Aktive flavonoidkomponenter og potensielle mekanismer for luftdeler av Glycyrrhiza Uralensis for kronisk prostatitt basert på nettverksfarmakologi og eksperimentell validering
Nov 06, 2025
Abstrakt:
Mål: Å bestemme de aktive ingrediensene og mulige virkningsmekanismer for flavonoider fra luftdelene av Cistanche for kronisk prostatitt. Metoder: Ultraytelses væskekromatografi – kvadrupol – elektrostatisk felt Orbitrap høyoppløselig massespektrometri (UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS) ble brukt for å identifisere de viktigste flavonoidbestanddelene i alkoholekstraktet i luftdelene av Cistanche. Nettverksfarmakologi og molekylær docking ble brukt for å forutsi kjernekomponenter og nøkkelmål relatert til kronisk prostatitt. En rottemodell for kronisk prostatitt ble indusert av karragenan, og histopatologiske endringer i rotteprostata ble observert ved HE-farging. Serumnivåer av DHT, IFN-, IgG, IL-6, PSA og TNF- ble målt med ELISA for å evaluere den terapeutiske effekten av ekstraktet. Resultater: Totalt 44 flavonoider ble identifisert i alkoholekstraktet. Nettverksfarmakologi indikerte at kjernekomponenter, inkludert glycyrrhizin, trichothecene isoflavones, stikkende manzanita florifera og glycyrrhizin (spådd som representative bestanddeler), utøver anti-kroniske prostatitteffekter ved å virke på nøkkelmål som AKT1, TNF, VEGFA, EGFR, og dermed signalrelaterte signalveier. Molekylær dokking viste gunstige bindingsaffiniteter mellom kjernekomponenter og nøkkelmål. Dyreforsøk viste at alkoholekstraktet fra luftdelene av Cistanche ga en klar terapeutisk effekt på kronisk prostatitt hos rotter. Konklusjon: Effekten av anti-kronisk prostatitt av luftdelene av Cistanche er validert. Aktive komponenter, inkludert spiny aristolochicin, trichostatin isoflavoner og glycyrrhizin, kan virke via PI3K-AKT signalveien for å modulere EGFR, AKT1 og MMP9.
Nøkkelord: luftdeler av Cistanche; kronisk prostatitt; flavonoid; UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS; nettverksfarmakologi
cistanche fordeler for prostatahelsen
Introduksjon:
Den tradisjonelle kinesiske medisinske urten Cistanche (Cistanche spp.) omfatter det tørkede medisinske materialet som hovedsakelig brukes i TCM. Det er en viktig medisinsk ressurs i Kina, med funksjoner som styrkende og støttende kroppsfunksjoner, fjerning av varme og avgiftning, lindre smerte og harmoniserende formler, og den brukes ofte som en tilleggskomponent i mange resepter med flere urter. Markedsetterspørselen er høy både innenlands og internasjonalt. Luftdelene, inkludert stilker og blader, er rikelige ressurser som venter på utvikling og utnyttelse.
Kronisk prostatitt er en vanlig urologisk sykdom blant unge og middelaldrende menn. Kliniske symptomer inkluderer smerter i nedre mage eller bekken, dysuri og urinfrekvens. Uten rettidig behandling kan det føre til seksuell dysfunksjon som for tidlig utløsning og erektil dysfunksjon, som alvorlig påvirker menns fysiske og mentale helse.
Flavonoider er rikelig i luftdelene av Cistanche og viser bemerkelsesverdige antiinflammatoriske og antitumoraktiviteter. Tidligere studier har indikert at luftdelene er rike på flavonoider med antitumor- og anti-inflammatoriske effekter. Anrikning av flavonoider fra luftdelene viste god antioksidantaktivitet in vitro. Farmakodynamisk forskning har også funnet at flavonoider fra luftdelene har forebyggende og terapeutiske effekter på kronisk prostatitt.
I denne studien ble UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS brukt til å profilere flavonoider i alkoholekstraktet i luftdelene av Cistanche. Nettverksfarmakologi ble brukt for å forutsi nøkkelmål og veier for kronisk prostatitt, molekylær dokking ble brukt for å utlede mekanismer, og dyreforsøk ble utført for å validere anti-kronisk prostatittaktivitet, og ga en referanse for påfølgende medikamentutvikling og klinisk anvendelse.
