Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Onderzoeksartikel

Moleculaire mechanismen van Dachengqi-aftrek bij acuut respiratoire distresssyndroom: een netwerk farmacologie en bio-informatica analyse

228 weergaven

⸱

DOI:

10.3791/69651

⸱

27 maart 2026

 , 
1Department of Emergency Medicine, The Fourth Affiliated Hospital of Soochow University

In dit artikel

Samenvatting

Deze studie verduidelijkt de moleculaire mechanismen van Dachengqi-aftrek (DCQD) tegen acuut respiratoire noodsyndroom (ARDS) met behulp van netwerkfarmacologie, bio-informatica en moleculaire docking. Belangrijke doelen en routes werden geïdentificeerd. Moleculaire koppeling valideerde robuuste ligand-doelinteracties en ondersteunde DCQD's multi-target therapeutisch potentieel voor ARDS.

Samenvatting

Acuut respiratoire noodsyndroom (ARDS) is een levensbedreigende complicatie van sepsis, gekenmerkt door refractaire hypoxemie en longontsteking. Momenteel blijven effectieve farmacologische interventies beperkt. Traditionele Chinese geneeskunde (TCM), geïlliceerd door Dachengqi Decoction (DCQD), heeft therapeutisch potentieel aangetoond bij het moduleren van complexe ontstekingsreacties. Om het mechanisme van DCQD in ARDS-behandeling te onderzoeken, werden actieve componenten van DCQD en hun bijbehorende doelwitten eerst opgevraagd uit openbare databases. ARDS-gerelateerde doelen werden geïdentificeerd via bio-informatische analyse van openbare datasets. Door geneesmiddelspecifieke doelwitten te kruisen met ziektegerelateerde doelwitten, werd een DCQD-ARDS-interactienetwerk opgebouwd met behulp van eiwit-eiwitinteractieanalyse (PPI) en functionele verrijking. Uitgebreide analyse onthulde 32 overlappende genen die cruciaal zijn voor de therapeutische effectiviteit van DCQD bij ARDS. Verrijkingsanalyse benadrukte belangrijke routes, waaronder de chemokine-signaalroute, NOD-achtige receptorsignalering en de vorming van neutrofiele extracellulaire trap (NET), die betrokken zijn bij immunomodulatie en ontsteking. Het PPI-netwerk identificeerde HSP90AB1, MMP9, HSP90AA1, ARG1 en MYC als kerndoelen. Moleculaire koppeling bevestigde sterke bindingsaffiniteiten tussen deze doelwitten en DCQD-componenten. Onze bevindingen ontwarren de mechanistische basis die DCQD ondersteunt als veelbelovende aanvullende therapie voor door sepsis geïnduceerde ARDS.

Inleiding

Acuut ademhalingsnoodsyndroom (ARDS) is een zeer heterogeen klinisch syndroom veroorzaakt door verschillende pulmonale of extrapulmonale factoren, voornamelijk gekenmerkt door diffuse longschade en refractaire hypoxemie1. Sinds de eerste definitie in 1967 is het begrip van ARDS voortdurend geëvolueerd, wat heeft geleid tot iteratieve herzieningen van de diagnostische criteria2. Bovendien heeft de implementatie van therapeutische strategieën, waaronder longbeschermende beademing, ex vivo ondersteuning en buikhouding, zowel het klinisch beheer als de onderzoeksvoortgang diepgaand beïnvloed3. Desalniettemin blijft de sterfte door ARDS alarmerend hoog. Uit een wereldwijde enquête bleek dat ARDS-patiënten 10,4% van alle IC-opnames uitmaken. Ondanks aanzienlijke vooruitgang in de intensive care in de afgelopen decennia, blijft de sterftecijfers (zowel op de intensive care als na ontslag) op 35-45%.

De pathofysiologie van ARDS is complex en omvat alveolaire epitheliale en capillaire endotheelbeschadiging, pulmonale en systemische ontstekingsreacties, en door beademingsapparatuur veroorzaakte longschade5. Opmerkelijk is dat COVID-19-geassocieerde ARDS verschillende pathofysiologische kenmerken vertoont vergeleken met klassieke ARDS, waarbij COVID-19 mogelijk ernstiger microvasculaire trombose en regionaal heterogene ontstekingkan veroorzaken 6,7. Gezien de complexe pathofysiologie en hoge heterogeniteit van de ziekte bestaat er momenteel geen definitieve farmacotherapie voor ARDS. Afgezien van corticosteroïden en neuromusculaire blokkerende middelen – die voorwaardelijk worden aanbevolen vanwege sterftevoordelen – hebben andere medicatietherapieën (bijv. stikstofmonoxide [NO], prostacycline, interferon-β, pulmonale oppervlakteactieve stoffen en geactiveerd eiwit C) geen klinische effectiviteit getoond. Omgekeerd zijn β-agonisten (bijv. albuterol) en keratinocytgroeifactor schadelijkbewezen 8,9. Daarom blijft de ontwikkeling van veilige, multifunctionele therapieën een cruciale onderzoeksprioriteit.

