Potenzjal Terapewtiku U Mekkaniżmi Molekulari Ta' Cistanche Deserticola fl-Ażma: Immirar il-Pathway PI3K-AKT U Infjammazzjoni Medjata mill-INOS

Identifikazzjoni tal-Ġeni Hub Assoċjati mal-Ażma permezz tal-Analiżi WGCNA

Biex ninvestigaw ġeni ewlenin assoċjati mal-ażma, użajna s-sett tad-dejta GSE67472 mid-database Gene Expression Omnibus (GEO). Dan is-sett tad-dejta jinkludi kampjuni minn62 individwu djanjostikati bl-ażmali ma kinux irċevew kura b'kortikosterojdi man-nifs, u agrupp ta’ kontroll ta’ 43 individwu b’saħħtu.

Ġeni espressi b'mod differenzjali (DEGs) ġew analizzati u viżwalizzati bl-użuplots tal-vulkanumapep tas-sħana(Figuri 7A u 7B). PermezzAnaliżi tan-Netwerk tal-Ko-espressjoni tal-Ġene Peżata (WGCNA), identifikajna27 modulu tal-ġeniassoċjati b'mod sinifikanti mal-iżvilupp tal-ażżma meta mqabbla ma 'kontrolli b'saħħithom (Figura 7C).

Fost dawn, il-modulu "skyblue".wera l-korrelazzjoni pożittiva b'saħħithabl-ażma
(koeffiċjent ta' korrelazzjoni:r = 0.62, p = 2e-12, Figura 7D).
Il-Figura 7E turi l-mappa tas-sħana tal-viċinanza li turi relazzjonijiet bejn il-moduli relatati mal-karatteristiċi u l-modulu skyblue.

Aħna analizzajna aktar il-korrelazzjoni bejnSħubija fil-modulu (MM)usinifikat tal-ġeni (GS)għall-ażżma fi ħdan il-modulu skyblue (Figura 7F), li tiżvela akorrelazzjoni pożittiva qawwija(korrelazzjoni =0.84, p = 1.1e-41), li jenfasizza l-assoċjazzjoni robusta bejn il-modulu skyblue u l-ażma.

Te Veġetali Cistanche Għall-Ażma Kundizzjonata

 

Whatsapp Us Biex Nieħdu Tè Cistanche

 

 

Sussegwentianaliżi ta' arrikkiment funzjonalita’ ġeni fi ħdan il-modulu skyblue ikkonfermaw l-involviment tagħhom fi proċessi u mogħdijiet bijoloġiċi relatati mal-ażma, inklużIġbor IgE, ażżma, u l-IL-17 mogħdija tas-sinjalar(Figuri 7G–J).

 

Figura 7. Identifikazzjoni ta 'Ġeni Core Relatati mal-Ażma Bl-użu ta' WGCNA

A–B.Viżwalizzazzjoni ta 'DEGs bl-użu ta' vulkan plot u heatmap....
C.Clustering dendrogram ta 'ġeni ko-espressi assoċjati ma' l-ażżma.
D.Relazzjonijiet modulu-karatteristiċi fl-ażma. Kull ċellola turi l-koeffiċjent ta' korrelazzjoni u l-valur p.
E.Heatmap li turi relazzjonijiet ta' ħdejn xulxin ta' moduli eigenes...
F.Korrelazzjoni bejn is-sħubija fil-modulu u s-sinifikat tal-ġeni għall-ażżma fil-modulu skyblue.
G–J.Analiżi ta 'arrikkiment funzjonali tal-ġeni fil-modulu skyblue.

 

 

 

iNOS bħala Indikatur Terapewtiku tat-Trattament ta' Cistanche fl-Ażma

Biex nesploraw ġeni ewlenin relatati mal-ażma, aħna kkumpilajna 259 ġene minn databases ta’ mard multipli, inklużiGeneCards, Database tal-Mira Terapewtika, DisGeNET, uOMIM. Billi jaqsmu dawn il-ġeni ma 'dawk mill-modulu skyblueuĠeni mmirati lejn PG, identifikajnaiNOS (nitric oxide synthase li jinduċibbli)bħala aġene tal-qalba(Figura 8A).

Analiżi ulterjuri ta 'data RNA-seq żvelat liL-espressjoni tal-iNOS naqsetwara t-trattament ta' Cistanche (Figura 8B). Barra minn hekk,docking molekularitwettqet biex tiġi vvalidata l-affinità tal-irbit bejn PG u l-proteina iNOS (Figura 8C). Notevolment, ġew osservati interazzjonijiet favorevoli li jinvolvu residwi ta 'aċidu amminiku bħalarginina, glutamat, utriptofan. Il-mkejlaenerġija li torbot ta '-8.97 kcal/molindika affinità qawwija ta' rbit bejn PG u iNOS (Tabella Supplimentari 2).

