Summary
Il presente protocollo descrive un metodo per la validazione dei test comportamentali e la previsione bioinformatica dell'efficacia terapeutica di Zadi-5, una medicina tradizionale mongola, nella depressione.
Abstract
Zadi-5 è una medicina tradizionale mongola ampiamente utilizzata per il trattamento della depressione e dei sintomi di irritazione. Sebbene gli effetti terapeutici di Zadi-5 contro la depressione siano stati indicati in studi clinici precedentemente riportati, l'identità e l'impatto dei composti farmaceutici attivi presenti nel farmaco non sono stati completamente chiariti. Questo studio ha utilizzato la farmacologia di rete per prevedere la composizione del farmaco e identificare i composti terapeuticamente attivi nelle pillole Zadi-5. Qui, abbiamo stabilito un modello di ratto di stress lieve cronico imprevisto (CUMS) e condotto un test in campo aperto (OFT), un'analisi del labirinto d'acqua di Morris (MWM) e un test di consumo di saccarosio (SCT) per indagare la potenziale efficacia terapeutica di Zadi-5 nella depressione. Questo studio mirava a dimostrare gli effetti terapeutici di Zadi-5 per la depressione e a prevedere il percorso critico dell'azione di Zadi-5 contro il disturbo. I punteggi verticali e orizzontali (OFT), SCT e il numero di attraversamento delle zone dei gruppi fluoxetina (controllo positivo) e Zadi-5 erano significativamente più alti (P < 0,05) rispetto a quelli dei ratti del gruppo CUMS senza trattamento. Secondo i risultati dell'analisi farmacologica di rete, la via PI3K-AKT è risultata essenziale per l'effetto antidepressivo di Zadi-5.
Introduction
La depressione, nota anche come disturbo depressivo maggiore (MDD), è una grave malattia neuropsichiatrica responsabile di crescenti oneri medici ed economici per la società. A causa della complessità, della morbilità e dei tassi di mortalità associati, è stata condotta una quantità significativa di ricerche per trovare rimedi per il disturbo 1,2. Secondo un'indagine sulla salute mentale dell'Organizzazione Mondiale della Sanità, circa 350 milioni di persone soffrono attualmente di depressione e dei sintomi associati in tutto il mondo. Si prevede che la depressione supererà il cancro e le malattie cardiovascolari come principale causa di carico di malattia a livello globale entro il 2030. Pertanto, la prevenzione e il trattamento della depressione diventeranno una priorità globale nel prossimo futuro3. La patogenesi della MDD non è stata ancora chiarita. Tuttavia, è comunemente attribuito ai seguenti fattori: predisposizione genetica, disfunzione dell'asse ipotalamo-ipofisi-surrene, riduzione della secrezione di neurotrasmettitori, neuroinfiammazione indotta da disregolazione neuroimmune, apoptosi cellulare e ridotta proliferazione cellulare 4,5.
Tra questi fattori, la neuroinfiammazione indotta dalla disregolazione neuroimmune e l'alterata secrezione di fattori neurotrofici hanno ricevuto particolare attenzione per il loro ruolo nello sviluppo della depressione e di molte altre malattie psichiatriche6. Nell'ultimo decennio, gli studiosi hanno dimostrato che l'ippocampo è il sito dominante per le funzioni nervose rigenerative ed è coinvolto nella regolazione delle emozioni e della cognizione. A questo proposito, i neuroni dell'ippocampo sono riconosciuti come nuovi bersagli terapeutici per i farmaci antidepressivi in fase di sviluppo 7,8. Inoltre, è stato anche segnalato che l'ippocampo è coinvolto nella memoria a breve e lungo termine nell'apprendimento e nel consolidamento dei ricordi. In particolare, la carenza di neuroni piramidali nella regione CA1 dell'ippocampo causa amnesia retrograda e anterograda9. Una tipica strategia terapeutica antidepressiva mira a migliorare la proliferazione cellulare e la neurogenesi nel giro dentato dell'ippocampo. I composti naturali derivati da prodotti e le piccole molecole sintetizzate sulla base di tecniche di chimica farmaceutica sono considerate le fonti primarie di agenti terapeutici innovativi per varie condizioni neuropsichiatriche.