Traditionele Chinese Geneeskunde (TCM), met een geschiedenis van meer dan 3.000 jaar, wordt gebruikt om diverse luchtwegaandoeningen te voorkomen en te behandelen. Door millennia van klinische toepassing en de modernisering van TCM-onderzoek heeft het potentieel aangetoond in het beheer van ARDS10,11. TCM oefent zijn therapeutische effecten uit via multicomponenten, multipathways en multi-target mechanismen, met name door ontstekingsreacties te verminderen, de immuunfunctie te moduleren en longweefsels te beschermen12. Zo bevat Xuebijing-injectie (XBJ), een TCM-afgeleide bereiding bestaande uit Paeonia lactiflora-wortels, Ligusticum chuanxiong-rhizomen, Salvia miltiorrhiza-wortels, Carthamus tinctorius-bloemen en Angelica sinensis-wortels, meerdere actieve componenten. Het verlicht ARDS door de immuunfunctie, oxidatieve stress en ontstekingen te reguleren via de IL-17, HIF-1 en TNF signaalroutes13. Klinische studies hebben verder aangetoond dat patiënten die aan XBJ-behandeling werden onderworpen een lagere sterftecijfer vertoonden, kortere IC-opnames en lagere niveaus van inflammatoire cytokines14. Tijdens de COVID-19-pandemie kwam overmatige immuunactivatie, veroorzaakt door ernstige ontstekingsreacties, naar voren als een cruciale factor in ernstige gevallen15,16. Daarnaast hebben bepaalde TCM-componenten antioxidante eigenschappen, waardoor ze vrije radicalen kunnen verwijderen en door oxidatieve stress veroorzaakte longschade kunnen verminderen. ARDS gaat vaak gepaard met pulmonale microcirculatiestoornissen, die de gasuitwisseling belemmeren. Sommige TCM-formuleringen vertonen bloedactiverende en stasis-oplossende effecten, waardoor de microcirculatie wordt verbeterd om longoedeem te verminderen en de zuurstofvoorziening te verbeteren. Bovendien kan TCM longschade verhelpen door celsterfteroutes te reguleren 12,17,18. Gezamenlijk onderstrepen deze bevindingen het aanzienlijke klinische potentieel van TCM bij de behandeling van ARDS.

Dachengqi Decoction (DCQD), een essentiële formule in TCM voor acute aandoeningen, bestaat uit vier kruidencomponenten: rabarber, mirabilite, magnoliabast en onvolwassen bittere sinaasappel19. Als samengestelde formulering vertoont DCQD interacties met meerdere componenten en meerdere doelen, waardoor de productie van verschillende ontstekingsmediatoren en reactieve zuurstofsoorten, waaronder tumornecrose factor-alpha (TNF-α) en interleukine-6 (IL-6) effectief wordt geremd. Hoog-mobiliteit groepsbox 1 (HMGB1), een diepgaande ontstekingsmediator, speelt een cruciale rol in de pathogenese en progressie van sepsis. Toll-like receptor 4 (TLR4), een receptor die op immuuncellen wordt uitgedrukt, activeert downstream ontstekingssignaleringsroutes, zoals nucleaire factor-kappa B (NF-κB) en mitogeen-geactiveerde eiwitkinase (MAPK), bij binding aan HMGB1, wat leidt tot een verhoogde afgifte van inflammatoire cytokines. DCQD oefent therapeutisch effect uit door de HMGB1-TLR4 signaalas te moduleren, waardoor de activatie van NF-κB en p38 MAPK wordt onderdrukt, de productie van inflammatoire cytokines wordt verminderd en systemische ontsteking wordt verminderd22,23. Bovendien oefenen DCQD-bestanddelen therapeutische effecten uit door pro-inflammatoire signaalroutes te moduleren, oxidatieve stress, apoptose en pyroptose 24,25,26,27. DCQD speelt ook een cruciale rol bij de behandeling van ARDS door lipopolysaccharide (LPS)-geïnduceerde hyperinflammatoire reacties en longepitheelschade te verminderen. Mechanistisch onderdrukt het de Z-DNA-bindende eiwit 1 (ZBP1)-receptor-interacterende eiwitkinase 1 (RIPK1)-PANoptosoom-assemblage (verwijst naar het proces van het vormen van een multi-eiwitcomplex dat inflammatoire celdood kan veroorzaken), en vermindert daarmee LPS-geïnduceerde PANoptose28. Therapeutische orale toediening van DCQD reguleert de expressie van aquaporine-1 (AQP-1) en aquaporine-5 (AQP-5) eiwitten in longweefsel, terwijl het de TLR4/NF-κB-signaalroute en de productie van inflammatoire cytokinen remt, wat uiteindelijk de door ARDS geassocieerde ontsteking vermindert.

De complexe samenstelling van TCM, gekenmerkt door de synergetische effecten van meerdere verbindingen, biedt zowel voordelen als uitdagingen bij het verduidelijken van de farmacologische mechanismen. Verschillende TCM-componenten kunnen therapeutische effecten uitoefenen via verschillende moleculaire doelen en routes, terwijl potentiële interacties tussen deze componenten het uitgebreide begrip van hun geïntegreerde mechanismen verder bemoeilijken29,30. Specifiek blijven de fytochemicaliën die betrokken zijn bij de ARDS-behandeling en hun mechanistische routes ongrijpbaar. Om deze kennisgaten aan te pakken, biedt bio-informatica, een opkomend interdisciplinair vakgebied dat big data-analyse en kunstmatige intelligentie integreert, veelbelovend voor het identificeren van actieve farmaceutische ingrediënten en het ontcijferen van onderliggende geneesmiddelmechanismen 31,32,33. Daarom maakt deze studie gebruik van bio-informatica-benaderingen, waaronder netwerkfarmacologie en moleculaire docking, om systematisch de essentiële fytochemicaliën, moleculaire doelwitten en routes te identificeren die ten grondslag liggen aan de therapeutische effecten van DCQD in ARDS-behandeling.