Materialer
Dyr
SD-hannrotter av SPF-grad (n=24), 6–7 uker gamle, kroppsvekt 230–250 g [Beijing Speifu Biotechnology Co., Ltd.; produksjonslisens: SCXK (Jing) 2019-0010]. Dyrene ble holdt i SPF-dyreanlegget ved det eksperimentelle dyresenteret ved Beijing University of Chinese Medicine. Protokollen ble godkjent av den institusjonelle etiske komiteen (godkjenningsnr.: BUCM-2023110204-4271).
Instrumenter
Ultimate 3000 UPLC-system (Dionex, USA)
Thermo Q Exactive Plus høyoppløselig massespektrometer (Thermo Fisher Scientific, USA)
KH500DE digital ultralydrenser (Kunshan Hechuang)
FA2004N elektronisk balanse (Beijing Sartorius)
H1650 lavhastighets kjølt sentrifuge (Changsha Xiangyi)
RE-5023 rotasjonsfordamper (Shanghai Yarong)
Elektronisk temperaturkontrollert varmekappe (Tianjin Teste)
Multiskan MK3 mikroplateleser (Thermo Scientific, Shanghai)
B032 fluorescens invertert biologisk mikroskop (Nikon Instruments, Shanghai)
N5000 UV-spektrofotometer (Shanghai Youke)
Reagenser
Luftdeler av Cistanche (stilker, blader og en liten mengde belger) ble høstet i september 2019 fra Guazhou County, Jiuquan City, Gansu-provinsen, og autentisert av prof. Wang Wenquan (Institute of Medicinal Plant Development, CAMS) som Cistanche spp.
Andre reagenser: Ulatan (Shandong Keyuan Biochemical Co., batch C15887472); karragenan (Beijing Solarbio, batch 20220601); Qianliekang Pule'an tabletter (Zhejiang Conba Pharmaceutical); natriumkarboksymetylcellulose (CMC-Na; Shanghai YuanYe, batch S14016); ELISA-sett for rotte DHT, IFN-, IgG, IL-6, PSA og TNF- (Shanghai Enzyme-linked Biotechnology); Multiskan MK3 mikroplateleser (Thermo Scientific); vevsfikseringsmiddel (Guangzhou Shuopu, batch 23257838); etanol (Beijing Chemical Works, analytisk karakter); metanol, maursyre, acetonitril (Fisher Scientific, MS-grad); vann (Wahaha Group). Referansestandarder (renhet > 98 %, Shanghai YuanYe): liquiritigenin, puerarin, isoorientin II, naringenin, isoquercitrin, isoliquiritin, ononin, isoquercitrin, quercetin, astragalin, kaempferol, formononetin.
Metoder og resultater
2.1 Kjemisk profilering av alkoholekstraktet fra luftdeler av Cistanche
2.1.1 Prøveforberedelse
Passende mengder luftdeler ble ekstrahert med 70 % etanol. Ekstraktet ble konsentrert til tørrhet. Resten ble ultralyd oppløst i vann i 20 minutter, sentrifugert ved 3000 r·min-1 i 15 minutter, og supernatanten ble konsentrert til tørrhet. En passende mengde av den tørkede prøven ble plassert i en 5 ml målekolbe og brakt til volum med metanol for å oppnå testløsningen.
2.1.2 Kromatografiske og massespektrometriske forhold
UPLC-betingelser: ACQUITY UPLC BEH C18-kolonne (2,1 mm × 100 mm, 1,7 μm); mobil fase A, acetonitril; mobil fase B, 0,5 % maursyre i vann; gradienteluering (0–20 min, 5 %–20 % A; 20–70 min, 20 %–30 % A); strømningshastighet 0,2 mL·min−1; injeksjonsvolum 2 μL; kolonnetemperatur 30 grader.
MS-forhold: HESI-kilde; positive og negative ionemoduser; fullskanning; sprayspenning +3.2 kV (positiv) og −3,0 kV (negativ); kapillærtemperatur 320 grader; kappegass 40 arb; hjelpegass 15 arb; tilleggsvarmer 350 grader ; MS oppløsning 70 000; MS/MS-oppløsning 17.500; skanneområde m/z 100–1500.