Biex tikkonferma l-effett funzjonali tal-PG fuq iNOS,analiżi in vitrotwettqu (Figura 8D). Ir-riżultati wrew liPG attenwat b'mod sinifikanti l-attività iNOS indotta mill-HDM, tappoġġja s-sejbiet tad-docking molekulari.

Imbagħad eżaminajna l-effett ta 'PG fuqespressjoni tal-proteina iNOS. Analiżi Western blotwera li t-trattament HDM żied l-espressjoni ta 'iNOS fiċ-ċelloli MLE12, li tnaqqset mat-trattament PG (Figura 8E). Bl-istess mod,Analiżi qPCRta 'RNA estratt mit-tessut tal-pulmun tal-ġrieden żvela żieda sinifikanti fl-espressjoni ta' iNOS fil-ġrieden HDM, li tnaqqset wara t-trattament ta 'Cistanche (Figura 8F).

Assays ta' immunofluworexxenzaivvalida aktar dawn l-osservazzjonijiet, u wriet espressjoni ta' iNOS elevata fi ġrieden esposti għal HDM u tnaqqis wara t-trattament ta' Cistanche (Figura 8G u Figura Supplimentari 3). B'mod parallel, ivvalujna l-livell ta 'espressjoni ta'PI3K(Figura Supplimentari 3). Meta mqabbel mal-grupp ta 'kontroll, il-grupp HDM esebitupregulation ta 'PI3K, li jissuġġerixxi l-involviment tiegħu fir-rispons ażmatiku.

Notevolment,Cistanche f'doża baxxa (20 mg/kg)ma tejbitx b'mod sinifikanti l-espressjoni PI3K mibdula minn HDM. Madankollu,konċentrazzjonijiet ogħla ta 'Cistanche effettivament downregulated espressjoni PI3K. Dan l-effett regolatorju fuq l-espressjoni PI3K ikkorrelata ma 'titjib fl-iperresponsiveness tal-passaġġi tan-nifs (AHR) u bidliet patoloġiċi mnaqqsa fil-ġrieden ażmatiċi, li jindika l-potenzjal terapewtiku ta' Cistanche permezz tal-modulazzjoni tal-mogħdija PI3K.

 

Figura 8. iNOS bħala Mira Terapewtika ta' Cistanche fl-Ażma

A.Identifikazzjoni ta' iNOS bħala mira potenzjali permezz ta' intersezzjoni ta' settijiet ta' ġeni.
B.Valuri TPM ta 'iNOS minn data RNA-seq.
C.Docking molekulari jikkonferma l-interazzjoni bejn PG u iNOS.
D.Intensità tal-fluworexxenza li tindika l-attività tal-iNOS.
E.Analiżi Western blot tal-livelli tal-proteina iNOS fi gruppi sperimentali differenti.
F.Analiżi qPCR tal-livelli tat-traskrizzjoni tal-iNOS fost il-gruppi.
G.Analiżi ta 'immunofluworexxenza li turi mudelli ta' espressjoni ta 'iNOS f'diversi gruppi ta' trattament.
Id-dejta sperimentali kollha tirrappreżenta mill-inqas tliet repliki indipendenti u hija espressa bħala medja ± devjazzjoni standard (SD).

Konklużjoni, Punti ewlenin, u Applikazzjonijiet Prospettivi

Cistanche deserticolahija ħaxixa tradizzjonali Ċiniża għażiża, milqugħa għal żmien twil għall-effikaċja tagħha fl-indirizzar ta 'diversi kundizzjonijiet tas-saħħa. Investigazzjonijiet xjentifiċi moderni wrew il-bijoattivitajiet ta 'spettru wiesa' tagħha, inklużi effetti anti-infjammatorji, antiossidanti, anti-aging, u li jsaħħu l-immunità (Li et al., 2016). Notevolment, studji esploraw il-potenzjal terapewtiku tiegħu f'mard bħad-dijabete, fejn wera wegħda fir-regolazzjoni tal-livelli ta 'glukożju fid-demm postprandjali u t-titjib tar-reżistenza għall-insulina (Xiong et al., 2013). Barra minn hekk, f'kuntesti newroloġiċi,Cistanchewera potenzjal biex itaffi l-ħsara fil-barriera tad-demm u l-moħħ wara puplesija iskemika billi timmodula n-newroinfjammazzjoni (Liao et al., 2023). Fl-onkoloġija, phenylethanoid glycosides minnCistanche tubulosawrew effetti antitumorali, li jissuġġerixxu potenzjal terapewtiku fil-karċinoma epatoċellulari (Peng et al., 2021).