Op basis van bovenstaande redenering veronderstellen we dat DCQD therapeutische effecten uitoefent op ARDS door synergetisch belangrijke pathologische processen, waaronder inflammatoire dysregulatie en immuuncelactivatie, te moduleren via zijn multicomponentennetwerk. Om deze hypothese te testen en verder te gaan dan de beperkingen van traditionele doelvoorspelling, gebruikten we een geïntegreerde bio-informatica-benadering. De belangrijkste innovatie van deze strategie ligt in het kruisen van de potentiële doelwitten van DCQD met ARDS-gerelateerde genen die niet alleen afkomstig zijn van openbare databases, maar, belangrijker nog, van de klinische transcriptomische dataset (GSE32707) van patiënten met door sepsis geïnduceerde ARDS. Deze drielaagse screening is bedoeld om de klinische relevantie van onze bevindingen te vergroten en de kerngenen en -routes van de centrale hub te identificeren waardoor DCQD ARDS kan verbeteren, waardoor een nauwkeuriger en betrouwbaarder theoretisch kader voor het werkingsmechanisme wordt geboden.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Alle materialen, waaronder databases, software en experimentele reagentia, die in deze studie zijn gebruikt, zijn opgenomen in de Materiaaltabel. Alle experimentele procedures werden goedgekeurd door de Animal Ethics Committee van het Suzhou Dushu Lake Ziekenhuis (vergunningsnummer: 2410008).

Screening van actieve componenten en doelacquisitie van DCQD
De actieve bestanddelen van de bestanddelen rabarber, mirabilite, magnoliabast en onrijpe bittere sinaasappel in Da-Cheng-Qi Decoctie (DCQD) werden gescreend uit de traditionele Chinese geneeskundesystemen farmacologie (TCMSP) database met de volgende criteria: orale biobeschikbaarheid (OB) ≥30% en geneesmiddelgelijkheid (DL) ≥0,18. De overeenkomstige doelen van de geïdentificeerde actieve componenten werden vervolgens verzameld. Deze drempels worden breed toegepast in netwerkfarmacologiestudies om te filteren op verbindingen met gunstige farmacokinetische eigenschappen en een hoger potentieel om geneesmiddelachtige moleculente zijn 34,35. Om de betrouwbaarheid van de selectie van verbindingen te verbeteren en bias door screening in één database te verminderen, werd kruisvalidatie uitgevoerd met behulp van de BATMAN-TCM-database. BATMAN-TCM is een integratieve database die bekende en voorspelde interacties tussen TCM-ingrediënten en doeleiwitten opslaat, wat helpt bij het verkennen van TCM-farmacologische mechanismen en geneesmiddelenontdekking. De geüpdatete versie 2.0 biedt een aanzienlijk uitgebreide TTI-dataset en verbeterde functies, waardoor het een waardevolle bron is voor het begrijpen van de moleculaire mechanismen van TCM en het ontwikkelen van nieuwe behandelingen voor complexe ziekten. Verbindingen zonder voorspelde doelen of met BATMAN-TCM doelscores onder de 20 werden uitgesloten. Daarnaast werden verbindingen met relatief lage OB-waarden maar met voorspelde doelen in BATMAN-TCM en goed gedocumenteerde farmacologische activiteiten (bijv. anthraquinonen en flavonoïden) behouden via literatuurcuratie. Om potentiële vals-positieve componenten verder te verminderen, werden endogene hormonen en neurotransmitterachtige stoffen (bijv. progesteron en serotonine) handmatig uitgesloten. De definitieve compoundset werd gebruikt voor latere doelvoorspelling en netwerkconstructie. De gedetailleerde workflow wordt geïllustreerd in Aanvullende Figuur 1. De definitieve lijst van actieve componenten is te vinden in Aanvullende Tabel 1.

De SMILES-identificaties (een lineaire notatiemethode die ASCII-strings gebruikt om de chemische structuur van moleculen te beschrijven. Door gebruik te maken van specifieke symbolen en regels, codeert het atomen, chemische bindingen en moleculaire topologie in een continue reeks tekens zonder spaties, waardoor beknopte, ondubbelzinnige en computerleesbare opslag en overdracht van moleculaire informatie mogelijk is) van elk actief component werden opgehaald uit de PubChem-database en potentiële doelen werden voorspeld met behulp van de Zwitserse doelvoorspelling, waarbij de organismeparameter werd ingesteld op 'Homo sapiens' en een kansscore-cut-off van >0 werd toegepast. De doelsets verkregen uit beide databases werden samengevoegd en dubbele vermeldingen werden verwijderd om de uiteindelijke kandidaatdoelset voor DCQD te genereren.

Het is belangrijk op te merken dat Mirabilitum (Mangxiao, Na₂SO₄·10H₂O), een mineraalgeneesmiddel in DCQD, niet is opgenomen in de TCMSP- of vergelijkbare compound-target databases. Bijgevolg omvat het component-doelnetwerk dat in deze studie is geconstrueerd door deze databasebeperking de potentiële bijdragen van Mirabilitum niet. Het netwerk is daarom gebaseerd op de fytochemische bestanddelen van de andere drie kruidenbestanddelen: Rheum palmatum, Magnolia officinalis en Citrus aurantium.