Le medicine tradizionali mongole, che hanno una lunga storia e un sistema medico teorico ben supportato, discendono dai nomadi dell'altopiano mongolo Questi farmaci mostrano effetti multi-target e multi-pathway a causa dei vari componenti medicinali che agiscono di concerto per generare funzioni sinergiche. Zadi-5 è una formulazione ben consolidata tra questi farmaci ed è stata registrata per la prima volta in "Clinical Experience of Dr. Gao Shi", scritto da un eccezionale clinico mongolo chiamato Dr. Gao Shi (1804-1876). È stata pratica clinica per molto tempo in Mongolia usare queste pillole per trattare i sintomi di angoscia, palpitazioni, irritazione e dolore lancinantecardiaco 10,11. Inoltre, Zadi-5 ha dimostrato effetti nell'alleviare la depressione post-ictus nei pazienti affetti12. La recente ricerca sperimentale sul CUMS ha rivelato che la formulazione Zadi-5 allevia la depressione regolando i neurotrasmettitori centrali13; infatti, con Zadi-5, sono stati rilevati livelli aumentati di fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF) e del recettore tirosin-chinasico B (TrkB) e correlati con un miglioramento dell'apprendimento e della memoria in un modello di ratto di depressione14. Tuttavia, l'esatto meccanismo d'azione di Zadi-5 per tale alleviamento della depressione non è stato chiarito.
Questo studio mirava a dimostrare gli effetti terapeutici di Zadi-5 contro la depressione nei ratti utilizzando un test comportamentale e identificare i componenti di Zadi-5 utilizzando la farmacologia dei sistemi di medicina tradizionale cinese (TCMSP) e Swiss Target Prediction per prevedere i potenziali meccanismi alla base dell'efficacia di Zadi-5, una medicina tradizionale mongola, nel trattamento della depressione.
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Protocol
Tutti i protocolli sperimentali sono stati approvati dall'Ethics of Animal Experiment Care Committee dell'Università di Medicina della Mongolia Interna e hanno seguito le linee guida del National Institutes of Health sulla cura e l'etica degli animali. I ratti maschi di Sprague Dawley (SD) di 8 settimane di età (200 g ± 20 g) sono stati alloggiati in una stanza con temperatura controllata (22 °C ± 2 °C) e umidità (55% ± 15%) in un ciclo di luce/buio regolato di 12 ore/12 ore per 1 settimana. Vedere la Figura 1 per il flusso di lavoro dell'analisi farmacologica di rete.
1. Test comportamentale nei ratti
- Stabilire un modello di ratto CUMS
- Applicare i seguenti stimoli combinati con l'isolamento per 28 giorni a tutti i ratti, ad eccezione dei controlli: inversione del ciclo luce/buio per 24 ore, privazione di cibo per 24 ore, privazione di acqua per 24 ore, agitazione del livello ad alta velocità per 15 minuti (una volta/e), pinza caudale per 2 minuti, nuoto in acqua fredda (4 °C) per 5 minuti, Stimolazione termica a 45 °C e imbottitura bagnata per 24 ore (Tabella 1). Alleva i ratti in gabbie individuali.
NOTA: Evitare di ripetere lo stesso tipo di stimoli per giorni consecutivi. Le procedure di cui sopra per stabilire un modello di ratto CUMS sono state approvate dal comitato etico per gli animali e descritte in precedenza15.
- Applicare i seguenti stimoli combinati con l'isolamento per 28 giorni a tutti i ratti, ad eccezione dei controlli: inversione del ciclo luce/buio per 24 ore, privazione di cibo per 24 ore, privazione di acqua per 24 ore, agitazione del livello ad alta velocità per 15 minuti (una volta/e), pinza caudale per 2 minuti, nuoto in acqua fredda (4 °C) per 5 minuti, Stimolazione termica a 45 °C e imbottitura bagnata per 24 ore (Tabella 1). Alleva i ratti in gabbie individuali.
- Preparazione del farmaco
- Polverizzare la pillola Zadi-5 in un macinino e preparare una soluzione da 1,16 g/mL in acqua distillata. Preparare separatamente una soluzione di fluoxetina di 0,36 mg/mL in acqua distillata.
