F'Kombinazzjonijiet ta' Drogi Sinerġiċi Skrin bbażati fuq Silico minn Mediċini Ħwawar: Każ li juża Cistanche Tubulosa

Jekk jogħġbok Emailtina.xiang@wecistanche.comjew ikkuntattja lil WhatsApp: flimkien ma' 8618283608063 għal aktar informazzjoni

Newroinfjammazzjonihija kkaratterizzata mir-repertorju elaborat tar-rispons infjammatorju tat-tessut tas-sistema nervuża ċentrali. Il-limitazzjonijiet tat-trattamenti attwali għan-newroinfjammazzjoni huma effetti sekondarji magħrufa fil-provi kliniċi tal-monoterapija. It-terapiji ta' kombinazzjoni ta' mediċini huma strateġiji promettenti biex jegħlbu l-mekkaniżmi ta' kumpens u l-effetti tal-mira. Madankollu, l-iskoperta ta 'kombinazzjonijiet sinerġistiċi ta' mediċini minn mediċini tal-ħxejjex hija rari. Imħeġġa mill-każijiet applikati b'suċċess ngħaddu biex ninvestigaw il-kombinazzjonijiet effettivi ta 'mediċini bbażati fuq il-farmakoloġija tas-sistema fost il-komposti minn Cistanche tubulosa (SCHENK) R. WIGHT. L-ewwelnett, 63 kompost bijoattiv potenzjali, il-133 mira diretta u indiretta relatati huma skrinjati permezz ta 'valutazzjoni tax-xebh tad-Droga flimkien mal-proċess ta' mira tad-droga. It-tieni nett, in-netwerk Compound-Target huwa mibni biex jakkwista s-sett tad-dejta għat-tbassir ta 'kombinazzjonijiet ta' mediċini. Aħna jelenkaw l-aqwa 10 kombinazzjonijiet ta 'mediċini li huma impjegati mill-algoritmu Probability Ensemble Approach (PEA), u n-netwerk Compound-Target-Pathway imbagħad jinbena mit-12-il kompost tal-kombinazzjonijiet, miri, u mogħdijiet biex jinkixfu l-azzjonijiet farmakoloġiċi korrispondenti. Fl-aħħarnett, approċċ ta 'passaġġ ta' integrazzjoni huwa żviluppat biex jiċċara l-effetti terapewtiċi tal-ħaxix fi proċessi bijoloġiċi rilevanti għall-karatteristiċi patoloġiċi differenti. B'mod ġenerali, il-metodu jista 'jipprovdi triq produttiva għall-iżvilupp ta' terapewtiċi ta 'kombinazzjoni ta' mediċini.

Newroġeniċinewroinfjammazzjonihija definita bħala azzjonijiet orkestrati ta 'ċelluli immuni intrinsika u adattivi, ċelluli vaskulari, u newroni attivati ​​minn stati patoloġiċi u attività newronali msaħħa fis-sistema nervuża ċentrali (CNS). Huwa probabbli li jkollu rwol fis-CNS priminginfjammatorjireazzjonijiet minn kundizzjonijiet bħal uġigħ, stress psikoloġiku, u epilessija jew isiru fattur patoġeniku f'mard newrodeġenerattiv. L-aġent attwali għat-trattament tan-newroinfjammazzjoni jappartjeni l-aktar għal monoterapija, inklużi dopamine, somatostatin, newropeptide, adenosine, eċċ. Madankollu, pereżempju, l-użu fit-tul tad-drogi komuni iżda qodma inibituri COX, Drogi Anti-infjammatorji Mhux sterojdi (NSAIDs), jista 'jikkawża effetti sekondarji avversi, leżjonijiet gastrointestinali, jew riskji kardjovaskulari1,2 u riżultati ta' provi kliniċi jibqgħu mhux sodisfaċenti partikolarment3, 4, għalhekk hemm bżonn mhux sodisfatt għal trattamenti ġodda ta 'newroinfjammazzjoni.

It-terapija ġdida tal-kombinazzjoni tad-droga tista 'tkun strateġija li qed tiżdied biex tissodisfa l-ħtiġijiet tal-iżvilupp ta' mediċini ġodda kif ukoll tegħleb l-ostakli fit-trattamenti ta 'mard kumpless. Taħlita ta’ terapija b’ħafna komponenti tista’ tissodisfa r-rekwiżiti ta’ hawn fuq, fejn żewġ mediċini jew aktar jintużaw flimkien5, bil-vantaġġi elenkati: effikaċja ogħla, reżistenza inkroċjata minima, doża baxxa filwaqt li inqas effetti sekondarji, u inqas tossiċità meta mqabbla ma’ mediċina waħda. agent6. Ilu jintuża fit-trattament ta 'mard kumpless7,8 għal kważi 30 sena. Intriganti, terapija ta 'kombinazzjoni ta' mediċini hija applikata wkoll fir-riċerka dwar mard newroloġiku, pereżempju, il-kombinazzjoni ta 'glimepiride u ibuprofen tista' tnaqqas b'mod effettiv l-infjammazzjoni fil-Marda ta 'Alzheimer (AD)9 jew ketamina/atropina tista' tnaqqas l-espressjoni ta 'proteini pro-infjammatorji fil-ġrieden epilettiċi10. Kombinazzjonijiet sinerġistiċi ta' mediċini jistgħu għalhekk iġibu ispirazzjoni ġdida għat-traċċar ta' trattamenti effettivi għalnewroinfjammazzjoni. Għalhekk, kif nistgħu nkissru l-ġewż iebes biex niksbu l-aħjar mediċini kombinatorji?

1Key Laboratorju tal-Bijoloġija tar-Riżorsi u l-Bijoteknoloġija fiċ-Ċina tal-Punent, Ministeru tal-Edukazzjoni, Skola tax-Xjenzi tal-Ħajja, Università tal-Majjistral, Xi'an, iċ-Ċina. 2Lab ta 'Sistemi Farmakoloġija, Ċentru tal-Bijoinformatika, Kulleġġ tax-Xjenza tal-Ħajja, Majjistral A & F Università, Yangling, iċ-Ċina. 3State Key Laboratory of New-tech għall-Proċess Farmaċewtiku tal-Mediċina Ċiniża, Jiangsu Kanion Parmaceutical Co. Ltd, Lianyungang, iċ-Ċina. Jianling Liu u Jinglin Zhu kkontribwew b'mod ugwali għal dan ix-xogħol. Il-korrispondenza u t-talbiet għall-materjali għandhom jiġu indirizzati lil CZ

Jianling Liu1, Jinglin Zhu1, Jun Xue1, Zonghui Qin1, Fengxia Shen1, Jingjing Liu1, Xuetong Chen2, Xiaogang Li1, Ziyin Wu2, Wei Xiao3, Chunli Zheng1 & Yonghua Wang1

Illum il-ġurnata, l-approċċi eżistenti għall-iskrinjar ta’ kombinazzjonijiet ta’ mediċini huma kif ġej, stħarriġ sistematiku ta’ pari ta’ mediċini in vitro bħall-metodu ta’ screening ta’ throughput għoli11 u l-‘Multiplex Screening for Interacting Compounds’ (MuSIC)12 jew evalwazzjonijiet tal-kombinazzjonijiet ta’ mediċini f’pari b’kbar. -esperimenti fuq skala13,14. Madankollu, il-konsum eċċessiv ta 'ħaddiema, riżorsi naturali, u ħin ta' testijiet empiriċi diffiċli jistgħu jkunu kwistjoni inevitabbli fl-evalwazzjoni ta 'kombinazzjonijiet effettivi ta' drogi. Bi tweġiba biex jingħelbu n-nuqqasijiet, ħarġu wkoll approċċi bbażati fuq analiżi tan-netwerk, speċjalment netwerks ta 'interazzjoni ġenetika15, data tal-bijoloġija tas-sistemi kimiċi16, u data molekulari u farmakoloġika17 għall-iskoperta ta' drogi kombinatorja. Barra minn hekk, korp dejjem jikber ta 'investigaturi18,19 ippropona approċċi ta' netwerk ġodda biex ibassar kombinazzjonijiet ottimali u sadanittant offra l-validazzjoni sperimentali korrispondenti, għalhekk l-integrazzjoni tat-tbassir tan-netwerk mal-validazzjoni sperimentali tista 'tkun xejra ġdida fil-qasam tat-tbassir kombinazzjonali.