Verrijkingsanalyse van DCQD-doelen
DCQD-doelen werden geïmporteerd in de metascape-database voor verrijkingsanalyse, waarbij de soorten beperkt waren tot "Homo sapiens". Genontologie (GO) en Kyoto encyclopedia of gens and genomes (KEGG) verrijkingsanalyses werden uitgevoerd, waarbij de eerste biologische processen (BP), cellulaire componenten (CC) en moleculaire functies (MF) omvatte. De top 6 van GO-verrijkingsresultaten en de top 20 van KEGG-verrijkingsresultaten werden geselecteerd. De KEGG- en GO-balkgrafieken zijn gegenereerd met behulp van de online tool van bioinformatica. Gegevens werden geïmporteerd via het DOSE-pakket in R om de ziekte-ontologie (DO) balkgrafiek te construeren.

Constructie van het netwerk "Kruidengeneeskunde-Component-Doelwit"
De relevante componenten van DCQD en hun bijbehorende doelwitten werden geïmporteerd in Cytoscape 3.10.3 om een netwerkdiagram te construeren dat de relaties tussen "kruidengeneeskunde-component-doel" illustreert. De CytoNCA-plugin werd gebruikt om Degree-waarden te berekenen, en de top 5 actieve componenten werden gescreend op basis van rangschikking.

Terughalen van ARDS-doelen uit openbare databases
Met "acuut respiratoir noodsyndroom" als trefwoord werden ARDS-gerelateerde doelen opgevraagd uit de OMIM- en GeneCards-databases. In genkaarten werden doelwitten met een relevantiescore >5 geselecteerd. Na het samenvoegen en verwijderen van duplicaten uit beide databases werd een kandidaat-doelstelling voor ARDS verkregen.

Bio-informatica analyse
De sepsis-ARDS-gerelateerde dataset GSE32707 (GPL570 platform, n = 45), bestaande uit RNA-seq gegevens van perifere mononucleaire bloedcellen van 30 door sepsis geïnduceerde ARDS-patiënten en 15 gezonde controles, werd gedownload uit de NCBI GEO-database. Gegevens werden geïmporteerd met het GEOquery-pakket in R, en normalisatie werd uitgevoerd met het limma-pakket om variabiliteit tussen samples te minimaliseren. Differentieel expressieve genen (DEGs) werden geïdentificeerd met behulp van de drempels |log2FC| > 1 en p < 0,05. De visualisatie werd uitgevoerd via vulkaangrafieken en heatmaps. GO- en KEGG-verrijkingsanalyses werden uitgevoerd voor padanalyse, waarbij de resultaten werden gepresenteerd als bubbeldiagrammen en staafdiagrammen.

Voorspelling van potentiële doelen voor DCQD in ARDS-behandeling
Een Venn-diagram werd gegenereerd met behulp van de bio-informatica online tool om de DEGs, ARDS-gerelateerde doelen uit openbare databases en DCQD-geneesmiddeldoelen te vergelijken, waarmee potentiële therapeutische doelwitten van DCQD voor ARDS werden geïdentificeerd.

Constructie van het eiwit-eiwitinteractie (PPI) netwerk en screening van kerndoelwitten
De overlappende doelen werden geïmporteerd in de STRING-database met de soort ingesteld op "Homo sapiens" en een interactiescoredrempel van 0,4. De PPI-netwerkgegevens werden geëxporteerd in TSV-formaat en gevisualiseerd met Cytoscape 3.10.3. De CytoHubba-plugin werd toegepast om de top 10 doelen te screenen op basis van MCC, MNC, graad, EPC, tussenheid, nabijheid, straal en stressscores. Het kruispunt van deze doelen leverde 5 kerndoelen op.

Constructie van het netwerk "Herbal Medicine-Component-Target-Disease"
Op basis van de overlappende doelen werden overeenkomstige DCQD-componenten geïdentificeerd. De relevante componenten, samen met hun bijbehorende doelwitten en ziekteverbindingen, werden geïmporteerd in Cytoscape 3.10.3 om een netwerkdiagram te construeren dat de relaties tussen "kruidengeneeskunde-component-doelziekte" illustreert.

Verrijkingsanalyse van kerndoelen en opbouw van het netwerk van "kruidengeneeskunde-component-doelziekte-pathway"
Om de potentiële biologische functies en belangrijke signaalroutes van DCQD in ARDS-behandeling te onderzoeken, werden de kerndoelwitten onderworpen aan GO- en KEGG-verrijkingsanalyses in Metascape (soort: "Homo sapiens"). De top 10 van GO en de top 13 van KEGG-verrijkingsresultaten werden geselecteerd. Visualisatie werd uitgevoerd met behulp van bioinformatica-tools om KEGG-bubbeldiagrammen, GO-balgrafieken en Sankey-bubbelgrafieken te genereren. Daarnaast werd, op basis van de resultaten van functionele verrijking, een netwerkdiagram geconstrueerd in Cytoscape 3.10.3 om de relaties tussen "kruidengeneeskunde-component-doel-ziekte-route" te illustreren.

Moleculaire koppeling en visualisatie
De secundaire moleculaire structuren van verbindingen werden opgehaald uit de PubChem-database, terwijl de 3D-structuren van kerndoelen werden verkregen uit de PDB-database (http://www.rcsb.org/). Watermoleculen en aminozuurresiduen werden verwijderd met behulp van PyMOL. Doeleiwitten en verbindingen werden in AutoDock geïmporteerd voor moleculaire koppeling om bindingsenergieën te berekenen. De visualisatie werd uitgevoerd met PyMOL. Een bindingsenergie-heatmap werd gegenereerd met het pheatmap-pakket in R, met kerndoelen op de x-as, verbindingen op de y-as en een kleurverloop dat bindingsenergieën weergeeft. Tweedimensionale interactiediagrammen van koppelingsresultaten werden gegenereerd met Discovery Studio Visualizer 4.5. Moleculaire koppeling werd uitgevoerd om de bindingshaalbaarheid tussen verbindingen en doelwitten te evalueren, in plaats van om de daadwerkelijke remmende effectiviteit te voorspellen.