Għalkemm ir-riċerka fil-benefiċċji respiratorji taCistanchegħadu fl-istadji bikrija tiegħu, sejbiet preliminari jissuġġerixxu l-vantaġġi potenzjali tagħha. Per eżempju, echinacoside, kompost bijoattiv misjub fiCistanche, wera wegħda fl-attenwazzjoni tal-mewt taċ-ċelluli endoteljali kkaġunata mill-istress ossidattiv, u b'hekk ittaffi s-sintomi ta 'ħsara fil-pulmun (Xie et al., 2023).

Fil-kuntest tal-ażżma, l-istudju tagħna jimmarka l-ewwel tentattiv biex jiġi esplorat il-potenzjal terapewtiku u l-mekkaniżmi sottostanti tal-Cistanche. Bl-użu ta' mudell ta' ġurdien tal-ażma indotti mill-dust tat-trab tad-dar (HDM),Cistancheġie amministrat bħala intervent terapewtiku. B'mod inkoraġġanti, ir-riżultati tagħna juru l-effetti sinifikanti tagħha fil-kontroll tal-ażżma, inkluż tnaqqis fl-iperresponsiveness tal-passaġġi tal-arja (AHR), tnaqqis fl-infiltrazzjoni taċ-ċelluli infjammatorji, u t-taffija tal-infjammazzjoni pulmonari u l-produzzjoni tal-mukus fl-ażma allerġika.

Ċitokini bħalIL-4uIL-5għandhom rwoli ċentrali fil-patoġenesi tal-ażma (Michael, 2013; Giovanni, 2017; Patrick & Peter, 2007). IL-4 huwa kruċjali biex jistimulaw iċ-ċelluli B biex jipproduċu antikorpi IgE, li jwassal għal livelli elevati ta 'IgE - karatteristika ta' ażżma allerġika u tbassir ta 'riskju ta' aggravament. IL-5, min-naħa l-oħra, huwa essenzjali għat-tkabbir u l-attivazzjoni tal-eosinophils, li jirrilaxxaw medjaturi pro-infjammatorji li jaggravaw l-infjammazzjoni tal-passaġġi tal-arja u t-tnixxija tal-mukus.

L-analiżi transcriptomic tagħna żvelat danCistancheit-trattament imfixkel mogħdijiet assoċjati ma' IL-4, IL-5, u eosinofili-sejba appoġġjata aktar mir-riżultati tal-GSVA. GSEA kompliet enfasizzat l-assoċjazzjoni bejnCistanchetrattament u risponsi taċ-ċitokini immuni tat-tip 2, li jenfasizzaw ir-rilevanza terapewtika tagħha fl-ażma. Ir-riżultati sperimentali wrew dan ukollCistanchelivelli mnaqqsa ta' IgE, IL-5, u IL-13 fis-serum fil-ġrieden ażmatiċi, u kkonfermaw aktar l-effikaċja tiegħu biex itaffi s-sintomi tal-ażma.

Notevolment, ir-riżultati tal-GSEA tagħna ssuġġerew danCistanchejipparteċipa fi proċessi bijoloġiċi relatati mal-glukokortikojdi. Minħabba l-effetti avversi u s-sensittività limitata osservati f'xi pazjenti waqt terapija fit-tul tal-kortikosterojdi (Ip et al., 2018), din is-sejba tiftaħ toroq għall-esplorazzjoni ta 'terapiji glukokortikojdi alternattivi. Studji riċenti wrew li komposti attivi filCistanche, bħalacteoside, jeżerċitaw effetti sinifikanti fuq l-osteoporożi indotta mill-glukokortikojdi (Li et al., 2023), jappoġġaw aktar il-fattibilità taCistanchebħala terapija alternattiva jew aġġuntiva għall-ażma.

Il-Mogħdija tas-sinjalar PI3K-AKTgħandu rwol kruċjali fil-patofiżjoloġija tal-ażma. Studji riċenti wrew limiR-200ajippromwovi l-iżvilupp tal-ażżma permezz tal-assi PI3K-AKT-FOXC1 (Lin et al., 2014). Din il-mogħdija tirregola wkollċiklin D1, li huwa kritiku fir-rimodeling tal-muskoli lixxi tal-passaġġi tan-nifs (Feng et al., 2014), u jimmodula l-espressjoni ta 'molekuli relatati mal-ażma bħalIL-7, TNF-, uIgE(Winer et al., 2022; Jing et al., 2019; Dera et al., 2020).

Fl-istudju tagħna, il-kompost bijoattiv ewlieni ta 'Cistancheġie identifikat permezz LC-HRMS bħalapinoresinol 4-O- -D-glukopiranosid (PG), bil-formula molekulariC₂₆H₃₂O₁₁. PG jappartjeni għal komposti derivati ​​mill-pjanti tal-lignans magħrufa għall-proprjetajiet anti-infjammatorji, antiossidanti u immunosoppressivi tagħhom (Osmakov et al., 2022) - u ħareġ bħala kandidat promettenti għat-trattament tal-ażma. Analiżi ta 'arrikkiment fil-mira għal PG wriet assoċjazzjonijiet b'saħħithom mal-mogħdija PI3K-AKT, li tissuġġerixxi li l-effetti terapewtiċi tagħha jistgħu jiġu medjati permezz ta' dan il-mekkaniżmu.

