratezza tra la struttura del componente attivo e le potenziali proteine bersaglio. Queste proteine bersaglio sono coinvolte in varie connessioni funzionali e sono i nodi alti della rete, suggerendo che svolgono un ruolo cruciale nella risposta SDG all'eczema anale. Il valore negativo dell'energia di legame dell'aggancio indica la capacità dell'SDG di agganciarsi ai bersagli della malattia in vivo, mentre un valore più negativo indica un aggancio più facile. In questa indagine, è stato raggiunto il successo del docking molecolare dei componenti attivi del core con il target chiave e l'energia di legame del docking è risultata negativa, con valori inferiori a -1 kcal/mol. L'indaco e la berberrubina hanno una buona attività di legame, con un'energia di legame inferiore a -5 kcal/mol (Tabella 3, Figura 7). Nel loro insieme, questi risultati forniscono un'ulteriore prova che queste proteine corrispondenti ai loci genici possono agire come bersagli SDG nell'eczema ano.

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Figura 1: Flusso di lavoro dell'analisi farmacologica di rete. GO, Ontologia Genetica; KEGG, Enciclopedia di Kyoto dei geni e dei genomi; TCMSP, Database e Piattaforma di Analisi dei Sistemi di Farmacologia della Medicina Tradizionale Cinese; GEO, Espressione Genica Omnibus. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 2: Diagramma di Venn e rete PPI dei bersagli comuni. (A) Diagramma di Venn dell'intersezione tra il bersaglio del farmaco e il bersaglio della malattia. (B) Rete PPI di destinazione comune per STRINGA. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 3: Analisi dell'arricchimento della via KEGG. (A) Analisi dell'arricchimento della via KEGG. I primi 10 percorsi KEGG sono classificati in base ai valori P in ordine crescente. (B) La connessione tra il percorso e il bersaglio: percorso (giallo), bersagli (rosso). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 4: Analisi dell'arricchimento della GO. (A) Risultati della GO di tre ontologie. (B) Grafico a bolle del processo biologico (BP). (C) Grafico a bolle dei componenti delle celle (CC). (D) Grafico a bolle della funzione molecolare (MF). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 5: Previsione del risultato dei potenziali obiettivi. (A) Mappa di calore dell'espressione genica hub nel database GEO, il gruppo A è il gruppo sperimentale (dermatite atopica) e il gruppo B è il gruppo di controllo (dermatite non atopica); (B) I nodi della rete PPI rappresentano le proteine, edge rappresentano le relazioni. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 6: La via di segnalazione. (A) Via di segnalazione MAPK. (B) Via di segnalazione del TNF. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

figure-results-7
Figura 7: Docking molecolare di geni e ingredienti principali. Il magenta rappresenta i componenti principali dell'SDG e il blu rappresenta i residui dei geni principali. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Medicine tradizionali cinesiPrincipi attivi
Indaco naturalis9alfa,13alfa-diidrossilisopropilidenilisatisina,A, bisindigotina, indicante, isatan B, isatisina,A, isoorientina, isoscoparina, isovitexina, (+)-isolariciresinolo, 10H-indolo,[3,2-b],chinolone, isoindaco, saponarina, indaco, triptinza, 6-(3-ossoindolina-2-ilidene)indolo [2,1-b] chinazolin-12-one
Indirubina, beta-sitosterolo, Lariciresinolo, Nonacosano, isovitexina, Dotriacontanolo
Cipresso doratoberberina, coptisina, dauricina (8CI), javanicina, (±)-lyoniresinol, kihadalattone A, acido obacunoico, obacunone, felvina, Phellavin_qt, fellodendrina, delta 7-stigmastenolo, feropterina, vanilloloside, coniferina, deidrotanshinone II A, delta7-deidrosoforammina, amurensina, Amurensin_qt, diidroniloticina, hispidol B, kihadalattone B, kihadanin A, niloticina, nomilina, rutaecarpina, scrematina, chelerythrine, stigmasterolo, worenina, campesteril ferulato, cavidina, candletoxin A, hericenone H, Hispidone, Siriga, beta-sitosterolo, Magnograndiolide, (2S,3S)-3,5,7-triidrossi-2-(4-idrossifenil)croman-4-one, Palmidina A, magnoflorina, Menisporfina, palmatina, Fumarina, Isocoripalmina, quercetina, Sitogluside, Friedelin
STOCK1N-14407, jatrorrizina, menisperina, phellamurin_qt, (S)-Canadina, columbamina, poriferiferi-5-en-3beta-olo, magnoflorina, berberrubina, fledodendrina, limonina, iperina, campesterolo, SMR000232320, cantina-6-one, 4-[(1R,3aS,4R,6aS)-4-(4-idrossi-3,5-dimetossifenil)-1,3,3a,4,6,6a-esaidrofuro[4,3-c]furan-1-il]-2,6-dimetossifenolo, diidroniloticina, melianone, flelocina, thalifendine, vanilloloside, Auraptene
Gesso calcinatosolfato di calcio anidro (CaSO4)
Calaminacarbonato di zinco (ZnCO3)
Gallo cinesedigallate