Mediċini erbali jinvolvu għadd konsiderevoli ta 'formuli (Fang-Ji bil-Mandarin) u ingredjenti kimiċi, li jifforma database ta' prodotti naturali, sabiex ikun jista 'jlaħħaq ħjiel innovattivi, data fundamentali tal-bijoloġija għall-iżvilupp ta' kombinazzjonijiet ta 'mediċini, kif il-Professur Li20,21 u l-Professur Liu22 introduċa metodi ta 'analiżi olistiku bbażati fuq bijoloġija integrata biex jiddeċifra l-mekkaniżmi molekulari ta' mediċini erbali: pillola Liu-Wei-Di-Huang jew Injezzjoni li Tnaqqis. Fix-xogħol preċedenti tagħna, sibna mhux biss żewġ ħwawar rappreżentattivi Lonicera japonica u Fructus Forsythia juru effetti sinerġistiċi fuq l-influwenza jew infammation23 iżda wkoll komposti rutin u amentoflavone jippreżentaw effetti sinerġistiċi fil-prevenzjoni tad-dipressjoni24.

Fix-xogħol attwali tagħna, aħna niżviluppaw approċċ farmakoloġiku tas-sistema biex niskopru l-kombinazzjonijiet sinerġistiċi tal-mediċini fost il-komposti mill-ħaxix.Cistanche tubulosa(SCHENK) R. WIGHT, huma proposti l-passi li ġejjin: l-ewwelnett, nagħżlu komposti bijoattivi permezz ta 'tbassir ta' tixbiha tad-droga, li jintużaw bħala lixki biex jistadu l-miri relatati. U mbagħad, ispirati minn paradigma bbażata fuq "mira ta' netwerk" biex nipprijoritizzaw kombinazzjonijiet ta' aġenti sinerġistiċi b'mod ta' produzzjoni għolja25, nakkwistaw kombinazzjonijiet effettivi ta' mediċini fost il-komposti potenzjali bbażati fuq algoritmu intern li jissejjaħ Probabbiltà Ensemble Approach (PEA)26 b' effiċjenza għolja ta 'taħriġ, applikabilità estensiva, u żewġ indiċi kwantitattivi biex jiddeskrivu l-proprjetà ta' kombinazzjoni ta 'mediċina. Fl-aħħarnett, nużaw il-miri miksuba u l-komposti ta 'pari kandidati biex nibnu netwerk/mogħdija u mbagħad nipprovdu analiżi biex tikkodifika l-mekkaniżmu ta'Cistanche tubulosafuqnewroinfjammazzjonib'mod ħolistiku. Bħala eżempju, hija l-ewwel darba li jiġu skrinjati kombinazzjonijiet effettivi ta 'mediċini minn prodotti naturali bbażati fuq il-farmakoloġija tas-sistema permezz tal-integrazzjoni ta' metodi komputazzjonali u validazzjoni sperimentali biex tapprova l-affidabbiltà tat-tbassir. Aħna nemmnu li dan jista 'jgħin biex tippersonalizzatrattament newroinfjammazzjoni, ittejjeb il-fehim tagħna ta 'żvilupp newroprotettiv effettiv, u se tgħin riċerka preklinika futura.

Riżultati

Miri ta' Cistanche tubulosa.

Biex tikseb il-miri relatati ma 'newroinfjammazzjonil-ewwelnett niksbu l-ingredjenti fiCistanche tubulosa(SCHENK)R. WIGHT billi tfittex fid-database TCMSP (http://lsp.nwu.edu. cn/), li tirriżulta f'103 komposti (Tabella Supplimentari S1, Ara Materjali u Metodi). Imbagħad, nanalizzaw ix-xebh tad-droga tagħhom billi napplikaw il-mudell ta' tbassir DL mibni fix-xogħol preċedenti tagħna (Ara Materjali u Metodi). B'dan il-mod, niksbu 63 kompost bijoattiv potenzjali (Tabella Supplimentari S2) b'indiċi DL akbar minn jew ugwali għal 0.18. Sussegwentement, permezz tal-algoritmi Sys DT u WES, aħna nidentifikaw 117-il mira ta 'dawn il-komposti bijoattivi potenzjali. Fl-aħħarnett, 43 mira potenzjali (Tabella Supplimentari S3) relatati mill-qrib man-newroinfjammazzjoni jiġu rkuprati wara li jitħassru l-istorbju u l-iżbalji, permezz tal-immappjar tal-mira 117 tal-komposti għad-database CTD.

Analiżi ta' arrikkiment tal-GOBP għall-miri.

Biex tivverifika jekk il-proteini mmirati mill-komposti bijoattivi potenzjali humiex relatati mill-qrib magħhomnewroinfjammazzjoni, aħna nwettqu analiżi ta' arrikkiment tal-GOBP permezz ta' mappjar ta' miri lil DAVID. Fig. 1 turi siġra GO li tirrappreżenta r-riżultati ta' termini GOBP arrikkit b'mod sinifikanti (valur P Inqas minn jew ugwali għal 0.05), fejn il-miri huma kategorizzati f'20 grupp differenti, bħal regolazzjoni pożittiva tal-muskolu lixx vaskulari proliferazzjoni taċ-ċelluli u regolazzjoni pożittiva tal-migrazzjoni tal-lewkoċiti. Fost dawn il-gruppi, it-trasmissjoni kimika sinaptika,infjammatorjirispons, sinjalazzjoni taċ-ċelluli taċ-ċelluli, u l-bqija huma kollha assoċjati mill-qrib magħhomnewroinfjammazzjoni. Per eżempju, l-alterazzjonijiet sinaptiċi li jseħħu waqt mard newroinfjammatorju huma fil-biċċa l-kbira medjati minninfjammatorjiċitokini rilaxxati minn ċelluli T li jinfiltraw u minn mikroglia attivata u huma responsabbli, għall-inqas parzjalment, għal patoloġija dendritika irriversibbli, (kollettivament, dawn l-osservazzjonijiet jissuġġerixxu li l-miri mbassra probabbilment jistgħu jikkontribwixxu għat-trattament ta 'newroinfjammazzjoni.

Kostruzzjoni u analiżi tan-netwerk tal-Compound-Target.

Ġeneralment, terapiji kombinati fattibbli u effettivi huma kombinazzjonijiet ta 'komposti bijoattivi bi proprjetajiet farmakokinetiċi ideali, li jistgħu jibbilanċjaw in-netwerk tal-mard billi jirregolaw miri speċifiċi. Għalhekk, aħna nibnu aktar netwerk statiku kompost-mira biex jiċċekkjaw ir-relazzjonijiet topoloġiċi tagħhom. Kif muri fil-Fig. 2, in-netwerk bipartite kompost-mira (CT) juri 482 interazzjoni bejn 63 kompost u 43 mira b'mod viżwalment attraenti. Aħna nanalizzaw il-grad tan-nodi fin-netwerk kompost-mira li jirriżulta fi grad medju għal kull kompost ta '11.209 u 7.651 għal kull mira, rispettivament. Aħna nosservaw li fost it-63 kompost, 38 minnhom jaġġustaw aktar minn 7 miri (akbar mill-grad medju), li jimmanifestaw l-effetti sinerġistiċi potenzjali fosthom.

Per eżempju, syringin (mol30) jinteraġixxi ma 'l-akbar numru ta' miri, li jista 'jkollhom rwol ta' ċentru fin-netwerk. Interessanti, studju juri li l-kostitwent fenoliku syringin iżolat minn Euonymus alatus(Thunb.) Sieb. (Celastraceae) għandu effett anti-newroinfjammatorju billi jinibixxi NO produzzjoni2.2'-acetylatteoside (mol42) huwa fil-kontroll ta '10 miri differenti (grad =10). Fost dawn il-miri, HSPB1 (magħruf ukoll bħala HSP27), bħala eżempju, huwa chaperone molekulari li juri proprjetajiet newroprotettivi f'ħafna mudelli ta 'mard u korriment. Għal verbascoside (mol33), il-proprjetajiet newroprotettivi ta 'dan il-kompost bijoattiv jinvolvu modulazzjoni ta' fatturi ta 'traskrizzjoni u konsegwentement espressjoni tal-ġeni mibdula, li tirriżulta f'regolazzjoni 'l isfel ta' infammation30. Ta’ min jinnota li għalkemm il-proprjetà tat-topoloġija tan-netwerk ma tippreġudikax lejn l-echinacoside (mol41, grad=7), huwa kompost ġdid attiv oralment potenzjali għar-regolazzjoni tan-newroinfjammazzjoni u sinjali relatati fil-marda ta’ Parkinson u jista’ jipprovdi metodu ġdid. prospett għal trattament kliniku. Meħuda flimkien, dawn ir-riżultati jindikaw li l-komposti attivi potenzjali skrinjati huma kollha relatati man-newroinfjammazzjoni u jistgħu jitqiesu bħala s-sett tad-dejta għat-tbassir ta 'kombinazzjonijiet ta' mediċini.