Constructie van het ARDS-muismodel
Deze studie werd goedgekeurd door de medische ethische commissie van het Suzhou Dushu Lake Hospital (2410008). Gezonde mannelijke C57BL/6J muizen (n = 30; 20 ± 5 g) werden verkregen. De muizen werden verdeeld in een controlegroep (n = 10), een LPS-groep (n = 10, LPS 10 mg/kg) en een DCQD-groep (n = 10, die DCQD 0,9 g/kg kreeg via orale gavage gecombineerd met LPS 10 mg/kg). Muizen in de LPS-groep kregen een intraperitoneale injectie van LPS. Muizen in de DCQD-groep kregen DCQD 0,9 g/kg via orale gavage direct na de intraperitoneale injectie van LPS. Metingen werden direct voor en na de longextractie bij alle muizen uitgevoerd. Vervolgens werden de longweefsels opgeslagen bij -80 °C.

Western blot-analyse (WB)
Eiwitten werden geïsoleerd uit muislongweefsellysaten en hun concentraties werden gemeten met een BCA-eiwitkwantificatiekit. Vervolgens werden de eiwitten gedenatureerd door 10 minuten te koken op 95 °C. De gedenatureerde eiwitten werden gescheiden op een 10% SDS-PAGE gel die werd bereid met een gelvoorbereidingsset en vervolgens overgebracht naar een PVDF-membraan. Om niet-specifieke binding te voorkomen, werden de PVDF-membranen bij kamertemperatuur gedurende 5 minuten geblokkeerd met behulp van een eiwitvrije snelle blokkeringsbuffer. Na het wassen met PBST werden de membranen 's nachts geïncubeerd bij 4 °C met primaire antistoffen tegen MMP9, HSP90, MYC en ARG1. Na een nieuwe wasbeurt met PBST werden de membranen 2 uur geïncubeerd bij kamertemperatuur met HRP-geconjugeerde geiten-antikonijn IgG(H+L). Ten slotte werd het substraat voor ultragevoelige chemiluminescentiedetectiekit toegepast en werden chemiluminescente eiwitbanden gedetecteerd met behulp van een BIO-RAD chemiluminescentiebeeldvormingssysteem. Grijswaardenanalyse werd uitgevoerd met ImageJ. De antilichamen die in dit experiment zijn gebruikt, zijn vermeld in Aanvullende Tabel 2.

Enzym-gekoppelde immunosorbent-assayanalyse (ELISA)
Eerst werd bronchoalveolaire spoelvloeistof (BALF) verzameld door drie keer spoeling uit te voeren met 2 ml zoutoplossing. De resulterende lavagevloeistoffen werden verzameld en gecentrifugeerd op 10.000 g gedurende 10 minuten om cellen te verwijderen. Het supernatant werd vervolgens geaspireerd en bevroren opgeslagen in vloeibare stikstof. Vervolgens werden de concentraties van doelcytokines bepaald volgens de instructies van de fabrikant met behulp van de Mouse IL-6 ELISA Kit, Mouse IL-18 ELISA Kit en Mouse TNF-alpha ELISA Kit. Vervolgens werd de reactieplaat in een microplaatlezer geplaatst, en werd de optische dichtheid (OD) waarde van elke put gemeten bij een golflengte van 450 nm, waarbij de blank control well werd gebruikt voor nul aanpassing. Ten slotte werd een standaardcurve uitgezet op basis van de concentraties en bijbehorende OD-waarden van de standaarden. De concentratie van de doelfactor in elk monster werd berekend volgens de standaardkrommevergelijking.

Statistische analyse
De gegevens werden geanalyseerd met GraphPad Prism 10.1.2. De significantie van de verschillen tussen groepen werd statistisch geëvalueerd via eenrichtingsvariantieanalyse of de Student's t-test. Als de P-waarde kleiner is dan 0,05, wordt het verschil als significant beschouwd; als de P-waarde kleiner is dan 0,01, wordt deze als zeer significant beschouwd.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Bioactiviteitsanalyse van DCQD
Om de moleculaire mechanismen achter de bioactiviteit van DCQD te ontrafelen, werden potentiële doelwitten eerst geïdentificeerd door de Zwitserse doelvoorspellings- en TCMSP-databases te screenen. In totaal werden 16 componenten van rabarber, 17 van onvolwassen bittere sinaasappel en 2 van magnoliabast gematcht, wat resulteerde in 614 potentiële doelwitten (Figuur 1A). Vervolgens werd een netwerkdiagram opgesteld om de relaties tussen de dr...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

ARDS is geëvolueerd tot een levensbedreigende longaandoening, die een aanzienlijke last legt op de wereldwijde gezondheidszorg, met een jaarlijkse incidentie van 1,5-79 gevallen per 100.000 individuen en sterftecijfers variërend van 34,9% tot 46,1% over verschillende ernstniveaus37. Ondanks vooruitgang in mechanische ventilatiestrategieën, waaronder longbeschermende ventilatie en buikligging liggen, blijven klinische uitkomsten suboptimaal vanwege de heterogenitei...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs stellen dat het onderzoek is uitgevoerd zonder commerciële of financiële relaties die als een potentieel belangenconflict kunnen worden opgevat. Generatieve AI en AI-ondersteunde technologieën werden niet gebruikt bij de voorbereiding van dit werk.