Tabella 1: Principi attivi negli SDG.

GeneGradoCentralità della betweennessVicinanza Centralità
AKT12041669.16920.765625
TNF (Filtro TNF)2021988.45430.761658
TP531901590.92880.73134327
EGFR174686.30630.7033493
STAT3168673.037230.6869159
SRC162568.15740.69014084
GIU162435.337370.6805556
CASP3156483.452760.67431194
HRAS148515.288150.65625
PTGS2134761.340940.6447368

Tabella 2: Caratteristiche dei primi 10 geni hub.

Destinazione (ID PDB)Affinità (kcal/mol)
IndacoBerberrubinaDigallate
TNF (1A8M)-5.96-5.19-2.22
MAPK14 (1A9U)-5.51-5.41-1.93
CASP3 (1CP3)-5.77-4.98-1.06

Tabella 3: L'energia di legame molecolare degli ingredienti e dei geni core.

Discussione

La dermatite atopica è una forma specifica di eczema che condivide i meccanismi sottostanti con l'eczema. I geni hub che si ritiene siano correlati a questa condizione sono TNF, MAPK14 e CASP3. Gli effetti terapeutici dell'SDG sull'eczema anale sono principalmente attribuiti alla sua azione sulle vie di segnalazione TNF e MAPK attraverso questi tre geni hub17.

L'SDG comprende cinque farmaci distinti: indaco naturalis, cipresso dorato, gesso calcinato, calamina e galla cinese. Nella medicina tradizionale cinese, il gesso calcinato e la calamina possono svolgere un ruolo nel promuovere la guarigione delle ferite e l'umidità essiccata, mentre l'indaco naturalis, il cipresso dorato e il fiele cinese possono eliminare il calore, disintossicare e asciugare l'umidità. La combinazione di queste erbe può ottenere l'effetto di drenare l'umidità, promuovere la guarigione delle ferite, eliminare il calore e dissipare il vento18.

Studi precedenti hanno indicato che i componenti principali dell'SDG hanno proprietà antinfiammatorie. È stato dimostrato che l'indaco naturalis (IN) è in grado di trattare la colite, la psoriasi e la leucemia promielocitica acuta 19,20,21. La funzione di IN può essere correlata alla sua inibizione della trasduzione del segnale TLR4/MyD88/NF-kB, che riduce l'infiammazione e promuove la guarigione della mucosa intestinale nei pazienti con colite ulcerosa (CU). Può anche regolare la flora intestinale, come dimostrato nel modellomurino UC indotto da DSS 22,23. Recenti ricerche evidenziano che la CU è spesso associata a uno squilibrio nel microbioma intestinale. L'IN può riequilibrare efficacemente l'ecologia intestinale e proteggere il sistema gastrointestinale, a seconda della flora intestinale24. Spostando le citochine proinfiammatorie in citochine antinfiammatorie, il cipresso dorato riduce la proliferazione dei linfociti T e delle secrezioni di citochine delle cellule T indotte da DC e IL-12p70, promuovendo l'interazione tra DC e Treg25. La saponarina e il campesterolo agiscono come agenti antinfiammatori naturali con effetti antiallergici 26,27,28. La triptitrina svolge un'azione antimicrobica29. Melianonen mostra sostanziali effetti inibitori sia sui funghi che sulla flora microbica che possono contribuire al trattamento dell'eczema anale30,31.