Kompost-Target-Pathway kostruzzjoni u analiżi tan-netwerk.

Billi nużaw l-algoritmu PEA, ikollna 10 kombinazzjonijiet ta 'mediċini differenti (Tabella 1.), li jinvolvu 12-il kompost. Dawn il-kombinazzjonijiet ta 'mediċini huma kollha bi probabbiltà ta' sinerġija għolja, li tirrappreżenta l-possibbiltà li tinduċi sinerġija bejn żewġ komposti. Għalhekk, sa ċertu punt, dawn il-komposti huma kkunsidrati bħala s-sustanzi fundamentali farmakoloġiċi ta 'Cistanche tubulosa. Ibbażat fuq l-informazzjoni fil-mira ta 'dawn il-komposti u l-mogħdijiet derivati ​​minn DAVID, aħna nibnu n-netwerk tal-compost-target-pathway (CTP) biex b'mod preliminari dawl fuq il-mekkaniżmi molekulari ta' dawn il-komposti. In-netwerk tal-mogħdija tal-mira kompost irriżulta jikkonsisti minn 47 nodu u 99 tarf. Kif muri fil-Fig. 3, dawn il-komposti jistgħu jaġixxu mhux biss fuq il-proteini tal-upstream iżda wkoll fuq il-downstream tal-mogħdijiet assoċjati man-newroinfjammazzjoni, speċjalment l-indikaturi diretti tal-markaturi tal-infjammazzjoni.

B'mod partikolari, il-maġġoranza l-kbira tal-komposti jimmiraw il-proteini upstream bħal HSPB1, HTR2A, NTSRl, u oħrajn, li jindikaw ir-regolazzjoni makro ta 'dawn il-komposti għat-trattament ta' newroinfjammazzjoni. Pereżempju, echinacoside kompost (mol41) jimmira l-mogħdija tal-VEGF permezz tal-proteina HSPB1 (Figura 1 Supplimentari). Fortunatament, studji juru li HSPB1 għandu proprjetajiet ċitoprotettivi sinifikanti f'diversi mudelli ta 'mard newroloġiku in vivo jew in vitro u jista' jkollu rwol f'effett anti-infjammatorju billi jirregola l-passaġġ ta 'sinjalazzjoni tal-fattur nukleari-KB(NF-KB)435.Barra minn hekk, studju juri wkoll li R-Ras jista 'jirregola l-attivitajiet anġjoġeniċi ta' ċelluli endoteljali parzjalment permezz ta 'inibizzjoni tal-assi tal-proteina kinase attivata minn mitoġenu p38 (p38 MAPK) -HSPB1 tal-mogħdija tas-sinjalar VEGF*.

Nistgħu niksbu dak il-kompost tubuloside A (mol56) jimmira l-mogħdija tas-sinjalar tal-Kalċju permezz tal-proteina NTSRl fin-netwerk. Huwa magħruf kollu li l-joni tal-kalċju (Ca² plus ) huma t-tieni messaġġier universali fiċ-ċelloli tas-sistema immuni. It-tnaqqis fl-attività sinaptika jew żieda fis-sinjalar tar-riċettur ta 'l-aċidu N-methyl-D-aspartic extrasynaptic (NMDA) jista' jwassal għal dishomeostasis tal-kalċju nukleari37,38, u b'hekk tiżdied l-okkorrenza ta 'newrodeġenerazzjoni u disfunzjoni konjittiva. Barra minn hekk, il-proteina fil-mira NTSRl hija membru tas-superfamilja kbira ta 'riċetturi akkoppjati mal-proteini G, u s-sinjalar huwa ġġenerat permezz ta' proteini G li jorbtu li jistgħu jattivaw sistema tat-tieni messaġġier phosphatidylinositol-calcium u MAP kinases 'l isfel9.

Eżempju ieħor huwa li l-kompost 2'-acetylatteoside(mol42) jimmira l-mogħdija tas-sinjalar GnRH permezz tal-proteina PRKCD. PRKCD, waħda mill-isoformi PKC, hija medjatur ewlieni tal-attivazzjoni tal-proteina kinases regolati extraċellulari1/2 MAPK(ERK1/2 MAPK), c-Jun N-terminal protein kinases MAPK(JNK MAPK), u p38 MAPK minn gonadotropin- ormon li jirrilaxxa (GnRH)0. U, bħala proċessi ewlenin fin-netwerk tas-sinjalar stimulat mill-GnRH, il-kaskati MAPK downstream u l-metaboliti tal-aċidu arakidoniku (AA) jistgħu jipproduċuinfjammatorjiproteina, COX-2. Fir-rigward tal-kankanoside O (mol18) u s-syringin (mol30), dawn jinteraġixxu direttament mal-proteini downstream PTGS2, NOS2, u oħrajn.infjammatorjiindikaturi, li hija riflessjoni intuwittiva tal-effikaċja tal-kom-pounds. Studju juri li s-syringin jista' jrażżan il-produzzjoni tal-fattur ta' nekrożi tat-tumur-c (TNF-c) f'ċelluli RAW264.7 stimulati minn Lipopolysaccharides (LPS)42. U l-istudji l-oħra juru li svringin jista 'wkoll inaqqas il-konċentrazzjoni NO u l-attività NOS jew il-produzzjoni ta' prostaglandin E2. Isoacteoside (mol43) immirat MMP9, huwa attur importanti fis-sistema nervuża ċentrali u jkun enzima medjatur putattiv għal disturbi newropsikjatriċi bħal skizofrenija u mard bipolari5, Id-degradazzjoni ta 'NF-KB u fosforilazzjoni ta' p38, ERK1/2, JNK MAPK jew Akt (Protein Kinase B) tal-mogħdijiet tas-sinjalar upstream jistgħu jimmodulaw l-espressjoni tal-ġene MMP9 u l-inibizzjoni ta 'MMP9 li jistgħu jnaqqsu l-espressjoni ta' ċelluli inattivati ​​ta 'nitric oxide synthase (iNOS) inducible46-48

Analiżi tal-mogħdija.

"Passaġġ ta' Neuroinflammation" inkorporat huwa mibni billi jiġu integrati l-mogħdijiet ewlenin miksuba permezz ta 'analiżi tan-netwerk tal-mogħdija ta' mira kompost, inkluża l-mogħdija tal-marda ta 'Alzheimer, mogħdija ta' sinjalazzjoni tal-kalċju, mogħdija ta 'sinjalazzjoni GnRH, mogħdija ta' sinjalazzjoni VEGF, u sinapsi serotonerġika. Mit-43 mira, 19 jistgħu jiġu mmappjati fuq il-"mogħdija tan-Newroinflammation". Kif muri f'Fig. 4, il-Cistanche tubulosa tirrappreżenta l-miri tal-komposti attivi li jqassmu fil-"mogħdija ta 'Neuroinflammation. Il-"mogħdija ta' Neuroinflammation" hija kklassifikata fi 13-il modulu terapewtiku differenti, bħal mewt taċ-ċelluli, apoptożi, infjammazzjoni u newroprotezzjoni. F'dan l-istudju, nieħdu moduli ta 'mewt taċ-ċelluli, infjammazzjoni u newro-protezzjoni bħala eżempji biex niċċaraw il-mekkaniżmu ta' Cistanche tubulosa għan-newroinfjammazzjoni.

Modulu tal-mewt taċ-ċelluli. Il-miri li jinsabu fil-mogħdija tal-marda ta 'Alzheimer huma prinċipalment involuti fil-proċess tal-mewt taċ-ċelluli, li jissuġġerixxi li l-mewt taċ-ċelluli hija relatata mill-qrib man-newroinfjammazzjoni. Studji juru li n-newroinfjammazzjoni medjata mill-mikroglia tikkontribwixxi għall-mewt taċ-ċelluli newronali, li mhix ristretta għal marda speċifika iżda implikata f'diversi mard bħall-iskemija4, il-marda ta 'Parkinson u l-marda ta' Alzheimer5l. Kif muri f'Fig.4,

miri APP, GRIN2B, u MAPT hija regolata mill-komposti attivi minn Cistanche tubulosa li jindikaw li jistgħu jinibixxu l-mewt taċ-ċelluli u b'hekk joffru trattament għan-newroinfjammazzjoni. Interessanti, id-dominju intraċellulari APP ifixkel in-newroġenesi adulti fil-ġrieden transġeniċi billi jinduċi newroinfammation52. L-inabbiltà tal-MAPT tirregola sew id-dinamika tal-mikrotubuli newronali u għalhekk timmedja l-mewt taċ-ċelluli newronali53. Dawn kollha jindikaw li Cistanche tubulosa jista' jikkura n-newroinfjammazzjoni billi jinibixxi l-mewt taċ-ċelluli.