Dankbetuigingen

Deze studie werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (subsidienummer: 82570078).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Arginase-1 Polyclonal antibodyProtein Tech Group Inc., USA16001-1-AP
AutoDockThe Scripps Research InstituteNAhttp://autodock.scripps.edu/
BATMAN-TCM database Beijing University of Chinese MedicineNAhttp://bionet.ncpsb.org.cn/batman-tcm/
BCA protein quantification kitServicebioG2026
BioinformaticsBioinformaticsNAhttps://www.bioinformatics.com.cn/
BIO-RAD chemiluminescence imaging systemThermo Fisher Scientifichttps://www.bio-rad.com/en-in/category/chemidoc-imaging-systems?ID=NINJ0Z15
C57BL/6J miceHangzhou Ziyuan Laboratory Animal Technology Co., Ltd
c-MYC Polyclonal antibodyProtein Tech Group Inc., USA10828-1-AP
CytoscapeCytoscapeversion 3.10.3https://cytoscape.org/
DCQDThe Traditional Chinese Medicine Department of Suzhou Dushu Lake Hospital
Discovery Studio Visualizer Discoveryversion 4.5
GraphPad Prism Dotmaticsversion10.1.2https://www.graphpad.com/
GAPDH Polyclonal antibodyProtein Tech Group Inc., USA10494-1-AP
Gel preparation kitServicebioG2003
GeneCards  databaseCrown human genome centerNAhttps://previous.genecards.org/
GEO databaseNational Center for Biotechnology Information (NCBI)GSE32707 (GPL570 platform, n=45)
HRP-conjugated Affinipure Goat Anti-Rabbit IgG(H+L)Protein Tech Group Inc., USASA00001-2
HSP90 Polyclonal antibodyProtein Tech Group Inc., USA13171-1-AP
Lipopolysaccharides(LPS)SolarbioL8880
Metascape databaseNIHNAhttps://metascape.org/gp/index
Microplate readerBioTeKhttps://www.agilent.com/en/product/cell-analysis/microplate-readers?srs
ltid=AfmBOoqJhJhNJW6vNU
fnskFb9jjcTgXww1A1km-JVP
P1SScq1Mx78HBi
MMP-9 (N-terminal) Polyclonal antibodyProtein Tech Group Inc., USA10375-2-AP
Mouse IL-18 ELISA KitServicebioGEH0010
Mouse IL-6 ELISA KitServicebioGEM0001
Mouse TNF-alpha ELISA KitServicebioGEH0004
OMIM databaseJohns Hopkins UniversityNAhttps://www.omim.org/
Omni-ECL™ Ultra-Sensitive Chemiluminescence Detection KitEpizyme BiotechSQ201
PDB databaseRCSBNAhttp://www.rcsb.org/
Protein-free rapid blocking bufferEpizyme BiotechG2052
PubChem databaseNational Center for Biotechnology Information (NCBI)https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/
PVDF membraneMerckNA
PyMOLSchrodingerversion 3.10.3
STRING databaseGlobal biodata coalition and ElixirNAhttps://cn.string-db.org/
Swiss Target Prediction databaseSwiss Institute of BioinformaticsNAhttp://www.swisstargetprediction.cn/
Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology (TCMSP) databaseNorthwestern Polytechnical Universityversion 2.3https://www.tcmsp-e.com/

