ネットワーク薬理学的アプローチを用いる本研究では、エルミャオパウダーが炎症因子および関連するシグナル伝達経路を抑制することで前立腺炎に対する治療効果を発揮することが明らかになりました。その後の in vitro 実験では、LPS誘導モデルの前立腺上皮細胞において、その水性抽出物が主要な炎症性サイトカインの発現を有意に抑制することがさらに示されました。
方法論記事
ネットワーク薬理学的アプローチを用いる本研究では、エルミャオパウダーが炎症因子および関連するシグナル伝達経路を抑制することで前立腺炎に対する治療効果を発揮することが明らかになりました。その後の in vitro 実験では、LPS誘導モデルの前立腺上皮細胞において、その水性抽出物が主要な炎症性サイトカインの発現を有意に抑制することがさらに示されました。
本プロトコルは、前立腺炎治療におけるエルミオパウダー(EMP)の作用機序を調査するため、ネットワーク薬理学と実験的検証を組み合わせたアプローチを提示します。ワークフローは段階的に設計されています:(i) アクティブ化合物およびターゲットのデータベース駆動スクリーニング、(ii) 相互作用ネットワークの構築と解析、(iii) in vitro 実験検証。まず、EMPの有効成分およびそれに対応する標的をTCMSPデータベースから取得し、前立腺炎関連標的はGeneCardsデータベースから取得しました。EMPターゲットと疾患ターゲットの交差点を用いて主要な治療ターゲットを特定しました。次に、Cytoscapeを用いて「薬剤・有効成分・標的・疾患」ネットワークを構築しました。主要標的に対してタンパク質–タンパク質相互作用(PPI)解析および京都遺伝子・ゲノム百科事典(KEGG)経路濃縮が行われ、IL6やTNFなどの炎症因子がコアターゲットとして機能し、PI3K/AKTやMAPKなどの経路が有意に濃縮されていることが明らかになりました。最後に、LPS誘導炎症モデルを用いた前立腺上皮細胞のin vitro 検証が行われました。EMP治療はLPS治療群と比較して炎症促進因子IL-6およびTNF-αの放出を有意に減少させ(p < 0.05)、EMPの抗炎症効果を確認しました。この統合的アプローチは、他の多成分治療システムの調査に適応可能な再現可能な枠組みを提供します。結論として、本研究はEMPが多成分・多標的・多経路機構を通じて抗前立腺炎効果を発揮し、炎症反応の抑制と密接に関連していることを事前に明らかにし、臨床応用の科学的基盤を提供します。
前立腺炎、特に慢性非細菌性前立腺炎は、複雑な病因と効果的な治療法の欠如を特徴とする一般的な泌尿器疾患であり、患者の生活の質に大きな負担をかけています1,2,3。現在の前立腺炎の臨床管理では、抗生物質、α受容体遮断薬、非ステロイド性抗炎症薬を含む統合的アプローチが用いられています。主な課題は、病因特異的治療法の欠如と、心理的要因と身体的症状の複雑な相互作用であり、これらが総じて不満足な治療結果や頻繁な再発に寄与していることです。近年では、鍼灸や漢方療法などの統合医療アプローチが前立腺炎の管理に広く応用され、有望な効果が示されています。これらの治療法の安全性と有効性は、高品質な研究証拠8,9,10,11,12によって裏付けられています。
この文脈で、抗炎症作用と解毒効果で知られる二苗粉(EMP)などの伝統中国医学(TCM)製剤は、有望な代替治療法を提供します。しかし、EMPが前立腺炎に対して有効である正確な薬理学的メカニズムは、その多成分性のため、依然として完全には解明されていません。ネットワーク薬理学の登場は、TCM処方に特徴的な複雑な「多成分・多標的・多経路」作用機序を解読するための強力なツールを提供します16,17。私たちの戦略は、EMPの能動成分とその潜在的なターゲットを特定し、その後ネットワーク分析を行い、主要なターゲットや経路を特定することでした。その後、抗炎症効果と核心メカニズムを生物学的に検証する実験が行われ、EMPの応用の科学的基盤を確立することを目指しました。本研究は、多成分療法のメカニズム的解釈を強化するネットワーク薬理学と実験的検証フレームワークを導入します
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この研究は人間の参加者や臨床サンプルを含まなかったため、倫理的承認は必要ありませんでした。細胞株を対象としたすべての手技は、機関のバイオセーフティガイドラインおよび規制に従って実施されました。本研究で使用された前立腺上皮細胞株は、認定された商業供給者から入手しました。
注:本研究で使用されるすべての試薬、計測装置、ソフトウェアは 材料表に記載されています。この研究のフローチャートは 図1に示されています。
1. 有効成分のスクリーニング
2. 有効成分に対応するターゲットを得る
3. 病気標的の取得
4. 薬剤-有効成分-標的-疾患規制ネットワーク構築の準備
5. Cytoscapeによる「薬剤・有効成分・標的・疾患」規制ネットワークの可視化
6. PPIネットワーク解析と可視化
