본 연구는 만성 억제 스트레스 유발 우울증의 쥐 모델에서 Qiangzhifan의 항우울 효능을 평가하고 네트워크 약리학 및 분자 도킹 분석을 통해 HIF-1 및 JAK-STAT 경로에 대한 조절 효과를 규명했습니다.
방법 논문
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본 연구는 만성 억제 스트레스 유발 우울증의 쥐 모델에서 Qiangzhifan의 항우울 효능을 평가하고 네트워크 약리학 및 분자 도킹 분석을 통해 HIF-1 및 JAK-STAT 경로에 대한 조절 효과를 규명했습니다.
우울증은 심각한 치료가 어려운 복잡한 정신 질환입니다. 중국 전통 의학에서 사용되는 화합물인 치앙지팡(QZF)은 우울증 치료에 잠재적인 임상 효능을 보여줍니다. 그러나 QZF의 작용 메커니즘과 활성 성분은 완전히 규명되지 않았습니다. 이 연구의 주요 목적은 네트워크 약리학 예측과 실험적 검증을 통합하여 우울증 완화를 위한 QZF의 효과적인 활성 성분과 잠재적인 분자 메커니즘을 밝히는 것이었습니다.
만성 억제 스트레스(chronic restraint stress, CRS) 랫트 모델을 채택하고 개방장 검사(open field test, OFT), 자당 선호 검사(sucrose preference test, SPT), 강제 수영 검사(forced swimming test, FST)와 같은 행동 검사를 실시하여 우울증에 대한 QZF의 치료 효과를 평가했다. 행동 매개변수와 관련하여, QZF 그룹은 모델 그룹에 비해 유의하게 높은 체질량, 자당 선호 비율 및 중앙 영역 체류 시간을 보였으며(P < 0.01, P < 0.01, P < 0.01), 강제 수영 테스트에서 고정 시간이 유의하게 감소(P < 0.001). 네트워크 약리학 및 분자 도킹 연구는 QZF가 염증, 신경 보호 및 세포사멸과 관련된 AKT1, IL-6, MTOR 및 TP53을 포함한 주요 표적 유전자와 함께 HIF-1 및 JAK-STAT 경로를 조절함으로써 항우울 효과를 가질 수 있음을 시사합니다. 결론적으로, 본 연구는 우울증의 종합적인 치료를 위한 한약 화합물의 현대화 및 개발에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.
전 세계적으로 만연한 건강 문제인 우울증은 지속적인 우울한 기분, 흥미와 즐거움 감소, 인지 및 신경학적 장애를 특징으로 합니다1. 세계보건기구(WHO)의 보고에 따르면 우울증은 전 세계적으로 약 3억 8천만 명에게 영향을 미치며 이 수치는 증가할 것으로 예상됩니다2. 우울증은 복합적이고 복합적인 정신 장애로서 환자의 삶의 질에 영향을 미치고 높은 발병률, 재발률,장애율 3을 특징으로 하는 사회에 상당한 경제적, 의학적 부담을 안겨줍니다.
우울증의 원인은 복잡하며, 정확한 메커니즘은 아직 완전히 이해되지 않았다. 이 분야의 연구가 진행됨에 따라 신경 염증, 산화 스트레스 및 세포사멸과 같은 요인이 상당한 관심을 받고 있습니다. 연구에 따르면 우울증 환자는 건강한 사람에 비해 TNF 및 인터루킨-1β와 같은 전염증성 사이토카인 수치가 높으며, 염증성 질환이 있는 환자에서 우울증 유병률이 더 높은 것으로 관찰된다4. 산화 스트레스에서는 유해한 자극에 대한 반응으로 활성산소종(ROS)이 과도하게 생성되어 신체의 항산화 방어를 압도하고 산화 시스템과 항산화 시스템 간의 불균형을 초래하여 조직 손상을 유발합니다. 우울증 시 산화 스트레스가 높아지면 지질 과산화가 촉진되고 세포 유전자 및 단백질의 손상이 악화되어 신경 기능에 영향을 미치고 신경 세포 변성, 세포사멸 및 가소성 손상에 기여할 수 있다5. 또한, 우울증 환자의 임상 양상, 생화학적 마커 및 뇌 구조에서 관찰된 변화는 세포사멸과 관련이 있습니다. 영상 연구에 따르면 우울증 환자에서 해마 부피 감소와 위축이 있으며, 신경 세포 사멸(neuronal apoptosis)이 이러한 변화에 중추적인 역할을 할 수 있습니다6.