Modulu ta 'infjammazzjoni.

It-terminu newroinfjammazzjoni huwa r-reazzjonijiet infjammatorji fis-CNS bi tweġiba għall-attività newronali1. F'dan l-istudju, aħna niskopru l-passaġġ ta 'sinjalazzjoni GnRH u l-involviment tal-mogħdija ta' sinjalazzjoni VEGF fil-modulu infjammatorju (Fig. 4). Pereżempju, MMP2 fil-mogħdija tas-sinjalar GnRH tappartjeni għall-familja MMPs, li huma espressi f'sitwazzjonijiet fiżjoloġiċi u kundizzjonijiet patoloġiċi li jinvolvu infjammazzjoni. U l-MMPs jirregolaw diversi funzjonijiet relatati mal-infjammazzjoni inklużi l-bijodisponibilità u l-attività taċ-ċitokini infjammatorji u l-kimokini54. Barra minn hekk, il-mogħdija tas-sinjalar tal-VEGF tista 'twassal għall-ġenerazzjoni ta' NOS2, barra minn hekk, tipparteċipa fir-rispons infjammatorju akut għal LPS b'mekkaniżmi multipli: involviment f'sinjalazzjoni ta 'ċitokini proinfjammatorji u alterazzjoni tal-espressjoni ta' diversi ġeni li jaffettwaw risponsi infjammatorji-immuni għal LPS55. B'mod kollettiv, dawn kollha jindikaw li Cistanche tubulosa tista' tfejjaq in-newroinfjammazzjoni billi tirregola s-sistema infjammatorja.

Modulu newroprotezzjoni.

In-newroprotezzjoni hija l-mekkaniżmi u l-istrateġiji użati biex jipproteġu kontra korriment newronali jew deġenerazzjoni fis-CNS wara disturbi akuti (eż. puplesija jew korriment/trawma tas-sistema nervuża) jew bħala riżultat ta' mard newrodeġenerattiv kroniku (eż. Parkinson's, Alzheimer's, Sklerożi Multipla). L-għan tan-newroprotezzjoni huwa li tillimita disfunzjoni/mewt newronali wara korriment tas-CNS u tipprova żżomm l-ogħla integrità possibbli ta 'interazzjonijiet ċellulari fil-moħħ li tirriżulta f'funzjoni newrali mhux disturbata. Kif jidher minn Fig. 4, xi miri fuq il-mogħdija tas-sinapsi serotonerġika huma involuti fil-funzjoni tan-newroprotezzjoni. Pereżempju, il-produzzjoni ta' prostaglandini permezz ta' PTGS1 u PTGS2 (magħrufa wkoll bħala COX-1 u COX{-2) hija medjatur essenzjali fl-evokazzjoni ta' mekkaniżmi anti-infjammatorji u ġodda favur ir-riżoluzzjoni56. Studju reċenti wera li l-espressjoni tal-ġeni ta' ADCY5, enzima li tikkatalizza l-ġenerazzjoni ta' cAMP57, titnaqqas permezz tal-metilazzjoni tal-promotur fil-linji taċ-ċelluli HCC tal-bniedem indotti minn COX-2-58. Ibbażat fuq l-analiżi ta 'hawn fuq, aħna nispekulaw li l-akkumulazzjoni ta' COX-2 tista 'tinfluwenza s-sekrezzjoni ta' sAPP , il-qsim ta 'APP maqsum minn -secretase li huwa modulat minn cAMP u jeżerċita aktar l-effett newroprotettiv59,60. Ir-riżultati tagħna juru li n-newroprotezzjoni għandha rwol importanti fit-trattament tan-newroinfjammazzjoni.

Validazzjoni sperimentali

Il-vijabbiltà taċ-ċelloli mikrogliali BV2 ittrattati mill-komposti.

Ċelloli mikrogliali BV2 (8 × 104 ċelluli/ml) huma mitmugħa b'konċentrazzjonijiet ta '37.5 sa 300 uM għal kull millilitru tal-midja tal-kultura mingħajr serum tal-erba' komposti għal 24 siegħa. Aħna nqisu l-vijabbiltà taċ-ċelluli tal-grupp ta 'kontroll ikkultivat fin-nuqqas ta' serum b'inqas minn 0.1 fil-mija DMSO bħala 100 fil-mija (Fig.5 (ad)). Apparentement, l-ebda ċitotossiċità ċellulari sinifikanti ma hija osservata fid-dożaġġi preskritti tal-gruppi.

Validazzjoni tas-sinerġija tad-droga u effett anti-infjammatorju potenzjali in vitro.

Biex jiġu vvalutati aktar ir-riżultati miksuba in silico, erba 'komposti li jkopru tliet pari sinerġistiċi, jiġifieri isoacteoside, 2'-acetylatteoside, echinacoside, u verbascoside, huma magħżula biex jeżaminaw l-effetti sinerġistiċi tad-droga tagħhom u l-effett anti-infjammatorju potenzjali bl-użu ta' ċelluli BV2 trattati b'LPS. B'mod partikolari, aħna nwettqu analiżi tal-western blot għall-espressjoni tal-proteini iNOS u COX-2 biex tikkonforma mas-sinerġija u l-effetti anti-infjammatorji tal-kombinazzjonijiet ta 'mediċini mbassra.

Kif muri f'Fig.5(eż.), il-livelli tal-proteini iNOS u COX-2 fil-pannell tal-linji taċ-ċelluli BV2 ittestjati huma rrappurtati. Aħna nosservaw li jew it-trattament ta 'isoacteoside jew 2'-acetylatteoside, l-espressjonijiet tal-proteini ta' iNOS u COX-2 fiċ-ċelloli BV2 huma t-tnejn naqsu b'mod sinifikanti f'livelli ta 'doża differenti. Madankollu, it-trattament bil-kombinazzjoni ta 'isoacteoside u 2'-acetylatteoside jinduċi żieda sinifikanti tal-fatturi infjammatorji iNOS u COX-2(Fig.5(e)). Figura 5(1) turi li t-trattament ta' echinacoside jew verbascoside, bħala aġent wieħed, jikkawża tnaqqis fl-espressjoni ta' iNOS u COX-2. Barra minn hekk, kif mistenni, trattament b'echinacoside flimkien ma' verbascoside f'konċentrazzjoni ta' 150 μM irriżulta fi tnaqqis aktar evidenti fil-livelli ta' espressjoni tal-proteini (iNOS u COX-2), li jindika l-effetti sinerġistiċi anti-infjammatorji ta' dan. kombinazzjoni tad-droga. Bl-istess mod, kif indikat fil-Fig. 5(g), il-kombinazzjoni ta 'echinacoside u 2'-acetylatteoside juru effett sinerġistiku sinifikanti fuq l-inibizzjoni ta' COX-2 fil-konċentrazzjoni ta '75μM jew 300 μM. Madankollu, għal iNOS, fid-dożaġġ ta '300 μM, il-kombinazzjoni tirrappreżenta soppressjoni mmarkata tal-proteina. B'kuntrast, insibu li m'hemm l-ebda effetti ovvji ta' inibizzjoni kemm fuq iNOS kif ukoll fuq COX-2 dwar il-kombinazzjoni ta 'isoacteoside u 2'-acetylatteoside jew echinacoside u verbascoside f'konċentrazzjoni ta' 75μM (Figura 2 Supplimentari), barra minn hekk, trattament ma 'pari oħra juri effett ħafna aktar dgħajjef meta mqabbel ma' l-aġenti singoli fid-dożaġġ ta '150 jew 300μuM li jista' jidher fil-Fig. 5 (eż.).

Fil-qosor, l-istudju in vitro jipprovdi informazzjoni addizzjonali għall-iskrinjar ta 'kombinazzjonijiet ta' mediċini b'effetti anti-infjammatorji qawwija u juri l-affidabbiltà tal-istrateġija tal-iskrin in silico.