- Somministrazione di farmaci
- Dividere i ratti in modo casuale in sei gruppi (n = 10): controllo (CON), modello (MOD), gruppo Zadi-5 (Zadi-5, 1,6 g di Zadi-5/kg16), gruppo fluoxetina (Fluoxetina, 3,6 mg di fluoxetina/kg). Una volta al giorno per 28 giorni, somministrare 1 mL/g per ratto della soluzione farmacologica appropriata per sonda gastrica e trattare i gruppi CON e MOD con un uguale volume di acqua distillata.
NOTA: Il gavage inizia all'inizio della creazione del modello per tutti i gruppi.
- Dividere i ratti in modo casuale in sei gruppi (n = 10): controllo (CON), modello (MOD), gruppo Zadi-5 (Zadi-5, 1,6 g di Zadi-5/kg16), gruppo fluoxetina (Fluoxetina, 3,6 mg di fluoxetina/kg). Una volta al giorno per 28 giorni, somministrare 1 mL/g per ratto della soluzione farmacologica appropriata per sonda gastrica e trattare i gruppi CON e MOD con un uguale volume di acqua distillata.
- Test in campo aperto (OFT)
- Dividi una scatola nera (50 cm x 50 cm x 30 cm) in nove regioni quadrate di uguale area. Dotare la scatola di un sistema di analisi del tracciamento video. Un giorno dopo l'ultima gavage, posiziona il ratto nel quadrato centrale e registra le sue attività orizzontali e verticali per 3 minuti.
- Segna il numero di quadrati attraversati con tutte le zampe come attività orizzontale e segna la posizione eretta e la toelettatura come attività verticale. Dopo ogni test, pulire la scatola con alcol al 75% per rimuovere l'odore del ratto per i test successivi17.
- Test del consumo di saccarosio (SCT)
- Pesare le rispettive bottiglie prima e dopo il consumo e calcolare i tassi di preferenza per il saccarosio di 60 minuti il giorno 0, il giorno 7, il giorno 14, il giorno 21 e il giorno 28 utilizzando l'equazione (1):
Consumo di saccarosio =
× 100% (1)
- Pesare le rispettive bottiglie prima e dopo il consumo e calcolare i tassi di preferenza per il saccarosio di 60 minuti il giorno 0, il giorno 7, il giorno 14, il giorno 21 e il giorno 28 utilizzando l'equazione (1):
- Labirinto d'acqua di Morris (MWM)
- Dividi la piscina in quattro quadranti. Ordina i quadranti da uno a quattro e posiziona la piattaforma nascosta nel terzo quadrante, 1 cm sotto la superficie dell'acqua.
- Posiziona il soggetto ratto nel labirinto in diversi quadranti per cercare la piattaforma per 120 secondi e registra il tempo di latenza utilizzando il sistema di analisi delle tracce video MWM.
- Posizionare il soggetto ratto in una posizione fissa nella piscina. Se il soggetto non riesce a trovare la piattaforma nascosta in 120 s, registrare la latenza come 120 s.
- Quindi, rimuovi la piattaforma, posiziona il ratto in acqua e registra il numero di attraversamenti di zona per 120 s.
- Aggiungi il latte alla piscina per un certo livello di opacità. Mantenere la temperatura dell'acqua a 23 °C ± 1 °C durante l'esperimento.
× 100% (1)2. Predizione farmacologica di rete
- Esamina i componenti attivi in Zadi-5.
- Sfoglia la Farmacologia dei sistemi di medicina tradizionale cinese (TCMSP, https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php) e inserisci "Semi di sperma Myristicae ", "Radici di Aucklandiae Radix " e "Piperis Longi Fructus" nella sezione "nome dell'erba" per ottenere i nomi delle sostanze chimiche. Impostare l'indice farmacocinetico di biodisponibilità orale (OB) su >30% e l'indice drug-like (DL) su >0,18 (File supplementare 1).