현재 약물 치료는 우울증을 관리하기 위한 주요 접근법이며, 선택적 세로토닌 재흡수 억제제(SSRI)와 노르에피네프린 재흡수 억제제(NRI)가 임상 실습에서 자주 사용되고 있다7. 그러나 이러한 약물은 심각한 부작용을 동반합니다. 두통과 불면증과 같은 중추신경계 증상 외에도 대부분의 항우울제는 메스꺼움과 설사를 포함한 위장 부작용을 흔히 나타낸다 8,9. 일부 항우울제는 성기능 장애를 유발할 수도 있으며10, 이는 치료 결과에 심각한 영향을 미치고 우울증 환자의 복약 순응도를 감소시킨다11. 더욱이 일부 환자에게는 이러한 약물의 효능이 제한적입니다. 최근의 대사체학 연구에 따르면 장내 미생물총(microbiota)의 개인차가 약물 효능에 영향을 미칠 수 있다고 한다12. 따라서 더 안전하고 효과적인 치료법의 개발은 우울증 연구에서 중요한 초점으로 남아 있습니다.
전통 한의학(Traditional Chinese medicine, TCM) 제제는 여러 성분, 표적 및 경로를 포함하는 시너지 효과로 인해 우울증 치료에 상당한 잠재력을 입증했습니다13. TCM은 활발한 양의 기(楊)가 신체의 활력을 유지하는 데 필수적이라고 주장합니다. 따라서 Yuanqing Ding 교수는 한의학의 진단 및 치료의 고유한 원칙과 광범위한 임상 경험을 활용하여 "yang yu shen tui"가 우울증의 근본적인 발병 기전이라고 제안했습니다. 이 개념을 바탕으로 그는 이 발병기전을 구체적으로 다루기 위해 Qiangzhifang (QZF)을 개발했습니다14. 우울증 치료에 QZF를 임상적으로 적용한 결과, 총 71.43%15의 효과율로 상당한 효능이 입증되었습니다. QZF는 Ramulus cinnamomi (gui zhi, GZ), Polygala tenuifolia (yuan zhi, YZ), Alpinia oxyphylla miq (yi zhi ren, YZR), Paeonia lactiflora (bai shao, BS), Fritillariae cirrhosae bulbus (chuan bei mu, CBM), Panax ginseng (ren shen, RS), Rhodiola rosea L (hong jing tian, HJT) 및 감초 (gan cao, GC) (보충 파일 1). 연구에 따르면 Polygala tenuifolia 는 사포닌이 풍부하고 신경 보호 효과를 나타냅니다16. 이와 유사하게, Ramulus Cinnamomi-Paeonia lactiflora 허브 쌍은 통증과 우울증을 완화하는 데 잠재적인 효능을 입증했다17. 또한, 인삼의 총 사포닌은 해마의 전염증성 사이토카인 수치를 감소시키고, 우울 행동을 개선하며, 쥐의 해마 신경 손상을 약화시킬 수 있다18. 감초는 주로 트리테르페노이드와 플라보노이드를 함유하고 있습니다. 감초의 총 플라보노이드(LF)는 우울 행동을 개선하고, BDNF/TrkB 신호 경로를 조절하며, 시냅스 가소성을 향상시킴으로써 항우울 역할을 할 수 있습니다19. 그러나 QZF의 항우울 효과의 기저에 있는 특정 메커니즘은 불분명하여 광범위한 적용이 제한됩니다.
따라서 본 연구는 CRS 우울증 쥐 모델을 확립하고, 행동 실험을 통해 쥐의 우울증에 대한 QZF의 치료 효과를 입증하고, 네트워크 약리학 및 분자 도킹 기술을 사용하여 QZF의 항우울 기전을 체계적으로 평가하는 것을 목표로 한다20. QZF의 활성 구성 요소와 잠재적 대상을 명확히 함으로써 우울증의 핵심 대상을 정확하게 찾을 수 있습니다. 우리는 QZF의 작용 기전을 깊이 탐구함으로써 우울증 환자에게 더 안전하고 효과적인 치료 옵션을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 우울증 치료에 TCM을 적용할 수 있는 과학적 근거를 제공할 수 있다고 믿습니다.
