폐 선암종에 대한 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii 작용 메커니즘의 네트워크 약리학 예측 및 실험적 검증

요약

이 연구는 네트워크 약리학 및 실험적 검증을 기반으로 폐 선암종 치료에 대한 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii 의 메커니즘을 보여줍니다. 이 연구는 또한 PI3K/AKT 신호 전달 경로가 폐 선암 치료에서 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii 의 작용에 중요한 역할을 한다는 것을 보여줍니다.

초록

우리는 네트워크 약리학 및 실험적 검증을 기반으로 폐 선암종(LUAD) 치료에서 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii의 메커니즘을 연구하는 것을 목표로 했습니다. Trichosanthis 및 Fritillaria thunbergii의 유효 성분 및 잠재적 표적은 중국 전통 의학의 고처리량 실험 및 참조 유도(HERB) 데이터베이스와 유사성 앙상블 접근법(SEA) 데이터베이스에 의해 수집되었으며, LUAD 관련 표적은 GeneCards 및 Online Mendelian Inheritance in Man(OMIM) 데이터베이스. 약물-성분-질병-표적 네트워크는 Cytoscape 소프트웨어에 의해 구축되었습니다. 단백질-단백질 상호작용(PPI) 네트워크, 유전자 온톨로지(GO) 기능, 교토 유전자 및 게놈 백과사전(KEGG) 경로 농축 분석을 수행하여 핵심 표적과 주요 경로를 얻었습니다. Trichosanthes-Fritillaria thunbergii 및 A549 세포의 수성 추출물을 후속 실험 검증에 사용했습니다. HERB 데이터베이스와 문헌 검색을 통해 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii의 31개의 효과적인 화합물과 157개의 잠재적 표적 유전자를 스크리닝했으며, 그 중 144개는 폐 선암 치료에서 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii의 조절 표적이었습니다. GO 기능적 농축 분석은 폐 선암에 대한 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii의 작용 메커니즘이 주로 단백질 인산화임을 보여주었습니다. KEGG 경로 농축 분석은 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii에 의한 폐 선암종의 치료가 주로 PI3K/AKT 신호 전달 경로를 포함한다는 것을 시사했습니다. 실험적 검증은 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii의 수성 추출물이 A549 세포의 증식과 AKT의 인산화를 억제할 수 있음을 보여주었습니다. 네트워크 약리학 및 실험적 검증을 통해 PI3K/AKT 신호 전달 경로가 폐 선암 치료에서 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii의 작용에 중요한 역할을 한다는 것이 확인되었습니다.

서론

폐암은 편평세포암, 선암, 대세포암 및 소세포암을 포함하는 폐 기관지 점막에서 유래하는 악성 종양을 말한다¹. 폐 선암종(Lung adenocarcinoma, LUAD)은 가장 흔한 유형의 폐암으로, 전체 폐암 사례의 약 40%를 차지한다². 대부분의 환자는 진행된 단계에서 진단을 받거나 원격 전이가 있어 수술의 기회를 잃는다³. 현재 임상 치료에서 동시 화학방사선 요법은 LUAD를 치료하는 가장 일반적인 전략이지만, 심각한 부작용으로 인해 적용이 제한된다⁴.

중국 전통 의학(TCM)은 LUAD 환자의 임상 증상을 효과적으로 완화하고 방사선 요법 및 화학 요법으로 인한 부작용을 줄일 수 있으므로 연구 핫스팟이 되었습니다 ^5,6,7. 중국 전통 의학에서 폐암은 "폐 축적"과 "폐 암석"의 범주에 속합니다. 기의 결핍과 가래, 정체 및 독의 상호 작용은 폐암의 발병에 중요합니다. 따라서 Qi를 강화하고 가래와 혈....

프로토콜

모든 네트워크 약리학 절차는 네트워크 약리학 평가 방법¹⁸에 대한 가이드라인에 따라 수행되었다. 모든 실험 절차는 베이징 중의과 대학의 실험실 관리 규정에 따라 수행되었습니다.