Ossidu nitriku (NO), radikali ħieles gassuż (N=O), huwa preżenti b'mod abbundanti fis-sistemi respiratorji u kardjovaskulari tal-bniedem (Antosova et al., 2017). Fl-ażma, NO iservi bħala bijomarkatur infjammatorju, spiss imkejjel bħalaossidu nitriku exhaled frazzjonali (FeNO)biex tivvaluta s-severità tal-marda u tiggwida t-terapija sterojdi (Smith et al., 2005; Chiara et al., 2012). Livelli elevati ta' FeNO, marbuta mill-qrib ma' infjammazzjoni tal-passaġġi tal-arja tat-tip 2 medjata minn IL-13, ġew osservati wkoll fil-mudell tal-ażma tagħna. NO huwa primarjament sintetizzat minnnitric oxide synthase (NOS), partikolarment l-isoforma inducibbliiNOS (NOS2), li hija regolata 'l fuq taħt kundizzjonijiet pro-infjammatorji (Anavi & Tirosh, 2020). L-espressjoni żejda ta 'iNOS twassal għal żieda fil-produzzjoni ta' NO, tippromwovi sekrezzjoni ta 'mukus u reklutaġġ ta' eosinofili, u b'hekk taggrava s-sintomi tal-ażma (Meurs et al., 2003). Inibituri iNOS urew potenzjal fil-ġestjoni tal-livelli ta 'FeNO f'pazjenti bl-ażżma (Islam et al., 2010; Hansel et al., 2003).

Permezz ta’ analiżi integrata ta’ ġeni relatati mal-ażma, moduli WGCNA, u ġeni mmirati lejn PG, identifikajnaiNOSbħala ġene ċentrali.Cistanchetrattament irregolat il-livelli ta 'proteina iNOS fil-ġrieden mudell ta' l-ażma, li jissuġġerixxi soppressjoni tal-produzzjoni ta 'NO assoċjata ma' infjammazzjoni. Docking molekulari kkonferma affinità qawwija ta 'rbit bejn PG u iNOS, u t-trattament ta' PG naqqas kemm l-attività NOS kif ukoll il-livelli ta 'proteina iNOS.

Ir-riċerka eżistenti tindika wkoll li l-mogħdija PI3K-AKT tirregola l-espressjoni ta 'iNOS f'sistemi fiżjoloġiċi oħra (Zafirovic et al., 2019; Lu et al., 2022). Fil-mudell tal-maws tagħna,Cistancheit-trattament naqqas l-espressjoni PI3K fiċ-ċelloli epiteljali tal-pulmun. Filwaqt li r-rwol tiegħu fl-ażżma jeħtieġ aktar esplorazzjoni, is-sejbiet tagħna jissuġġerixxu rabta regolatorja ġdida bejn il-mogħdija PI3K-AKT u l-iNOS fil-kuntest ta’Cistanchetrattament. Huma meħtieġa studji mekkanistiċi addizzjonali biex jivvalidaw dawn il-mogħdijiet.

 

Sommarju Skematiku: Mekkaniżmi ta 'Cistanche fit-Trattament tal-Ażma

L-espożizzjoni tal-HDM tagħti bidu għal kaskata ta' bidliet patoloġiċi fil-passaġġi tal-arja kkaratterizzati minn reattività akbar u infiltrazzjoni taċ-ċelluli infjammatorji.Cistanche, mediċina tal-ħxejjex tradizzjonali, turi l-abbiltà li tikkontrobattu dawn l-effetti indotti mill-HDM permezz ta’ mekkaniżmi doppji:

Modulazzjoni tal-mogħdija PI3K, jinfluwenzaw ir-risponsi ċellulari u jnaqqas l-infjammazzjoni relatata mal-ażma;

Immirar dirett tal-iNOSmill-komponent bijoattiv tiegħu PG, li jirriżulta fit-trażżin tal-espressjoni u l-attività tal-iNOS. Ir-regolazzjoni 'l isfel ta' iNOS medjata minn PG toffri intervent molekulari potenzjali biex ittaffi s-sintomi ewlenin tal-ażżma.

 

Ċitazzjoni

Liu, J., Gao, J., Xiong, A., Li, G., Zhong, K., Bai, L., Li, X., Ran, Q., Xiong, Y., & He, X. (2025).L-esplorazzjoni tal-potenzjal terapewtiku u l-mekkaniżmi molekulari ta 'Cistanche fit-trattament tal-ażma. Phytomedicine: Ġurnal Internazzjonali ta 'Fitoterapija u Fitofarmakoloġija, 136, 156265.