Diskussjoni

In-newroinfjammazzjoni hija implikata fil-biċċa l-kbira tal-mard newroloġiku, psikjatriku u ta' żvilupp newroloġiku minħabba li mhux biss hija konsegwenza iżda tista' tkun trigger tal-patoloġija6!. Madankollu, it-trattamenti attwali għal newroinfjammatorji huma l-aktar monoterapiji, limitati minn effetti sekondarji magħrufa kif nafu. L-inibituri COX-2 jistgħu jwasslu għal difetti kardjovaskulari li jirrispondu għal trattament fit-tul, u trattament immirat għat-TNF jista' jikkawża infezzjoni permezz ta' immunosoppressjoni62. Approċċi terapewtiċi kombinatorji jistgħu jkunu imperattivi biex itejbu t-trattament ta 'mard kumpless bil-vantaġġi li ġejjin: ir-robustezza tan-netwerk ikkonfrontata u l-kumpens tal-bypass. iż-żieda fl-effikaċja klinika filwaqt li tinżamm tossiċità minima umana u d-dożaġġ imnaqqas ta’ kull kompost63. Madankollu, l-esplorazzjoni tal-kombinazzjonijiet sinerġistiċi tal-mediċini fost il-komposti derivati ​​minn mediċini tal-ħxejjex ibbażati fuq il-farmakoloġija tas-sistema hija ftit ristretta mir-raġuni ewlenija possibbli ta 'ammonti kbar ta' Komposti.

In the work, we firstly gain 63 potential bioactive compounds from the herb Cistanche tubulosa, fulfilling the criteria (DL>0.18) għal aktar analiżi bl-għajnuna tat-tbassir li hija indispensabbli biex tgħarbel aktar molekuli promettenti bi proprjetajiet mixtieqa. Wara l-immappjar tal-mira 133 tat-63 kom-pounds bijoattivi potenzjali għad-database, ikollna 43 mira relatati man-newroinfjammazzjoni, u mbagħad l-analiżi ta 'raggruppament tal-GOBP tal-miri mbassra probabbilment tista' tikkontribwixxi għat-trattament tan-newroinfjammazzjoni. Ir-riżultat analitiku tan-netwerk CT wera grad medju għal kull kompost ta '11.209 u 7.651 għal kull mira, rispettivament, u 38of minnhom jaġġustaw aktar minn 7 miri (akbar mill-grad medju). Pereżempju, echinacoside (mol41)4- imbassar b'7 miri, verbascoside (mol33)3067 b'9 miri, jew tubuloside B(mol57)686 bi 8 miri jista' jkollu rwoli ewlenin fin-newroprotezzjoni f'konformità mal-letteratura li qed tiżdied.

Nilħqu miri terapewtiċi diretti bħal APP, MAPT (magħrufa wkoll bħala Tau), PPARG70, MMP9, MMP27172 u HTR2A (magħrufa wkoll bħala 5-HT2A), GRIN2B (subunità tat-tip NMDA tar-riċettur ionotropiku tal-glutamate 2B), u GRIA1( subunità tat-tip AMPA tar-riċettur ionotropiku tal-glutamat 1) jew miri potenzjali downstream bħal PTGS274 jew NOS27 li huma assoċjati ma 'newroinfjammazzjoni jew mard varji tas-sistema nervuża,

L-analiżi tan-netwerk tal-Compound-Target-Pathway turi 12-il kompost mill-aqwa 10 par ta’ drogi permezz tal-algoritmu PEA, konnessi mat-43 mira potenzjali u l-mogħdijiet marbuta man-newroinfjammazzjoni, pereżempju, passaġġ ta’ sinjalazzjoni tal-kalċju, interazzjoni newroattiva ligand-riċettur jew Mogħdija ta 'sinjalazzjoni TNF, eċċ. Fis-sistema, dawn il-komposti mbassra jistgħu jaġixxu mhux biss fuq il-proteini tal-upstream iżda wkoll downstream ta 'mogħdijiet assoċjati ma' newroinflammation u bijomarkaturi infjammatorji. b'mod partikolari, Barra minn hekk, l-informazzjoni addizzjonali għall-iskrinjar ta 'kombinazzjonijiet ta' mediċini b'effetti potenzjalment anti-infjammatorji hija pprovduta u l-affidabbiltà tal-istrateġija tal-iskrin in silico hija vverifikata permezz ta 'validazzjoni sperimentali. Il-mogħdija tan-newroinfjammazzjoni hija magħmula mill-mogħdija tal-marda ta 'Alzheimer, il-mogħdija ta' sinjalazzjoni tal-kalċju, mogħdija ta 'sinjalazzjoni GnRH, mogħdija ta' sinjalazzjoni VEGF, u s-sinapsi serotonerġika. Ir-riżultati analitiċi spjegawlna b'mod distint li l-mewt taċ-ċelluli, l-infjammazzjoni u l-moduli ta 'newroprotezzjoni huma eżemplati biex jiddeċifraw il-mekkaniżmu ta' Cistanche tubulosa għat-trattament ta 'newroinfjammazzjoni.

In-newroinfjammazzjoni takkumpanja diversi mard newrodeġenerattiv li jista 'jkun mhux biss konsegwenza iżda trigger ta' patoloġija, għalhekk, terapiji anti-infjammatorji huma ssuġġeriti li jkunu approċċ ta 'trattament promettenti!. Għad-diżappunt tagħna, għalkemm irrealizzajna l-limitazzjoni tal-monoterapiji, l-evalwazzjoni u l-mekkaniżmi sottostanti tat-terapiji kombinati għadhom l-isfidi ewlenin fl-iżvilupp tal-istrateġija alternattiva ġdida. Dan ix-xogħol għalhekk jista 'joffri opportunitajiet terapewtiċi ġodda għan-newroinfjammazzjoni u jista' jiftaħ triq ġdida għall-iskoperta ta 'kombinazzjonijiet ta' mediċini minn prodotti naturali.

Materjali u metodi

Ġbir ta' komposti.

Total ta '66 ingredjent kimiku ta' Cistanche tubulosa jinġabru manwalment minn TCMSP (http://lsp.nwuedu.cn/)6, inklużi 26 phenylethanoid glycosides, 22 iridoids,4lignans, 7 mono-terpene glycosides,2 sustanzi nitroġenużi, 3 benzene acryloyl zokkrijiet, 1 sterol, 1 ketol. Minħabba li glycosides f'Cistanche tubulosa huma ġeneralment idrolizzati biex jilliberaw aglycone li mbagħad jiġi assorbit fil-mukuża intestinali, għalhekk, nieħdu l-molekuli mingħajr glycolic u in konsiderazzjoni, li huma mmarkati bħala qt. Dan wassal għall-ġenerazzjoni tal-103 komposti. Dawn il-molekuli huma pprovduti fit-Tabella Supplimentari S1.

Evalwazzjoni tax-xebh tad-droga. Biex tikseb il-komposti bijoattivi potenzjali minn Cistanche tubulosa, aħna nevalwaw ix-xebh tad-droga ta 'dawn l-ingredjenti billi nikkalkulaw ix-xebh ta' Tanimoto77between komposti tal-ħxejjex u l-proprjetajiet molekulari medji tas-sustanzi kimiċi kollha fid-database tad-Droga8. U, il-mudell ta 'tbassir DL ġie applikat b'suċċess f'ħafna studji98 biex jintgħażlu komposti bijoattivi. Fix-xogħol, l-indiċi DL Akbar minn jew ugwali għal 0.18 tal-kandidati huwa definit bħala l-valur tal-limitu biex ikun adattat aħjar għall-analiżi sussegwenti.

Tbassir tal-mira tad-droga.

L-identifikazzjoni tal-miri ta' effikaċja għal komposti ewlenin tibqa' pass ewlieni għall-progress tal-komposti fl-iżvilupp tad-droga. Hawnhekk, jitwettqu żewġ għodod interni: SysDT u WES biex tiġi derivata l-informazzjoni tal-mira molekulari għas-sajd tad-droga. Sys DT huwa mudell in silio li jitwettaq bil-kombinazzjoni tal-informazzjoni kimika, ġenomika u farmakoloġika bbażata fuq iż-żewġ għodod matematiċi qawwija: Random Forest (RF) u Support Vector Machine (SVM) biex tittratta l-kwistjoni tal-identifikazzjoni tal-mira b'mod effettiv2. Il-mudell miksub huwa serva bħala pjattaforma siewja għat-tbassir ta 'interazzjonijiet fil-mira tad-droga bi preċiżjoni ġenerali ta' 97.3 fil-mija, preċiżjoni attivata ta 'tbassir ta' 87.7 fil-mija, u preċiżjoni ta 'tbassir inibita ta' 99.8 fil-mija. Sabiex jinqabdu komponenti aktar promettenti, il- kriterji ta 'filtrazzjoni hija definita bħala valur RF akbar minn jew ugwali għal 0.7 jew SVM akbar minn jew ugwali għal 0.8 f'dan l-istudju.

