Cistanche og Morinda Officinalis om behandling av AVN

Forfatter:Guo Xuefeng, Hou Decai, Yu Rui

1. Liaoning universitet for tradisjonell kinesisk medisin, Shenyang 110847;

2. Shenyang Orthopedic Hospital, Shenyang 110041;

3. Tilknyttet sykehus ved Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Shenyang 110032

Abstrakt:Mål Å undersøke mekanismen tilCistancheog Morinda officinalis medisin i behandlingen avAVN(Avaskulær nekrose)basert på nettverksfarmakologi.

Klikk her for å vite mer om Cistanche-fordeler på AVN

Metoder: De aktive komponentene iCistanche- Morinda officinalis-paret ble screenet av Traditional Chinese Medicine System Pharmacology Database and Analysis Platform (TCMSP), og sykdomsmålene for lårbenshodenekrose ble hentet fra GeneCards og OMIM-databaser, og skjæringsgenene ble oppnådd og etablert ved bruk av Cytoscape 3.7.1 .

Det sammensatte-sykdom-mål regulatoriske nettverket, basert på Database of Biological Information Annotation (DAVID), utfører Gene Ontology (GO) funksjonell anrikningsanalyse og Encyclopedia of Genomes (KEGG) pathway-anrikingsanalyse for kjernemål.

Resultater: Totalt 21 aktive komponenter og 182 potensielle mål av Cistanche-Morinda Officinalis medikamentpar ble oppnådd, og 727 relaterte sykdomsmål ble oppnådd. GO-anrikningsanalyse inkluderte hovedsakelig funksjoner som apoptose, unormal lipidmetabolisme og reaktive oksygenarter. sti; KEGG-baneanalyse inkluderer hovedsakelig hypoksi-induserbar faktor-1-signalvei, p53-signalvei, tumornekrosefaktor-signalvei, etc.

Konklusjon: Basert på nettverksfarmakologi er den generelle regulatoriske effekten av Cistanche og Morinda officinalis på behandling av lårbenshodenekrose med flere komponenter, flere mål og flere veier foreløpig avslørt. Virkningsmekanismen kan være relatert til unormal lipidmetabolisme, apoptose og induksjon av hypoksi. Faktor-1-signalvei og p53-signalvei er nært beslektet.

Stikkord:Avaskulær nekrose (AVN) av lårbenshodet, nettverksfarmakologi, nekrose av lårbenshodet, Cistanche,Cistanche-fordeler,Morinda officinalis

Osteonekrose i lårbenshodet er en ortopedisk leddsykdom forårsaket av avbrudd eller vedvarende skade på blodtilførselen til lårbenshodet, noe som fører til strukturelle endringer og dysfunksjon av lårbenshodet. Epidemiologiske resultater viser at det er rundt 28 til 30 millioner pasienter med nekrose av lårbenshodet over hele verden, og den nye prevalensen øker år for år [1-2].

Siden patogenesen av lårbenshodenekrose ikke er fullt ut belyst og det er en kronisk progressiv utvikling, hvis den ikke kan oppdages og behandles tidlig, vil det alvorlig påvirke pasientens livskvalitet, som er et medisinsk problem som må løses snarest. Med transformasjonen av sykdomsbehandlingsmodusen gjenspeiles tradisjonell kinesisk medisin for behandling av lårbenshodenekrose i forbedring av reologisk status og lårhodestruktur, fremme av mikrovaskulær reparasjon og regenerering og reduksjon av blodlipider. Det er mye brukt i forebygging og behandling av lårbenshodenekrose. Effekten er bemerkelsesverdig.

Cistanche er den tørre, skjellete stammen til Cistanche i familien Lidangaceae; Morinda officinalis er den tørre rotstokken til Morinda officinalis, som er søt og skarp på smak, litt varm i naturen og går tilbake til nyre- og levermeridianene.