7. KEGG経路濃縮解析
8. 医薬品製剤
注:EMPの製剤は、Phellodendri Chinensis Cortex(黄波)15gとAtractylodis Rhizoma(蒼珠)15gで構成されています。水抽出法とアルコール沈殿法が、その後の細胞実験のために抽出物を得るために用いられました。
9. 細胞の解凍と培養
注:購入した細胞はドライアイスで検査室に届けられました。実験開始前に、ケラチノサイト血清フリー培地(K-SFM)は、ヒト組換え表皮成長因子(rEGF)を最終濃度5 ng/mL、牛下垂体抽出物を最終濃度50 μg/mL、および1%ペニシリン・ストレプトマイシンを添加して事前に調製しました。
10. 細胞亜培養
注:サブカルチャーは細胞が80〜90%のコンフルエンスに達した時点で行われ、サブカルチャー比率は1:2から1:3でした。
11. MTSアッセイによる最大薬剤治療濃度の決定
注:各薬物濃度は5回の技術的再現で試験されました。
12. 細胞介入
13. 総RNAの単離
注:RNA分解を防ぐため、実験中は手袋とマスクを着用し、RNaseフリーのピペットチップと遠心分離チューブを使用しました。
14. RT-PCR
15. ELISAアッセイ
注意:使用前にELISAキットを保管庫から取り出し、室温で30分間平衡させてください。
16. 統計分析
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有効化合物の同定と標的予測
これらの結果は、統合ネットワーク薬理学と in vitro アプローチが前立腺炎におけるEMPの治療標的の同定と検証において有効であることを示しています。TCMSPデータベースの検索により、EMPの構成ハーブから46種類の生物活性成分が特定され、178の潜在的な標的に対応しました。Genecardsデータベースから13,960件の前立腺炎関連標的が取得されました。両セットに共通する162の標的が前立腺炎治療におけるEMPの標的として定義されました。その後、Cytoscapeを用いて化合物と標的の相互作用ネットワークを構築し、可視化しました(図2)。包括的な「薬剤・有効成分・標的・疾患」規制ネットワークに参加する有効成分は 表1に記載されています。
PPIネットワークおよびハ...
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このプロトコルはネットワーク薬理学と実験的検証を統合し、多成分治療メカニズムの研究のための体系的な枠組みを提供します。重要なステップには、定義された閾値(OB≥30%、DL≥0.18)を用いた有効化合物の正確なスクリーニング、信頼性の高いネットワーク構築、適切な実験検証モデルの選択が含まれます。バイオインフォマティクス解析における慎重なパラメータ選択と実験条件の厳格な管理は、再現性を確保するために不可欠です。
前立腺炎は、病因が不明瞭で、従来の治療に対する反応が悪く、持続症状における心理的要因の複雑さから、臨床的に管理が難しい泌尿器疾患です。EMPやその他の中医学実践は、前立腺炎の症状や炎症に対する有望な有効性から補完療法として注目を集めています。この発見は、ネットワーク薬理学および in vitro 実験の両方を通じて検証されているEMPの多標的抗炎症効果に関する新たな視点を明らかにしています。しかし、ネットワーク薬理学予測におけるデータベースバイアスの可能性や、in vitro
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著者らは本研究に利益相反はないと報告しています。
本研究は、中日友好病院ユースプロジェクト(番号2020-1-QN-8)、航空宇宙センター病院(No.YN202530)。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ヒトIL-6 ELISAキット | 4アビオ | CHE0009 | |
| ヒトTNF-&α;エリサ・キット | 4アビオ | CHE0019 | |
| K-SFM補足資料 | プロセル | CM-0200 | |
| リポ多糖 | ソーラービオ | L8880 | |
| MTS | プロメガ | G1111 | |
| 逆転記システム | プロメガ | A3500 | |
| RWPE-1 | プロセル | CL-0200 | リッド:CVCL_EQ24 |
| RWPE-1細胞完全培地 | プロセル | CM-0200 | |
| SYBR Green リアルタイムPCRマスターミックス | トヨボ | QPK-201 | |
| トリゾール試薬 | サーモフィッシャー・サイエンティフィック(インビトロジェン) | 15596026 | |
| トリプシン-EDTA | Gibco(サーモフィッシャー) | 25200072 |
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