Is-similarità tal-ensemble peżat (WES) huwa mudell komputazzjonali qawwi ġdid biex jidentifika l-miri diretti tad-droga tal-ingredjenti bijoattivi attwali. Bħala għodda ġdida, il-mudell miksub jaħdem tajjeb fit-tbassir tal-irbit b'sensittività medja ta '85 fil-mija (SEN) u l-mudelli li ma jorbtux b'71 fil-mija (SPE) b'żoni medji taħt il-kurvi operattivi tar-riċevitur (ROC, AUC) ta' 85.2 fil-mija u konkordanza medja ta' 77.5 fil-mija. Il-miri miksuba huma mmappjati aktar ma' Uniprot (http://www,uniprot.org) biex sussegwentement jiġu normalizzati l-ismijiet u l-organiżmi tagħhom. Hawnhekk, aħna nagħżlu biss il-miri tal-Homo sapiens għal aktar analiżi. Il-miri tal-kandidati tal-komposti magħżula huma mmappjati mad-database tas-CTD (http://ctdbase.org/) biex jiksbu l-mard relatat tagħhom u fl-aħħarnett aħna ngħarblu miri potenzjali relatati man-newroinfjammazzjoni.

GO arrikkiment u analiżi għall-miri. Biex tinvestiga l-proċessi bijoloġiċi involuti tal-miri miksuba, aħna nimmappjaw il-miri għal DAVID(http://david.abcc.ncifcrf.gov)8 u t-termini b'valur P inqas minn 0.05 jintgħażlu f' din it-taqsima.

Analiżi tal-kombinazzjoni tad-droga.

Fix-xogħol preċedenti tagħna, qafas ta 'farmakoloġija tas-sistema ġie sfruttat biex ibassar kombinazzjonijiet ta' mediċini fuq mudell iddisinjat ġdid, imsejjaħ Probability Ensemble Approach (PEA) bl-iskop li janalizza l-effikaċja klinika u l-effetti avversi ta 'kombinazzjonijiet ta' mediċini. Fid-dettall, netwerk Bayesian li jintegra ma 'algoritmu ta' xebh ġie żviluppat biex jimmudella l-kombinazzjonijiet minn effett molekulari u farmakoloġiku kompost, L-evalwazzjoni magħquda li għaqqad l-effikaċja klinika u l-effetti avversi għall-pari mbassra ġiet ippreżentata mbagħad26. Fil-qosor, juri li l-PEA jista 'jbassar l-effikaċja tal-pari b'ispeċifiċità u sensittività għolja (AUC=0.90) fix-xogħol tagħna. F'dan ix-xogħol, aħna nagħżlu l-aqwa għaxar kombinazzjonijiet ta 'mediċini bbażati fuq il-probabbiltajiet ta' sinerġija tagħhom, li jirrappreżentaw il-possibbiltà li tinduċi sinerġija bejn żewġ komposti.

Bini u analiżi ta' Netwerk/Pathway.

Biex tinvestiga r-relazzjonijiet bejn l-ingredjenti attivi u l-mard infjammatorju, in-netwerk kompost-mira (CT) u n-netwerk kompost-mira-mogħdija (CTP) huma ġġenerati minn Cytoscape 2.8.1, pakkett bijoinformatiku popolari għall-viżwalizzazzjoni tan-netwerk bijoloġiku u l-integrazzjoni tad-dejta※. Il-proprjetajiet kwantitattivi tan-netwerk huma analizzati miż-żewġ plugins li ġejjin Network Analyzer u CentiScaPe 1.2. Fin-netwerk grafiku, in-nodi jindikaw jew komposti, miri, jew mogħdijiet filwaqt li t-truf jikkodifikaw l-interazzjoni bejn il-mediċina u l-mira. Biex tesplora aktar l-effetti bijoloġiċi ta 'kif il-miri ċellulari jaħdmu permezz tal-modulazzjoni ta' mogħdijiet ta 'metaboliżmu multipli, u "mogħdija" inkorporata hija mmuntata skond l-informazzjoni aġġornata tal-patoloġija newroinflammation. L-ewwelnett, permezz tal-immappjar tagħhom fuq id-database KEGG (http://www.genome.jp/kegg/), il-profili fil-mira miksuba huma aggregati f'diversi mogħdijiet. Wara li tabbanduna s-sezzjonijiet indiretti, allura, mogħdija relattivament sintetizzata hija integrata manwalment minħabba d-dejta patoloġika u klinika.

Validazzjoni sperimentali

Preparazzjoni tal-kampjuni.

Echinacoside, verbascoside, isoacteoside, u 2'-acetylatteoside huma mixtrija minn Nanjing Zelang Biological Technology Co., Ltd.(Nanjing, Jiangsu, China). Kampjuni tat-test huma maħlula f'dimethyl sulfoxide (DMSO) (Sigma, USA) biex jiksbu 100 mM, bħala soluzzjoni stokk, u mbagħad maħżuna f'4C, Id-dilwizzjonijiet finali ta 'DMSO miżjuda mal-medium tal-kultura qatt ma qabżu 0.1 fil-mija li assigurati m'hemm l-ebda effett fuq il-vijabbiltà taċ-ċelluli.

Kultura taċ-ċelluli. Iċ-ċelluli tal-mikroglia tal-ġurdien BV2 huma oriġinarjament żviluppati mill-Bank taċ-ċelluli tal-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża ta' Shanghai u kkultivati ​​fi flasks ta' 25 jew 75cm2 b'mezz ta' Eagle modifikat ta' Dulbecco (DMEM/25mM HEPES) (Gibco BRL, USA) supplimentat b'10 fil-mija serum tal-fetu bovin (FBS) ( Gibco BRL, USA), peniċillina G (100 unità/mL) u streptomycin (100 mg/mL) f'inkubatur umidifikat b'5 fil-mija CO,/95 fil-mija O, f'37 grad .5 fil-mija CO2.

Analiżi Western blot. Il-proteina ċellulari hija estratta minn linji taċ-ċelluli bl-użu ta' QproteomeMammalian Protein Prep Kit (Qiagen, il-Ġermanja) wara l-proċeduri indikati skont il-protokoll tal-manifattur. Quick Stari Bradford Protein Assay Kit (Bio-Rad, USA) huwa applikat għall-kwantifikazzjoni tal-proteini. Ammonti ekwivalenti ta' proteina (50ug) jiġu żnaturati billi jagħli f'100 grad għal 10 min b'2*laemmli kampjun tat-tagħbija buffer (Bio-Rad, USA) flimkien ma' 5 fil-mija 3-mercaptoethanol fi proporzjon ta' 1:1 u mgħobbija għal kull korsija fuq 12 fil-mija SDS-PAGE (mini ġellijiet tas-sodju dodecyl sulfate-polyacrylamide), elettrotransferiti fuq membrani 0.45um polyvinylidene fluoride (PDVF) (Millipore, Bedford, MA, USA) għal 150 min f'200 mA. Sussegwentement, il-membrani huma mblukkati fi 3 fil-mija albumina tas-serum bovin (BSA) f'temperatura ambjentali u inkubati bl-antikorpi primarji iNOS u COX-2 (Abcam) f'4 gradi matul il-lejl. Wara tliet ħasliet bir-reqqa f'Tris-buffered Saline-Tween (TBST) kull wieħed għal 5 minuti, il-membrani jiġu sondati b'antikorpi sekondarji konjugati ma 'horseradish peroxidase (HRP) (dilwizzjonijiet 1:10000; Abcam) għal 1.5 h f'temperatura tal-kamra. Il-meded immunoreattivi mbagħad jiġu viżwalizzati bl-użu ta 'kit ta' skoperta ta 'kimiluminixxenza ECL (Bio-Rad Laboratories, Richmond, California, USA) wara ħasil darbtejn f'TBST u darba TBS, kull darba għal 5 min. Il-valuri densitometriċi huma normalizzati bl-użu ta' -actin bħala Kontroll intern tat-tagħbija.

Analiżi statistika. Id-dejta hija ppreżentata bħala mezz ± żball standard, l-analiżi Western blot hija ripetuta tliet esperimenti indipendenti bl-istess riżultat. Analiżi one-way tal-varjanza tintuża biex tqabbel id-differenzi tal-mezzi għal tliet gruppi jew aktar, is-sinifikat statistiku jiġi analizzat bit-test Students bejn żewġ gruppi. Tagħmir u settings. Excel tal-Microsoft Office2013 intuża fil-Fig.1.