Studier har vist at Cistanche-Morinda officinalis har en klar effekt på behandlingen av lårbenshodenekrose, men på grunn av kompleksiteten til ingredienser i tradisjonell kinesisk medisin er virkningsmekanismen ikke helt klar. Basert på nettverksfarmakologi kan de aktive komponentene i tradisjonelle kinesiske medisinforbindelser identifiseres, målmål kan bli funnet, og nettverk kan konstrueres med sykdommer, noe som er i samsvar med flerkomponent- og flermålshandlingsveiene til tradisjonell kinesisk medisin. Basert på nettverksfarmakologi, utforsket vi mekanismen tilcistanche-morinda officinalis i behandlingen av lårbenshodenekrose, med sikte på å avsløre mekanismen til cistanche-morinda officinalis i behandlingen av lårbenshodenekrose fra et molekylært synspunkt, og gi en forskningsretning for behandling av lårbenshodenekrose med tradisjonell kinesisk medisin. og vitenskapelig grunnlag.

Tabell 1 Database og analyseplattform

Materialer og metoder for å studere Cistanche-fordeler ved behandling av AVN

1.1 Database og analyseplattform

Databasen og analyseplattformen er beskrevet i tabell 1.

1.2 Screening og målprediksjon av aktive ingredienser i Cistanche-Morinda Officinalis medikamentpar Gjennom Traditional Chinese Medicine System Pharmacology Database and Analysis Platform (TCMSP), er screeningsforholdene medikamentlignende egenskaper (DL) Større enn eller lik {{4} }.18, oral biotilgjengelighet (OB) Større enn eller lik 30 prosent , Foreløpig screening av de aktive ingrediensene i Cistanche og Morinda Officinalis, og målprediksjon av de screenede aktive ingrediensene, supplert med litteratursøk gjennom PubMed og CNKI databaser.

Navnene på de kjemiske bestanddelene ble kvantifisert ved bruk av Chemical Book og AiChem-databaser, og screeningmålproteinnavnene ble standardisert ved hjelp av UniProt-databasen.

1.3 Anskaffelse av sykdomsmål for nekrose av lårbenshodet

Ved å bruke "osteonecrosis of the femoral head" som nøkkelord, inkluderer de søkte databasene GeneCards og OMIM-databaser.

1.4 Kjernemålscreening og PPI-nettverkskonstruksjon

Cistanche-Morinda Officinalis medikamentparet ble kartlagt med lårhodenekrosemålet, og Venn-diagrammet ble brukt for å finne skjæringspunktet for å screene kjernemålet.

Protein-protein-interaksjonsnettverket (PPI) til kjernemålet ble konstruert ved å bruke STRING-databasenettverket, studiearten ble satt til menneske, og interaksjonspoengverdien ble satt til 0.400. Å etablere et regulatorisk nettverk for å presentere tredimensjonalt virkningsmekanismen til Cistanche og Morinda Officinalis på lårbenshodenekrose.

1.5 GO-anrikningsanalyse og KEGG-baneanalyse av kjernemål

For ytterligere å illustrere rollen til kjernemålproteinet i genfunksjon, ble DAVID-databasen brukt til å analysere GO-anrikningen av kjernemålet og KEGG-baneanalyse. Arten var begrenset til mennesker, og terskelen ble satt til PValue<0.05. at="" the="" same="" time,="" the="" omicshare="" cloud="" platform="" was="" used="" to="" complete="" the="" data.="" results="" are="">

2 resultater

2.1 Aktiv ingrediensscreening og målprediksjon av Cistanche-Morinda Officinalis-paret TCMSP ble screenet i henhold til DL- og OB-parametrene, og totalt 25 aktive ingredienser av Cistanche - Morinda Officinalis-paret ble oppnådd, ekskludert 4 effektive mål som ikke oppnådde tilsvarende mål ingredienser, og til slutt få 21 aktive ingredienser, effektive

Det er 182 mål som tilsvarer komponentene, og de spesifikke komponentene og målinformasjonsresultatene er vist i tabell 2.

2.2 Etablering av sykdomsmål for nekrose av lårbenshodet

277 kjente mål relatert til lårbenshodenekrose ble oppdaget ved å søke på GeneCards, og 453 kjente mål relatert til lårbenshodenekrose ble oppdaget av OMIM-databasen. Etter prosessering ble totalt 727 relaterte mål oppnådd og inkludert i studien.