- Cerca "Rou Dou Kou" (Myristica fragrans Houtt), "Tu Mu Xiang" (Inula helenium L.), "Mu Xiang" (Aucklandia lappa Decne.), "Guang Zao" (Choerospondias axillaris Roxb. Burtt Hill) e "Bi Ba" (Piper longum L.) nella Farmacopea della Medicina Cinese (http://www.zhongyaocai360.com/zhongguoyaodian/) per identificare i nomi chimici di ciascun componente.
- Cerca i nomi chimici identificati in PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/) per trovare l'isomerico SMILES o InChIkey
- Identificare le proteine bersaglio dei componenti attivi in Zadi-5.
- Identifica le proteine bersaglio dei componenti attivi utilizzando SEA (http://sea.bkslab.org/), BATMAN (http://bionet.ncpsb.org.cn/batman-tcm/) e Swiss Target Prediction (http://www.swisstargetprediction.ch/) con SMILES isomerico o InChIkey e trova le proteine sovrapposte.
- Utilizza il database delle proteine UniProt (http://www.uniprot.org/uploadlists/) per convertire i bersagli identificati in nomi di geni unificati.
- Cerca le proteine bersaglio per la depressione.
- Cerca e identifica i potenziali bersagli proteici per la depressione utilizzando le parole chiave "depressione" e "disturbo depressivo" in Genecards (https://www.genecards.org/), Disgenet (https://www.disgenet.org/) e Drugbank (https://www.drugbank.com/).
- Trova i geni bersaglio.
- Sfoglia il diagramma di Venn (http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/Venn/), carica i bersagli dei componenti attivi di Zadi-5 nell'Elenco-1, carica gli obiettivi per la depressione nell'Elenco-2 e invia. Ottenere il diagramma di Venn e filtrare i candidati target sovrapposti.
- Costruisci la rete.
- Costruisci un foglio di calcolo chiamato "Tipo e rete" (File supplementare 2). "Tipo" è la firma della rete e "Rete" illustra la relazione tra i segni.
- Esportare il "Tipo e Rete" in Cytoscape v3.9.0 per costruire la rete "Zadi-5 bersagli erbe-ingredienti-malattia".
- Analizzare la rete di interazione proteina-proteina (PPI) dei candidati target.
- Impostare le destinazioni comuni nel database STRING (https://cn.string- db.org/) per analizzarne le interazioni. Imposta il tipo di proteina come "homo sapiens". Impostare il valore della soglia di interazione su 0,9 e selezionare solo i tipi verificati sperimentalmente. Non visualizzare i nodi dell'isola solitaria.
- Condurre un'enciclopedia dei geni e dei genomi di Kyoto (KEGG) e un'analisi di arricchimento dell'ontologia genica (GO) dei percorsi correlati al bersaglio.
- Incollare 86 potenziali bersagli antidepressivi di Zadi-5 nella fascia di analisi iniziale in DAVID (https:// david.ncifcrf.gov/) per studiare le relative vie di segnalazione eseguendo la funzione di ontologia genica (GO) - inclusi il processo biologico, la componente cellulare e la funzione molecolare - e le analisi di arricchimento della via dell'Enciclopedia di Kyoto dei geni e dei genomi (KEGG).
NOTA: KEGG viene visualizzato nel grafico a bolle utilizzando un IMageGP online (http://www.ehbio.com /ImageGP/index.php/Home/Index/). La dimensione della bolla rappresenta il numero di destinazioni arricchite nel percorso indicato e il colore della bolla rappresenta il valore P dell'arricchimento.
- Incollare 86 potenziali bersagli antidepressivi di Zadi-5 nella fascia di analisi iniziale in DAVID (https:// david.ncifcrf.gov/) per studiare le relative vie di segnalazione eseguendo la funzione di ontologia genica (GO) - inclusi il processo biologico, la componente cellulare e la funzione molecolare - e le analisi di arricchimento della via dell'Enciclopedia di Kyoto dei geni e dei genomi (KEGG).
- Costruire la rete per illustrare i composti attivi in Zadi-5 che interagiscono con la via di segnalazione PI3K-AKT.
- Scarica il documento del percorso KEGG, seleziona i geni del percorso PI3K-AKT dall'analisi di arricchimento e incollali sul foglio di calcolo per costruire un documento "Tipo e rete".