Referenties

  1. ARDS Definition task force. Acute respiratory distress syndrome: the Berlin definition. JAMA. 307 (23), 2526-2533 (2012).
  2. Ashbaugh, D. G., Bigelow, D. B., Petty, T. L., Levine, B. E. Acute respiratory distress in adults. Lancet. 2 (7511), 319-323 (1967).
  3. Matthay, M. A., et al. A new global definition of acute respiratory distress syndrome. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 209 (1), 37-47 (2024).
  4. Jia, F., et al. A prediction model for 30-day mortality in patients with ARDS admitted to the intensive care unit. Eur J Med Res. 30 (1), 559(2025).
  5. Bos, L. D. J., Ware, L. B. Acute respiratory distress syndrome: causes, pathophysiology, and phenotypes. Lancet. 400 (10358), 1145-1156 (2022).
  6. Lippi, G., Mattiuzzi, C., Favaloro, E. J. Prone position and the risk of venous thrombosis in COVID-19 patients with respiratory failure. Semin Thromb Hemost. 50 (7), 1019-1021 (2024).
  7. Ball, L., et al. Understanding the pathophysiology of typical acute respiratory distress syndrome and severe COVID-19. Expert Rev Respir Med. 16 (4), 437-446 (2022).
  8. Battaglini, D., Iavarone, I. G., Rocco, P. R. M. An update on the pharmacological management of acute respiratory distress syndrome. Expert Opin Pharmacother. 25 (9), 1229-1247 (2024).
  9. Matera, M. G., Rogliani, P., Bianco, A., Cazzola, M. Pharmacological management of adult patients with acute respiratory distress syndrome. Expert Opin Pharmacother. 21 (17), 2169-2183 (2020).
  10. Rahman, M. M., et al. Natural therapeutics and nutraceuticals for lung diseases: Traditional significance, phytochemistry, and pharmacology. Biomed Pharmacother. 150, 113041(2022).
  11. Chen, Z., Ye, S. Y. Research progress on antiviral constituents in traditional Chinese medicines and their mechanisms of action. Pharm Biol. 60 (1), 1063-1076 (2022).
  12. Liu, Y., et al. Pharmacological mechanisms of traditional Chinese medicine against acute lung injury: From active ingredients to herbal formulae. Phytomedicine. 135, 155562(2024).
  13. Li, J., Shen, M., Yin, Z. Exploring the mechanism of action of xuebijing injection in treating acute respiratory distress syndrome based on network pharmacology and animal experiments. J Inflamm Res. 18, 6037-6047 (2025).
  14. Zhang, Y., Wang, J., Liu, Y. M., Yang, H., Wu, G. J., He, X. H. Analysis of the efficacy and mechanism of action of xuebijing injection on ARDS using meta-analysis and network pharmacology. BioMed Res Int. 2021, 8824059(2021).
  15. Mehta, P., et al. COVID-19: consider cytokine storm syndromes and immunosuppression. Lancet. 395 (10229), 1033-1034 (2020).
  16. Cavalcante-Silva, L. H. A., et al. Neutrophils and COVID-19: The road so far. Int Immunopharmacol. 90, 107233(2021).
  17. Zhang, Y., et al. Electroacupuncture alleviates LPS-induced ARDS through α7 nicotinic acetylcholine receptor-mediated inhibition of ferroptosis. Front Immunol. 13, 832432(2022).
  18. Zhang, H., et al. Pharmacodynamic advantages and characteristics of traditional Chinese medicine in prevention and treatment of ischemic stroke. Chin Herb Med. 15 (4), 496-508 (2023).
  19. Liu, Z., et al. Dachengqi Decoction alleviates intestinal inflammation in ovalbumin-induced asthma by reducing group 2 innate lymphoid cells in a microbiota-dependent manner. J Tradit Complement Med. 13 (2), 183-192 (2023).
  20. Shuhan, W., et al. Dachengqi decoction ameliorated liver injury in liver fibrosis mice by maintaining gut vascular barrier integrity. Phytomedicine. 136, 156272(2025).
  21. Yin, F. T., et al. Prediction of the mechanism of Dachengqi Decoction treating colorectal cancer based on the analysis method of " into serum components -action target-key pathway.". J Ethnopharmacol. 293, 115286(2022).
  22. Chen, Z., et al. Dachengqi Decoction attenuates inflammatory response via inhibiting HMGB1 mediated NF-κB and P38 MAPK signaling pathways in severe acute pancreatitis. Cell Physiol Biochem. 37 (4), 1379-1389 (2015).
  23. Zhu, Q., et al. Large Chengqi Decoction improves sepsis-related intestinal damage by inhibiting inflammatory response through the HMGB1-TLR4 signaling pathway. J Inflamm Res. 18, 5415-5425 (2025).
  24. Vajdi, M., Karimi, A., Karimi, M., Abbasalizad Farhangi, M., Askari, G. Effects of luteolin on sepsis: A comprehensive systematic review. Phytomedicine. 113, 154734(2023).
  25. Gao, L. L., Wang, Z. H., Mu, Y. H., Liu, Z. L., Pang, L. Emodin promotes autophagy and prevents apoptosis in sepsis-associated encephalopathy through activating BDNF/TrkB signaling. Pathobiology. 89 (3), 135-145 (2022).
  26. Fu, W., et al. Emodin inhibits NLRP3 inflammasome activation and protects against sepsis via promoting FUNDC1-mediated mitophagy. Int J Biol Sci. 21 (8), 3631-3648 (2025).
  27. Chunlian, W., Heyong, W., Jia, X., Jie, H., Xi, C., Gentao, L. Magnolol inhibits tumor necrosis factor-α-induced ICAM-1 expression via suppressing NF-κB and MAPK signaling pathways in human lung epithelial cells. Inflammation. 37 (6), 1957-1967 (2014).
  28. Zhang, M., et al. Dachengqi decoction dispensing granule ameliorates LPS-induced acute lung injury by inhibiting PANoptosis in vivo and in vitro. J Ethnopharmacol. 336, 118699(2025).
  29. Li, J., et al. Macrophagedriven pathogenesis in acute lung injury/acute respiratory disease syndrome: Harnessing natural products for therapeutic interventions (Review). Mol Med Rep. 31 (1), 16(2025).
  30. He, Y. Q., et al. Natural product derived phytochemicals in managing acute lung injury by multiple mechanisms. Pharmacol Res. 163, 105224(2021).
  31. He, T., et al. Integrating network pharmacology and non-targeted metabolomics to explore the common mechanism of Coptis Categorized Formula improving T2DM zebrafish. J Ethnopharmacol. 284, 114784(2022).