Cytoscape 2.8.1 intuża f'Fig.2. Cytoscape 2.8.1 intuża f'Fig.3.

Visio ta 'Microsoft Office2013 intuża fil-Fig. 4.

Graphpad Prism 6 u Visio ta 'Microsoft Office2013 intuża fil-Fig.5.

Disponibbiltà tad-Data. Is-settijiet tad-dejta ġġenerati waqt u/jew analizzati matul l-istudju attwali huma disponibbli mill-awtur korrispondenti fuq talba raġonevoli.

Referenzi

1.Xanthos,DN& Sandkühler,J. Newroinfjammazzjoni newroġenika: reazzjonijiet infjammatorji tas-CNS b'rispons għall-attività newronali

Nature Reviews Neuroscience 15,43-53(2014).

2. Funk, CD&FitzGerald, inibituri GACOX-2, u riskju kardjovaskulari. Ġurnal tal-farmakoloġija kardjovaskulari 50, 470-479 (2007).

3. Reines, S.et al.Rofecoaxib L-ebda effett fuq il-marda ta' Alzheimer f'1-sena, studju randomised, blinded, ikkontrollat. Newroloġija 62, 66-71 (2004).

4. Trepanier, CH & Milgram, NW Neuroinflammation fil-marda ta' Alzheimer: huma NSAIDs u inibituri selettivi COX-2 li jmiss

linja ta' terapija? Ġurnal tal-Marda ta' Alzheimer 21,1089-1099 (2010).

5. Fitzgerald, JB, Schoeberl, B., Nielsen, UB& Sorger, Bijoloġija PKSystems u terapija kombinata fit-tfittxija għall-effikaċja klinika. Bijoloġija kimika tan-natura 2, 458-466 (2006).

6. Ħad, X. Vilar,S.& Tatonetti.NPHigh-throughput methods for combinatorial drug discovery.Si TranslMed5,205rv201-205rv201 (2013).

7. Manchado, E. et al. Strateġija kombinatorja għat-trattament tal-kanċer tal-pulmun mutant KRAS. Natura (2016).

8. Musumeci, G. et al. Il-kombinazzjoni ta 'M48U1 u Tenofovir tinibixxi b'mod sinerġiku l-infezzjoni tal-HIV f'PBMCs attivati ​​u istokulturi ċervikovaġinali umani. Rapporti Xjentifiċi 7, 41018 (2017).

9. Anastasio, TJ Identifikazzjoni komputazzjonali ta 'kombinazzjonijiet potenzjali ta' diversi mediċini għat-tnaqqis ta 'infjammazzjoni mikrogliali fil-marda ta' Alzheimer. Front Pharmacol 6 (2015).

10. Dhote, F. et al. Kombinazzjonijiet ta 'ketamine u atropine huma newroprotettivi u jnaqqsu n-newroinfjammazzjoni wara status epilepticus tossiku fil-ġrieden. Toxicol Appl Pharm 259, 195–209 (2012).

11. Lehár, J. et al. Il-kombinazzjonijiet sinerġistiċi ta' mediċini għandhom it-tendenza li jtejbu s-selettività terapewtikament rilevanti. Nature biotechnology 27, 659–666 (2009).

12. Tan, X. et al. Identifikazzjoni sistematika ta 'pari sinerġistiċi ta' drogi li jimmiraw l-HIV. Nature biotechnology 30, 1125–1130 (2012).

13. Cokol, M. et al. Esplorazzjoni sistematika ta 'pari ta' drogi sinerġistiċi. Bijoloġija tas-sistemi molekulari 7, 544 (2011).

14. Winter, GE et al. Dissezzjoni tas-sistemi-farmakoloġija tas-sinerġija tad-droga f'CML reżistenti għal imatinib. Bijoloġija kimika tan-natura 8, 905–912 (2012).

15. Wang, Y.-Y., Xu, K.-J., Song, J. & Zhao, X.-M. L-esplorazzjoni ta' kombinazzjonijiet ta' drogi fin-netwerk ta' interazzjoni ġenetika. BMC bioinformatics 13, S7 (2012).

16. Ryall, KA & Tan, Approċċi tal-bijoloġija tas-Sistemi AC għall-avvanz tal-iskoperta ta 'kombinazzjonijiet effettivi ta' mediċini. Ġurnal ta 'chemformatics 7, 7 (2015).

17. Zhao, X.-M. et al. Tbassir ta 'kombinazzjonijiet ta' mediċini billi jintegra data molekulari u farmakoloġika. Bijoloġija komputazzjonali PLoS 7, e1002323 (2011).

18. Sun, Y. et al. Jikkombinaw il-karatteristiċi ġenomiċi u tan-netwerk għal kapaċità estiża fit-tbassir ta 'drogi sinerġistiċi għall-kanċer. Nature communications 6, 8481 (2015).

19. Jaeger, S. et al. Il-kwantifikazzjoni tal-cross-talk tal-mogħdija tiżvela kombinazzjonijiet sinerġistiċi ġodda ta 'mediċini għall-kanċer tas-sider. Riċerka dwar il-kanċer 77, 459–469 (2017).

20. Li, S., Zhang, B., Jiang, D., Wei, Y. & Zhang, N. Kostruzzjoni tan-netwerk tal-ħxejjex aromatiċi u analiżi tal-ko-modulu biex tinkixef ir-regola tal-kombinazzjoni tal-formuli tradizzjonali tal-ħxejjex Ċiniżi. BMC bioinformatics 11, S6 (2010).

21. Liang, X., Li, H. & Li, S. Approċċ farmakoloġiku tan-netwerk ġdid biex tanalizza formuli tal-ħxejjex tradizzjonali: il-pillola Liu-Wei-Di-Huang bħala studju ta 'każ. Mol. BioSyst. 10, 1014–1022, https://doi.org/10.1039/c3mb70507b (2014).

22. Liu, J. et al. Il-mogħdija bħala mira farmakoloġika għal mediċini erbali: investigazzjoni mit-tnaqqis tal-injezzjoni. PLoS One 10, e0123109, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0123109 (2015).

23. Wang, X. et al. Il-farmakoloġija tas-sistemi tikxef il-funzjonijiet ta 'Janus ta' mediċini botaniċi: attivazzjoni tas-sistema ta 'difiża ospitanti u inibizzjoni tar-replikazzjoni tal-virus tal-influwenza. Bijoloġija Integrattiva 5, 351–371 (2013).

24. Huang, C. et al. Farmakoloġija tas-sistemi fl-iskoperta tad-droga u l-għarfien terapewtiku għal mediċini erbali. Briefings fil-bijoinformatika 15, 710–733 (2014).

25. Li, S., Zhang, B. & Zhang, N. Mira tan-netwerk għall-iskrinjar ta 'kombinazzjonijiet ta' drogi sinerġistiċi b'applikazzjoni għall-mediċina tradizzjonali Ċiniża. Bijoloġija tas-sistemi BMC 5, S10 (2011).

26. Li, P. et al. Esplorazzjoni u analiżi fuq skala kbira ta 'kombinazzjonijiet ta' drogi. Bijoinformatika 31, 2007–2016 (2015).

27. Jeong, EJ et al. Kostitwenti inibitorji ta 'weraq u friegħi ta' Euonymus alatus fuq il-produzzjoni ta 'ossidu nitriku fiċ-ċelloli tal-mikroglia BV2. It-tossikoloġija tal-ikel u l-kimika 49, 1394–1398 (2011).

28. Aqra, DE & Gorman, AM Proteina ta 'xokk tas-sħana 27 fis-sopravivenza newronali u t-tkabbir tan-newrite. Komunikazzjonijiet tar-riċerka bijokimika u bijofiżika 382, ​​6–8 (2009).

29. Sharp, P. et al. Il-proteina ta 'xokk tas-sħana 27 issalva n-newroni tal-mutur wara korriment fin-nervituri u tippreserva l-funzjoni tal-muskoli. Exp Neurol 198, 511–518 (2006).

30. Esposito, E. et al. Effett protettiv ta 'verbascoside fiċ-ċelloli attivati ​​tal-glioma C6: mekkaniżmi molekulari possibbli. L-arkivji tal-farmakoloġija ta' Naunyn Schmiedeberg 381, 93–105 (2010).

31. Sharp, PS et al. Effetti protettivi tal-proteina ta 'xokk tas-sħana 27 f'mudell ta' ALS iseħħu fl-istadji bikrija tal-progressjoni tal-marda. Neurobiol Dis 30, 42-55 (2008).