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모든 실험 프로토콜은 산둥 중국 전통 의학 대학의 동물 실험 윤리 위원회(승인 번호: YYLW2023000327)의 승인을 받았으며 미국 국립보건원(National Institutes of Health)에서 발행한 실험실 동물의 관리 및 사용 가이드를 준수했습니다. 이 실험에서는 평균 체중이 (140 ± 10) g인 SPF 등급의 건강한 수컷 Wistar 쥐 40마리를 사용했습니다(그림 1). 이 프로토콜에 사용되는 모든 재료, 장비 및 소프트웨어 목록은 재료 표를 참조하십시오.
1. 쥐 우울증 모델
2. 약물 개입
3. 자당 선호도 테스트(SPT)
× 100%4. 체중 측정
5. 오픈 필드 테스트(OFT)
6. 강제 수영 시험(FST)
참고: 쥐 강제 수영 실험은 사전 실험과 공식 실험으로 구성됩니다. 공식 실험 24시간 전에 동일한 절차에 따라 쥐를 15분 동안 수영하면서 사전 실험을 수행합니다.
7. 네트워크 약리학적 예측
8. 분자 도킹 검증
9. 통계 분석
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CRS에 의한 쥐 우울증 모델의 행동 테스트 결과
자당 선호도 테스트 결과
기준선에서는 그룹 간의 자당 선호 계수에 차이가 없었습니다(P > 0.05). 28일간의 개입 후 CRS 그룹의 자당 선호 계수는 CON 그룹(P < 0.05)보다 유의하게 낮았으며, F 및 QZF 그룹은 CRS 그룹(둘 다 P < 0.01)에 비해 유의하게 높은 계수를 보였습니다. 그 결과, 스트레스를 받은 쥐는 전형적인 쾌락증 증상을 보였으며, 이는 F 및 QZF 치료로 완화되었습니다(그림 2A).
체중 결과
CRS 유도 전에는 그룹 간에 유의한 차이가 관찰되지 않았습니다(P > 0.05). 4주간의 스트레스 후 ...
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CRS는 우울증의 동물 모델을 확립하는 데 널리 사용되는 방법입니다. 이 모델은 인간의 삶에서 발생하는 만성적인 심리적 스트레스를 모방하고 쥐에서 우울증과 유사한 행동을 유도합니다35. 이 연구에서 쥐 구속 튜브는 투명 플라스틱으로 제작되어 동물의 안전을 보장하는 동시에 실험 중에 명확한 관찰이 가능했습니다. 길이가 약 18cm, 직경이 6cm인 투명 튜브는 각각 직경이 1cm인 여러 개의 환기구가 있으며 쥐에게 충분한 공기 흐름을 제공하기 위해 측면과 뚜껑을 따라 균일하게 분포되어 있습니다. 스트레스를 받은 쥐는 우울증의 특징인 행동 변화와 함께 무기력증과 눈이 흐릿한 것과 같은 우울 증상을 보였다. 구체적으로, 이러한 변화에는 OFT의 운동 활동 감소, FST의 부동성 시간 연장, SPT의 자당 소비 감소가 포함되었습니다. 이러한 행동 징후는 임상적 우울증 환자에서 관찰되는 서동증, 무쾌감증 및 흥미 상실과 매우 유사합니다...
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저자는 선언할 이해 상충이 없습니다.
이 연구는 중국 국립자연과학재단(82374311), 국가전통중의약관리국 고급 한의학(TCM) 기초 이론 핵심 분야 건설 프로젝트(zyyzdxk-2023118), 국가 전통 중의학 전문가 스튜디오 건설 프로젝트(National Chinese Medicine Education Letter No.75) 및 산둥성 자연과학재단(ZR2022LZY016)의 지원을 받았다. QZF 과립은 산동 전통 중국 의학 대학 부속 병원 의약품 부서에서 제조했습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 동물 행동 분석 시스템 | 상하이 Xinsoft 정보 기술 Co., LTD | XR-슈퍼메이즈 | |
| 자동 도킹 도구 | 스크립스 연구소 | ||
| 사이토스케이프 소프트웨어 | 사이토스케이프 컨소시엄 | 버전 3.7.2 | |
| 전기 납땜 인두 구멍 펀처 | 난징 Naiwei 기술 Co., Ltd. | ||
| 플루옥세틴 | 릴리 쑤저우 제약 유한 회사 | ||
| 개방 현장 실험 시스템 | 상하이 Xinsoft 정보 기술 Co., LTD | XR-XZ301 시리즈 | |
| 파이몰 | 슈&옴; 딩거 | ||
| Qiangzhifang | 산동 중의대학 부속병원, 지난, 중국 | ||
| 투명 플라스틱 튜브 | Nantong Baiyang 플라스틱 제품 Co., Ltd. |
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