- Esportare il documento "Tipo e rete" nel Cytoscape per generare la "rete di composti-bersa-percorsi visualizzati" (File supplementare 3).
NOTA: "Tipo" è la firma della rete e "Rete" illustra la relazione tra i segni.
3. Analisi statistica
- Utilizzare un'analisi unidirezionale della varianza (ANOVA), seguita dal test post hoc di Duncan, per determinare le differenze significative nei parametri biochimici e di espressione genica. Calcola la media ± deviazione standard (SD) e visualizza i dati. Si consideri statisticamente significativo P < 0,05.
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Representative Results
Test comportamentali negli animali
Risultati dei test comportamentali nel modello di depressione del ratto indotto da CUMS
Non sono state riscontrate differenze significative tra i gruppi testati per il punteggio OFT, il consumo di saccarosio e l'analisi MWM prima della stimolazione CUMS. Dopo aver stabilito il modello CUMS, i punteggi verticali e orizzontali del gruppo MOD erano inferiori a quelli del gruppo CON (P < 0,05). Rispetto al gruppo MOD, i punteggi verticali e orizzontali dei gruppi POS e Zadi-5 erano significativamente più alti (P < 0,05) (Figure 2A,B).
Il giorno 0, i gruppi testati non hanno mostrato differenze significative nel consumo di saccarosio (%). Il consumo di saccarosio (%) dei gruppi Zadi-5 e POS è stato superiore a quello del gruppo MOD il giorno 28 (Figura 2C).
Rispetto al gruppo CON, la latenza del gruppo MOD per trovare la piattaforma nel MWM è stata significativamente più alta (P < 0,01). La latenza nel gruppo POS è risultata nettamente inferiore rispetto al gruppo MOD. Le latenze dei ratti nel gruppo Zadi-5 erano inferiori rispetto al gruppo MOD, ma non in misura significativa. Per quanto riguarda il conteggio degli attraversamenti di zona, il gruppo MOD ha mostrato meno attraversamenti rispetto al gruppo CON. I gruppi POS e Zadi-5 hanno mostrato più incroci rispetto al gruppo MOD (Figura 2D,E).
Predizione della farmacologia di rete
C'erano 134 componenti attivi in Zadi-5 e 220 candidati proteici bersaglio sono stati recuperati per questi componenti. Inoltre, sono stati previsti 1.000 bersagli proteici correlati alla depressione. Secondo l'analisi del diagramma di Venn, 86 bersagli sovrapposti sono stati identificati come bersagli critici legati alla depressione di Zadi-5 (Figura 3). Sulla base di questi risultati, sono stati costruiti "Zadi-5 bersagli erbe-ingredienti-malattia" e un'analisi di rete PPI dei candidati bersaglio (Figura 4A, B, Figura 5 e Tabella 2). La via PI3K-AKT ha mostrato bordi relativamente irregolari, indicando che questa via è essenziale per l'effetto antidepressivo di Zadi-5. Secondo l'analisi della via KEGG, la via di segnalazione PI3K-AKT si è classificata al settimo posto (Figura 6) ed è stata associata a molte vie di segnalazione. Di conseguenza, è stato considerato relativamente più importante rispetto alle altre vie di arricchimento (Figura 7A-C e Figura 8).