1. 네트워크 약리학적 예측

1. 활성 구성 요소 선택
   1. HERB 데이터베이스(http://herb.ac.cn)¹⁹를 열고 "Gualou"( Trichosanthes kirilowii Maxim의 중국 이름)와 "Zhebeimu"(Bulbus Fritillariae thunbergii의 중국 이름)를 키워드로 사용하여 두 약물의 구성 요소를 얻습니다. 두 약물의 관련 구성 요소에 대한 목록과 표준 SMILES 구조를 다운로드하십시오.
   2. 가져온 구성 요소가 활성 구성 요소인지 여부를 확인합니다.
      1. HERB 그룹 데이터베이스에 경구 생체이용률(OB) 및 약물 유사(DL) 값이 있는 성분(즉, OB ≥ 30% 및 DL ≥ 0.18인 성분)을 활성 성분으로 포함합니다^.20,21

결과

총 31 개의 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii 관련 활성 성분이 확인되었으며, 여기에는 21 개의 Trichosanthes 및 10 개의 Fritillaria thunbergia 성분과 144 개의 해당 표적이 포함됩니다. 전체적으로, 9,049 및 67 LUAD-관련 유전자는 각각 GeneCards 데이터베이스와 OMIM 데이터베이스에서 추출되었다. 중복된 유전자를 삭제한 후 LUAD와 관련된 9,057개의 유전자를 동정하였다. 잠재적인 치료 표적을 얻기 위해 LUAD 관련 유전자와 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii 활성 성분 관련 표적의 교역을 수행했습니다. LUAD에 대한 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii의 약물 성분 질병 표적 상호 작용 네트워크는 그림 1A에 나와 있습니다. 상호작용 네트워크.......

토론

일반적으로 완전한 네트워크 약리학 연구에는 데이터베이스에서 활성 성분 식별, 활성 성분 및 질병에 해당하는 표적 획득, 약물 성분 질병 표적 네트워크 구축, 핵심 표적 및 경로 예측이 포함됩니다. 활성 성분과 핵심 단백질 간의 연관성(분자 도킹)은 컴퓨터 기술에 의해 예비적으로 예측되며 최종 검증은 실험을 사용하여 수행됩니다.

관련 데이터베이스의 선택은 연구의 질을 결정하기 때문에 네트워크 약리학에서 가장 중요한 부분입니다. HERB 데이터베이스는 Syμmap, TCMID, TCMSP 및 TCM-ID와 같은 여러 TCM 데이터베이스의 정보를 통합하며 현재 가장 포괄적인 TCM 및 성분 데이터베이스입니다. 따라서, 본 연구에서는 활성 성분¹⁹의 스크리닝을 위해 HERB 데이터베이스를 사용하였다.

이 연구에서는 관련 데이터베이스를 통해 LUAD를 치료하는 Trichosanthes-Fr.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
0.25% 트립신-EDTA	Gibco	R001100
A549  세포주	Procell	CL-0016
AKT 항체	CST	4691S
BCA 단백질 분석 키트	Solarbio	PC0020
화학발광 검출 시스템	상하이 친샹 과학 기기 공장	ChemiScope 6100
Dulbecco의 변형 독수리 배지(DMEM)	Solarbio	11995
향상된 화학발광(ECL) 키트	ABclonal	RM00021
소 태아 혈청	ScienCell	0025
HRP 염소 안티 토끼 IgG (H + L)	ABclonal	AS014
MTS 분석 키트	Promega	G3580
p-AKT 항체	CST	6040S
페니실린 스트렙토 마이신	Gibco	C14-15070-063
페닐메탄설포닐 플루오라이드(PMSF)	Solarbio	P0100
포스파타제 억제제	Beyotime	P1081
인산염 완충 식염수(PBS)	Solarbio	P1020
폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF) 멤브레인	Millipore	ISEQ00010
RIPA 용해 용액	Solarbio	R0010
회전 증발기	Shanghai Yarong Biochemical Instrument Factory	RE52CS-1
진공 동결 건조 메커니즘	Ningbo Scientz Biotechnology	SCIENTZ-10
β-Actin 항체	ABclonal	AC026