32. Chang, KH et al. Te Potenzjal ta 'Komposti ta' Indole/Indolylquinoline f'Tau Misfolding Tnaqqis bit-Titjib ta 'HSPB1. Cns Neurosci Ter 23, 45–56 (2017).

33. Evgrafov, OV et al. Proteina mutanti żgħira ta 'xokk tas-sħana 27 tikkawża marda ta' Charcot-Marie-Tooth assonali u newropatija bil-mutur ereditarja distali. Nature genetics 36, 602–606 (2004).

34. Voegeli, TS & Currie, RW siRNA knockdown Hsp27 u jżid il-livelli ta 'NF-κB fosforilati NF-κB p65 Indotti minn angiotensin II fiċ-ċelloli tal-muskoli lixxi aortiċi. Infamm Res 58, 336–343 (2009).

35. Lim, W. et al. Modulazzjoni ta 'Pathway ta' Sinjali NF-κB Indotta minn Lipopolysaccharide b'Irradjazzjoni ta '635 nm permezz tal-Proteina ta' Xokk tas-Sħana 27 fiċ-Ċelloli tal-Fibroblast Ġinġivali tal-Bniedem. Fotokimika u fotobijoloġija 89, 199–207 (2013).

36. Sawada, J., Li, F. & Komatsu, M. R-Ras jinibixxi l-attivazzjoni p38MAPK indotta minn VEGF u l-fosforilazzjoni HSP27 fiċ-ċelloli endoteljali. Ġurnal ta 'riċerka vaskulari 52, 347-359 (2015).

37. Feske, S. Sinjali tal-kalċju fl-attivazzjoni u l-mard tal-limfoċiti. Nature Reviews Immunology 7, 690–702 (2007).

38. Bading, H. Sinjali tal-kalċju nukleari fir-regolamentazzjoni tal-funzjoni tal-moħħ. Nature Reviews Neuroscience 14, 593–608 (2013).

39. Heakal, Y. et al. Palmitoylation induċibbli tar-riċettur tan-newrotensin-1 hija meħtieġa għal sinjalar mitoġeniku effiċjenti medjat mir-riċettur fi ħdan mikrodominji strutturati tal-membrana. Bijoloġija u terapija tal-kanċer 12, 427–435 (2011).

40. Naor, Z. Sinjali bir-riċettur akkoppjat mal-proteini G (GPCR): studji dwar ir-riċettur GnRH. Fruntieri fin-newroendokrinoloġija 30, 10-29 (2009).

41. Mugami, S., Dobkin-Bekman, M., Navi, LRB & Naor, Z. Rwoli differenzjali ta 'isoformi PKC (PKCs) fl-istimulazzjoni GnRH ta' fosforilazzjoni MAPK f'ċelluli derivati ​​mill-gonadotropi. Endokrinoloġija molekulari u ċellulari (2017).

42. Cho, JY et al. Effetti immunomodulatorji in-vitro u in-vivo tas-syringin. J Pharm Pharmacol 53, 1287–1294 (2001).

43. Cui, Y., Zhang, Y. & Liu, G. Syringin jista 'jeżerċita effetti li jqawwu l-irqad permezz tal-mogħdija NOS/NO. Fund Clin Pharmacol 29, 178–184 (2015).

44. Yamazaki, T. et al. ( plus )-Syringaresinol-di-O- -d-glucoside, kompost fenoliku minn Acanthopanax senticosus Harms, irażżan il-medjaturi proinfjammatorji fiċ-ċelluli tas-sarkoma sinovjali tal-bniedem SW982 billi jinibixxi l-proteina attivanti-1 u/jew il-fattur nukleari- attivitajiet κB. Tossikoloġija in Vitro 21, 1530–1537 (2007).

45. Rybakowski, JK Matrix metalloproteinase-9 (MMP9)—enżima ta 'medjazzjoni f'mard kardjovaskulari, kanċer, u disturbi newropsikjatriċi. Psikjatrija Kardjovaskulari u newroloġija 2009 (2009).

46. ​​Suh, S.-J. et al. Deoxypodophyllotoxin, favolignan, minn Anthriscus sylvestris Hofm. jinibixxi l-migrazzjoni u l-MMP-9 permezz ta' mogħdijiet MAPK f'HASMC indotti minn TNF- -. Farmakoloġija vaskulari 51, 13-20 (2009).

47. Lee, E.-J. & Kim, H.-S. Mekkaniżmu inibitorju tal-espressjoni tal-ġene MMP-9 minn ethyl pyruvate f'ċelluli mikrogliali BV2 stimulati minn lipopolysaccharide. Ittri newroxjenza 493, 38–43 (2011).

48. Kim, S.-S. Fir-4 Konferenza Internazzjonali dwar l-Inġinerija Bijomedika fil-Vjetnam. 238–243 (Springer).

49. Gehrmann, J., Bonnekoh, P., Miyazawa, T., Hossmann, K.-A. & Kreutzberg, GW Studju immunoċitokimiku ta 'attivazzjoni mikroglial bikrija fl-iskemija. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism 12, 257–269 (1992).

50. Le, W.-d. et al. Attivazzjoni mikrogliali u korriment taċ-ċelluli dopaminerġiċi: mudell in vitro rilevanti għall-marda ta 'Parkinson. J Neurosci 21, 8447–8455 (2001).

Ir-riċerka ta 'Rikonoxximenti hija appoġġjata finanzjarjament mill-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza Naturali taċ-Ċina (NO. U1603285, NO. 81373892 u NO. 31540008) u l-industrijalizzazzjoni tal-proġett pilota fid-Dipartiment tal-Edukazzjoni tal-Provinċja ta' Shaanxi: industrijalizzazzjoni ta 'addittivi tal-għalf tal-fermentazzjoni tal-mikroorganiżmi ħielsa mit-tniġġis aħdar. (NRU 2010JC22).

Kontribuzzjonijiet tal-Awtur

Kontribuzzjonijiet tal-awtur għall-konċepiment u d-disinn: JLL, YHW, u CLZ ikkonċepiw u ddisinjaw l-istudju. Tbassir tal-mira tad-droga u arrikkiment u analiżi GO għall-miri: XTC u ZHQ Analiżi tal-kombinazzjoni tad-droga u bini u analiżi tan-Netwerk/Pathway: JLZ, ZHQ, FXS, u JJL Esperimenti u akkwist ta’ data JLZ, JX, u ZHQ Analiżi u interpretazzjoni ta’ data JLZ , JX, ZYW u WX Abbozzar tal-manuskritt: JLZ, u CLZA approvaw il-verżjoni finali tal-manuskritt sottomess: J.LL, CL.Z.and YH.W.Rivedut minn CLZ, JLZand XGL

Informazzjoni addizzjonali

Informazzjoni supplimentari takkumpanja dan id-dokument fuq https://doi.org/10.1038/s41598-017-16571-3. Interessi Kompetituri: L-awturi jiddikjaraw li m'għandhom l-ebda interessi kompetituri.

Nota tal-pubblikatur: Springer Nature tibqa' newtrali fir-rigward ta' pretensjonijiet ġurisdizzjonali f'mapep ippubblikati u affiljazzjonijiet istituzzjonali.

Aċċess Miftuħ Dan l-artikolu huwa liċenzjat taħt Creative Commons Attribution 4.0 Liċenzja Internazzjonali, li tippermetti l-użu, il-qsim, l-adattament, id-distribuzzjoni, u r-riproduzzjoni fi kwalunkwe mezz jew format, sakemm tagħti kreditu xieraq lill-awtur oriġinali (s) u s-sors, ipprovdi link għal-liċenzja Creative Commons, u indika jekk sarux bidliet. L-immaġini jew materjal ieħor ta’ partijiet terzi f’dan l-artikolu huma inklużi fil-liċenzja Creative Commons tal-artikolu sakemm ma jkunx indikat mod ieħor f’linja ta’ kreditu għall-materjal. Jekk il-materjal mhuwiex inkluż fil-liċenzja Creative Commons tal-artikolu u l-użu intiż tiegħek mhuwiex permess minn regolament statutorju jew jaqbeż l-użu permess, ikollok bżonn tikseb permess direttament mid-detentur tad-drittijiet tal-awtur. Biex tara kopja ta' din il-liċenzja, żur http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. © Te Awtur(i) 2017

© 2017. Dan ix-xogħol huwa ppubblikat taħt http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ (il-"Liċenzja"). Minkejja t-Termini u Kundizzjonijiet ta' ProQuest, tista' tuża dan il-kontenut skont it-termini tal-Liċenzja.