Gli studi hanno scoperto che la gravità delle malattie della pelle come l'acne, la dermatite irritante da contatto e la dermatite allergica da contatto sono correlate alla flora microbica nell'intestino. Confrontando la distribuzione della microflora dell'eczema acuto e cronico dell'ano, i risultati hanno mostrato che la microflora dello stafilococco dei pazienti con eczema acuto dell'ano era più abbondante nel gruppocronico 32. I neonati con eczema atopico e diversità del microbioma intestinale inferiore dimostrano una correlazione tra l'abbondanza microbica e le malattie della pelle33. Sulla base degli effetti di vari componenti dell'SDG sulla flora intestinale, non si può escludere la possibilità che l'SDG possa migliorare l'eczema dell'ano regolando la microflora. Inoltre, il melianone contenuto in SDG può anche agire sui funghi per prevenire l'eczema ano.

La ricerca sui meccanismi è riconosciuta come l'aspetto più intricato dell'indagine sulle prescrizioni a base di erbe. La farmacologia di rete attualmente permea diversi aspetti del campo farmaceutico, segnando un cambio di paradigma dalla biomedicina convenzionale a quella contemporanea e ridefinendo lo sviluppo della medicina tradizionale cinese (MTC) 34,35,36. Utilizza bersagli di rete come base, costruendo un diagramma di rete che collega MTC, principi attivi, bersagli e disturbi per anticipare i bersagli terapeutici rilevanti. La farmacologia di rete chiarisce in modo completo le interazioni tra farmaci e bersagli di malattie ed esamina sistematicamente i meccanismi di rete associativi, prevedendo così le vie metaboliche fondamentali. Il suo utilizzo è stato strategicamente implementato per indagare i meccanismi d'azione di vari erbari. Inoltre, stabilendo una rete PPI bersaglio per i farmaci per le malattie, insieme alla costruzione di percorsi arricchiti con KEGG e GO, la farmacologia di rete ha facilitato la previsione del complesso meccanismo attraverso il quale le erbe cinesi influenzano le malattie e indagano sulla patogenesi delle afflizioni 37,38,39. Questa ricerca ha combinato la farmacologia di rete con i set di dati GEO per discernere i meccanismi topici dei farmaci.

L'analisi farmacologica di rete si limita a prevedere i componenti e i bersagli dei farmaci, verificando meccanismi precisi che richiedono la sperimentazione animale o le sperimentazioni cliniche. Questo studio ha utilizzato solo la verifica della simulazione di docking molecolare senza condurre esperimenti su animali o clinici per verificare. Il quadro farmacologico di rete proposto per la medicina tradizionale cinese combina gli obiettivi previsti delle singole erbe, anche se con una precisione inferiore. L'incorporazione di set di dati GEO migliora sostanzialmente questa precisione.

In questo studio, il metodo di generazione dei dati puri è stato utilizzato per massimizzare l'utilizzo dei dati combinando più database. Soprattutto per alcune malattie per le quali è difficile costruire modelli animali, i dati online vengono utilizzati principalmente per prevedere e verificare malattie e bersagli farmacologici in modo da orientare la direzione della ricerca e gettare una buona base per la successiva verifica sperimentale.

Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
AutoDockToolsAutoDockhttps://autodocksuite.scripps.edu/adt/
Cytoscape 3.9.1 Cytoscapehttps://cytoscape.org/
database GeneCards GeneCardshttps://www.genecards.org
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