Cistanche spesifikasjonsliste
2.1.3 Komponentidentifikasjon
Luftprøven ble analysert med UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS for å oppnå TIC-er (figur 1). Data ble behandlet med Thermo Xcalibur og sammenlignet med komponentbiblioteker og litteratur, og identifiserte totalt 44 flavonoider (tabell 1).
2.2 Nettverksfarmakologi
Identifiserte bestanddeler ble importert til TCMSP 2.3-databasen (http://tcmspw.com/tcmsp.php). Basert på oral biotilgjengelighet (OB) større enn eller lik 30,00 % og legemiddellikhet (DL) større enn eller lik 0,18, ble 19 aktive komponenter screenet. Forutsagte mål for aktive komponenter og sykdomsmål for kronisk prostatitt ble krysset, og ga 88 vanlige mål. STRING 11.0 (http://string-db.org) ble brukt til å konstruere PPI-nettverket. Kjernemål rangert etter grad inkluderte AKT1, TNF, VEGFA, EGFR, SRC, ESR1, PTGS2, MMP9, BCL2L1 og MMP2. GO- og KEGG-anriking (DAVID 6.8, http://david.ncifcrf.gov) indikerte biologiske prosesser som positiv regulering av proteinkinase B, negativ regulering av apoptose og positiv regulering av MAPK-aktivitet; cellulære komponenter inkludert ekstracellulær region, makromolekylære komplekser og reseptorkomplekser; molekylære funksjoner inkludert tyrosinkinase, serinkinase og treoninkinaseaktiviteter. KEGG-veier ble beriket i veier innen kreft, PI3K-AKT-signalering, prostatakreft og resistens mot EGFR-tyrosinkinase-hemmere. Cytoscape 3.7.1 ble brukt til å konstruere nettverket "aktiv komponent-kjerne mål-bane" (figur 2). De 10 beste komponentene etter grad var liquiritigenin, spinacetin (representativ flavon), isovitexin, chrysoeriol, santin, kaempferol, schaftosid, luteolin, ononin og formononetin.
Molekylær dokking ble utført parvis mellom de 10 kjernekomponentene og nøkkelmålene fra PPI-analysen. Molekylære strukturer av kjernekomponenter ble lastet ned fra TCMSP 2.3 (mol2-format), og 3D-strukturer av nøkkelmål ble hentet fra PDB (http://www.rscb.org/) i pdb-format. Autodock ble brukt for dokking av hvert ligand-protein-par. Bindingsenergier < −20,92 kJ·mol−1 indikerte gunstig binding; jo lavere energi, jo bedre affinitet. De best scorende mål-ligand-parene er oppført i tabell 2. Representative dokkingkomplekser med fem mål ble visualisert i PyMol (figur 3).
2.3 In vivo validering
En rottemodell for kronisk prostatitt ble etablert ved bruk av karragenan. HE-farging avslørte histopatologiske lesjoner som er karakteristiske for kronisk prostatitt hos modelldyr, mens behandling med alkoholekstrakt fra luftdelene av Cistanche forbedret kjertelarkitekturen og reduserte inflammatorisk infiltrasjon. ELISA viste at sammenlignet med modellgruppen viste behandlingsgrupper regulering av serum DHT, IFN-, IgG, IL-6, PSA og TNF- mot normale nivåer, noe som indikerer terapeutisk effekt.
Diskusjon
Omfattende analyse som integrerer høyoppløselig MS-basert profilering, nettverksfarmakologi, molekylær dokking og dyrevalidering støtter at flavonoider fra luftdelene av Cistanche utøver anti-kroniske prostatitteffekter. De antatte mekanismene involverer modulering av PI3K–AKT og relaterte betennelses- og spredningsassosierte veier og nøkkelmål som EGFR, AKT1 og MMP9. Resultatene gir et vitenskapelig grunnlag for utvikling og klinisk anvendelse av luftdeler flavonoidpreparater fra Cistanche i behandlingen av kronisk prostatitt.
Konklusjon
Flavonoider fra luftdelene av Cistanche viser terapeutisk potensial mot kronisk prostatitt, sannsynligvis via PI3K – AKT-veiregulering og interaksjon med EGFR, AKT1 og MMP9. Integrasjon av kjemisk profilering, nettverksfarmakologi, molekylær dokking og dyreforsøk bekrefter deres effektivitet og belyser plausible mekanismer.