Figura 1: Flusso di lavoro dell'analisi farmacologica di rete per la validazione in vivo . Abbreviazioni: PPI = interazione proteina-proteina; KEGG = Enciclopedia dei geni e dei genomi di Kyoto; GO = Ontologia genica; OFT = prova in campo aperto; MWM = Labirinto d'acqua di Morris; SCT = test di consumo di saccarosio. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: Effetti di Zadi-5 sul modello di depressione del ratto indotto da CUMS. (A) Punteggi verticali OFT. (B) Punteggi orizzontali OFT. (C) Livello di consumo di saccarosio (%) il giorno 0 e il giorno 28. (D) Tempo di latenza per il test MWM. (E) Numeri di attraversamento della zona per la prova MWM. ##P < 0,01 indica che il gruppo CUMS MOD ha mostrato differenze significative rispetto al gruppo CON. *P < 0,05 indica che il gruppo POS e il gruppo Zadi-5 hanno mostrato differenze significative rispetto al gruppo MOD. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Diagramma di Venn dei bersagli proteici di Zadi-5 e delle proteine associate alla depressione. Il cerchio rosso rappresenta i bersagli dei componenti attivi di Zadi-5, mentre il cerchio blu rappresenta le proteine associate alla depressione. L'intersezione dei due colori rappresenta le proteine sovrapposte che possono essere identificate come i bersagli terapeutici per l'alleviamento della depressione da parte di Zadi-5. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: Costruzione della "Zadi-5 herbs-ingredients-disease targets network". I parallelogrammi rossi rappresentano Zadi-5 e le sue erbe, mentre i cerchi rosa, arancioni, gialli, verdi e viola rappresentano i componenti di ciascuna erba. I diamanti blu rappresentano le proteine associate alla depressione, che è l'esagono verde. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 5: PPI dei bersagli proteici sovrapposti. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 6: Il grafico a bolle per i primi 20 termini arricchiti con KEGG basato su 86 target proteici sovrapposti. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 7: I principali risultati bioinformatici per i componenti Zadi-5 e i bersagli proteici associati alla depressione. (A) Le prime 20 funzioni molecolari sovrapposte GO termini di Zadi-5 e depressione. (B) I primi 20 componenti cellulari sovrapposti GO termini di Zadi-5 e depressione. (C) I primi 20 processi biologici sovrapposti GO termini di Zadi-5 e depressione. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 8: La rete di arricchimento della via di segnalazione degli ingredienti Zadi-5-PI3K-AKT per il trattamento della depressione. Il cerchio rappresenta gli ingredienti di Zadi-5, gli esagoni indicano ogni farmaco di Zadi-5 e i diamanti verdi rappresentano i bersagli arricchiti della via di segnalazione PI3K-AKT. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Tabella 1: Sequenza e metodi di applicazione degli stimoli di stress per l'induzione di CUMS in soggetti di ratto. Clicca qui per scaricare questa tabella.
Tabella 2: I codici ID utilizzati nella Figura 2. Abbreviazioni: MF = Myristica Fragrans Inula IH = Innula helenium L.; FC = Fructus Choerospondiatis; AL = Aucklandia lappa Decne.; PL = Piper Longum L. Clicca qui per scaricare questa tabella.
File supplementare 1: Immagini di screenshot del protocollo farmacologico di rete. Fare clic qui per scaricare il file.
File supplementare 2: Zadi-5 componenti-proteine-rete di depressione. Fare clic qui per scaricare il file.
File supplementare 3: Tipo di rete. Fare clic qui per scaricare il file.
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Discussion
La depressione è una malattia mentale caratterizzata da umore basso, anedonia e mancanza di energia. Questo disturbo è accompagnato da distrazione, disfunzione cognitiva, ritiro sociale, insonnia, disfunzione sessuale e malattie gastrointestinali18,19. Nello studio della depressione, la creazione di un modello animale è fondamentale per comprendere i meccanismi patologici e gli effetti dei nuovi farmaci. In questo studio, è stato stabilito un modello di depressione del ratto indotto da CUMS attraverso le irritazioni descritte nella sezione 2 del protocollo e nella Tabella 1 per simulare lo stress, l'attacco e la frustrazione provenienti da fonti legate alla società, alla famiglia e al lavoro. La sequenza appropriata e l'aggiustamento dell'intensità degli stimoli sono fondamentali per stabilire questo modello di depressione. Inoltre, dopo ogni test di OFT sui ratti, la scatola deve essere pulita immediatamente per evitare che la traccia del ratto successivo venga influenzata. La CUMS combinata con l'isolamento crea efficacemente un modello affidabile di depressione del ratto20 che simula lo sviluppo di sintomi depressivi e segni biochimici nei pazienti umani. Questo modello è stato ampiamente utilizzato per esplorare i meccanismi fisiopatologici della depressione e valutare i farmaci antidepressivi in fase di sviluppo 21,22. Test come l'OFT, l'SCT e l'MWM sono modi semplici, oggettivi e ragionevoli per valutare l'appetito, l'assenza di motivazione, la capacità di apprendimento e la memoria dei ratti. Questi test sono riconosciuti come il gold standard per testare i modelli animali di neurodisturbi.