  32. Liu, D., Zhang, Y., Bai, B., Xiong, X., Zhou, Q., Shi, R. Integration of single-cell RNA sequencing and network pharmacology to elucidate the effect of Yantiao Formula on alleviating ALI by regulating the polarization of alveolar macrophages. J Ethnopharmacol. 343, 119436(2025).
  33. Mao, X., et al. Toosendanin alleviates acute lung injury by reducing pulmonary vascular barrier dysfunction mediated by endoplasmic reticulum stress through mTOR. Phytomedicine. 136, 156277(2025).
  34. Li, X., Liu, Z., Liao, J., Chen, Q., Lu, X., Fan, X. Network pharmacology approaches for research of Traditional Chinese Medicines. Chin J Nat Med. 21 (5), 323-332 (2023).
  35. Zhao, L., et al. Network pharmacology, a promising approach to reveal the pharmacology mechanism of Chinese medicine formula. J Ethnopharmacol. 309, 116306(2023).
  36. Hsin, K. Y., Ghosh, S., Kitano, H. Combining machine learning systems and multiple docking simulation packages to improve docking prediction reliability for network pharmacology. PloS One. 8 (12), e83922(2013).
  37. Mannes, P. Z., et al. Molecular imaging of chemokine-like receptor 1 (CMKLR1) in experimental acute lung injury. Proc Nat Acad Sci U. 120 (3), e2216458120(2023).
  38. Lu, Y., Li, W., Qi, S., Cheng, K., Wu, H. Mapping knowledge structure and emerging trends of extracorporeal membrane oxygenation for acute respiratory distress syndrome: a bibliometric and visualized study. Front Med. 11, 1365864(2024).
  39. Sherman, E., Han, M. H. Acute and chronic management of neuromyelitis optica spectrum disorder. Curr Treat Options Neurol. 17 (11), 48(2015).
  40. Piccinini, A. M., Midwood, K. S. DAMPening inflammation by modulating TLR signalling. Mediators Inflamm. 2010, 672395(2010).
  41. Al-Husinat, L., et al. A narrative review on the future of ARDS: evolving definitions, pathophysiology, and tailored management. Crit Care. 29 (1), 88(2025).
  42. Ma, W., et al. Advances in acute respiratory distress syndrome: focusing on heterogeneity, pathophysiology, and therapeutic strategies. Signal Transduct Target Ther. 10 (1), 75(2025).
  43. Cao, Z., et al. Targeting of the pulmonary capillary vascular niche promotes lung alveolar repair and ameliorates fibrosis. Nat Med. 22 (2), 154-162 (2016).
  44. Fang, C., Wang, Y., Pan, Z. Formation of self-assembly aggregates in traditional Chinese medicine decoctions and their application in cancer treatments. RSC advances. 15 (7), 5476-5506 (2025).
  45. Shuhan, W., et al. Dachengqi decoction ameliorated liver injury in liver fibrosis mice by maintaining gut vascular barrier integrity. Phytomedicine. 136, 156272(2025).
  46. Pan, G., Wu, Y., Liu, Y., Zhou, F., Li, S., Yang, S. Dachengqi decoction ameliorates sepsis-induced liver injury by inhibiting the TGF-β1/Smad3 pathways. Journal of Traditional and Complementary Medicine. 14 (3), 256-265 (2024).
  47. Guo, W., et al. Dachengqi decoction for the treatment of acute pancreatitis: a comprehensive analysis based on metabolites, pharmacokinetics, and metabolites efficacy mechanisms. Front Pharmacol. 16, 1549909(2025).
  48. Yin, F. T., et al. Prediction of the mechanism of Dachengqi Decoction treating colorectal cancer based on the analysis method of " into serum components -action target-key pathway.". J Ethnopharmacol. 293, 115286(2022).
  49. Hu, X., Liu, S., Zhu, J., Ni, H. Dachengqi decoction alleviates acute lung injury and inhibits inflammatory cytokines production through TLR4/NF-κB signaling pathway in vivo and in vitro. J Cell Biochem. 120 (6), 8956-8964 (2019).
  50. Yang, J. Y., et al. Material basis and molecular mechanism of Dachengqi Decoction in treatment of acute pancreatitis based on network pharmacology. Chin J Chin Materia Medica. 45 (6), 1423-1432 (2020).
  51. Lu, X., et al. Integrating network pharmacology, transcriptome and artificial intelligence for investigating into the effect and mechanism of ning fei ping xue decoction against the acute respiratory distress syndrome. Front Pharmacol. 12, 731377(2021).
  52. Liang, X., et al. Study on intervention mechanism of yiqi huayu jiedu decoction on ARDS based on network pharmacology. Evid-Based Complement Alternat Med. 2020, 4782470(2020).
  53. Yang, B., Liu, X., Liang, Y., Li, Y. Chemical inhibition of HSP90 inhibits TNF-α mediated proliferation and induces apoptosis in human rheumatoid arthritis fibroblast-like synoviocytes. J Cell Biochem. 120 (2), 2547-2553 (2019).
  54. Zhang, X., et al. Ponicidin-induced conformational changes of HSP90 regulates the MAPK pathway to relieve ulcerative colitis. J Ethnopharmacol. 321, 117483(2024).
  55. Albakova, Z. HSP90 multi-functionality in cancer. Front Immunol. 15, 1436973(2024).
  56. Chien, L. H., Deng, J. S., Jiang, W. P., Chou, Y. N., Lin, J. G., Huang, G. J. Evaluation of lung protection of Sanghuangporus sanghuang through TLR4/NF-κB/MAPK, keap1/Nrf2/HO-1, CaMKK/AMPK/Sirt1, and TGF-β/SMAD3 signaling pathways mediating apoptosis. Biomed Pharmacother. 165, 115080(2023).
  57. Warburton, D., Shi, W., Xu, B. TGF-β-Smad3 signaling in emphysema and pulmonary fibrosis: an epigenetic aberration of normal development. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 304 (2), L83-L85 (2013).
  58. Yadav, P., et al. Macrophage-fibroblast crosstalk drives Arg1-dependent lung fibrosis via ornithine loading. bioRxiv: The Preprint Server for Biology. , (2024).
  59. Lamoke, F., et al. Amyloid β peptide-induced inhibition of endothelial nitric oxide production involves oxidative stress-mediated constitutive eNOS/HSP90 interaction and disruption of agonist-mediated Akt activation. J Neuroinflamm. 12, 84(2015).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Tags

EiwitinteractienetwerkChemokine-signaleringNOD-achtige receptorNeutrofiele extracellulaire trapMoleculaire dockingOntstekingsreactie
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.