In questo studio, la farmacologia di rete si è basata sul database TCMSP dei siti online, che raccoglie, archivia e gestisce i dati provenienti da molte fonti disponibili, come siti web, libri e riviste accademiche23. Supporta efficacemente l'esplorazione di medicine tradizionali che hanno complessi meccanismi d'azione riducendo i tempi e i costi necessari per l'indagine 24,25. Nella farmacologia di rete, i dati vengono copiati nei file excel e classificati in modo chiaro in base a ciascun farmaco e database. La medicina tradizionale mongola è diversa dalla medicina tradizionale cinese in quanto i componenti di ciascun farmaco non possono essere ricercati. A questo proposito, la fase 2.2.1 del protocollo elenca un prezioso database per identificare i componenti chimici efficaci in questo studio. Come descritto nella fase 2.4 del protocollo, la determinazione della sovrapposizione delle proteine bersaglio di Zadi-5 e della depressione sulla base di tre database distinti potrebbe garantire l'accuratezza e l'efficienza dell'indagine. Si tratta di una modifica fondamentale dell'esperimento, essenziale per migliorare l'accuratezza dei risultati. L'interazione PPI, i KEGG e le analisi di arricchimento funzionale GO hanno indicato che la via di segnalazione PI3K-AKT svolge un ruolo fondamentale negli effetti terapeutici di Zadi-5 contro la depressione. La via della cascata di segnalazione chinasica pro-sopravvivenza PI3K/AKT è una via di trasduzione del segnale intracellulare che esercita un ruolo fondamentale nel danno neuronale attraverso lo stress antiossidativo e gli effetti anti-apoptotici26. La via di segnalazione PI3K-AKT è strettamente associata a funzioni cellulari fondamentali come la proliferazione, la sopravvivenza, la differenziazione e la traduzione delle proteine. Inoltre, svolge un ruolo dominante nel metabolismo delle cellule in organi specifici come il cuore e il cervello27. È stato riportato che l'attivazione della via PI3K-AKT può controllare le funzioni neuronali e proteggere i neuroni dal danno ossidativo regolando le proteine Bcl-2 antiossidanti per inibire la generazione di specie reattive dell'ossigeno (ROS)28,29.
Questo studio ha utilizzato un test comportamentale e una previsione farmacologica di rete per stimare gli effetti di Zadi-5. In futuro, la farmacologia di rete potrà essere utilizzata per prevedere i costituenti bioattivi dei medicinali a base di erbe e le loro proteine bersaglio. Saranno effettuate valutazioni patologiche e test molecolari chiave per caratterizzare i componenti bioattivi di Zadi-5. Verranno applicati test comportamentali per convalidare la motivazione, l'appetito e la memoria degli animali. Per garantire la qualità della validazione, la predizione dei componenti di Zadi-5 basata su database online sarà analizzata mediante cromatografia liquida-spettrometria di massa (LC-MS) e spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR). Le proteine bersaglio saranno analizzate mediante western blot e analisi quantitative della reazione a catena della polimerasi (qPCR)30.
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Disclosures
Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare.
Acknowledgments
Siamo grati per la strumentazione e il laboratorio forniti dalla facoltà di medicina mongola dell'Università di Medicina della Mongolia Interna, in Cina. Questo studio è stato sostenuto dalla National Natural Sciences Foundation of China (81760762) e dal Science and Technology Plan Project della Commissione sanitaria della Mongolia Interna, Cina (202201300).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Cytoscape software | version 3.7.0 | ||
| Fluoxetine | Lilly Suzhou Pharmaceutical Co., Ltd | J20160029 | |
| Morris water maze video trail analysing system | Tai Meng Tech Co., Ltd | WMT-200 | |
| Sprague Dawley rats | Beijing Biotechnology Co., Ltd, China | SCXK (JING) 2016-0002 | |
| video tracking system | Tai Meng Tech Co., Ltd | ZH-ZFT | |
| Zadi-5 pill | Pharmaceutical Preparation Center of International Mongolian Hospital, Inner Mongolia, China | M1301006 |
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