2.3 Screening av kjernemål av Cistanche og Morinda officinalis for behandling av lårbenshodenekrose og konstruksjon av nettverksinteraksjonsforhold Ved å bruke Venn diagram online-plattformen ble 727 sykdomsmål av lårbenshodenekrose og 182 Cistanche og Morinda Officinalis urter brukt for å analysere effekten av aktive ingredienser. Målkartlegging ble brukt til å tegne et Venn-diagram. I følge resultatene av skjæringsgenene ble det oppnådd 33 kjernemål for behandling av lårbenshodenekrose av Cistanche og Morinda officinalis (Figur 1). De 33 kjernemålene ble importert til STRING-databasen online-plattformen, PPI-nettverksmodellen ble konstruert, og PPI-nettverksdataene til kjernemålene ble eksportert (figur 2).

Reguleringsnettverket ble konstruert ved bruk av Cytoscape 3.7.1 (figur 3). Nettverket inneholder 54 noder og 62 kanter. Når det gjelder aktive ingredienser, har MOL000098 (quercetin) 30 mål, og MOL000358 (beta-sitosterol) har 6 mål. Når det gjelder kjernemål, kan steroidreseptoraktiverende protein 2 (NCOA2) kobles til 13 aktive ingredienser, og kalsiumaktivert kaliumkanalprotein 1 (KCNMA1) kan kobles til fire aktive ingredienser. Dette gjenspeiler mekanismen til Cistanche-Morinda Officinalis på multi-komponent og multi-target behandling av lårbenshodenekrose.

Figur 1 Venn-diagram av kjernemålet til Cistanche og Morinda officinalis i behandlingen avAvaskulær nekrose (AVN) av lårbenshodet

Figur 2 PPI-nettverksdiagram av kjernemålet til Cistanche og Morinda officinalis for behandling avAvaskulær nekrose (AVN) av lårbenshodet

2.4 GO-anrikningsanalyse av kjernemål i behandling av lårbenshodenekrose med Cistanche og Morinda officinalis

Gjennom GO-anrikningsanalyse ble det oppnådd totalt 210 elementer relatert til biologisk prosess (BP), 34 elementer relatert til molekylær funksjon (MF), og 20 elementer relatert til cellulær sammensetning (CC) (Figur 4~Figur 7). Resultatene viste at de biologiske prosessene til Cistanche og Morinda officinalis i behandlingen av lårbenshodenekrose hovedsakelig var beriket i lipidreaksjoner, reaksjoner med reaktive oksygenarter, apoptose osv. De molekylære funksjonene ble hovedsakelig beriket i det cyklinavhengige proteinet serin/treonin . Aminokinase- og vekstfaktoraktiviteter, transkripsjonsfaktorer, vekstfaktorreseptorer, nukleære hormonreseptorer og overgangsmetallionebindingskapasitet; cellesammensetningen er hovedsakelig anriket i membranhulen og intimalsystemet, blodplategranulat, sekretorisk granulat og

Sekretoriske vesikler, ekstracellulær matrise, etc.

2.5 Målgenene til Cistanche og Morinda officinalis i behandlingen av lårbenshodenekrose

KEGG-baneanalyse Gjennom KEGG-baneanalysen ble det oppnådd totalt 67 KEGG-oppføringer (Figur 8-Figur 9). Resultatene viste at de biologiske veiene til Cistanche og Morinda officinalis i behandlingen av lårbenshodenekrose hovedsakelig involverte p53-signalvei, hypoksi-induserbar faktor-1-signalvei, tumornekrosefaktor-signalvei og interleukin-17 signalvei.

3 Diskusjon av Cistanche

Nyre er grunnlaget for medfødt, hovedsakelig ben og marg. Hvis nyreessens er tilstrekkelig, er benmargen biokjemisk aktiv og sterk. Hvis nyreessens er mangelfull, er benmargen mangelfull i biokjemisk kilde, og bein er svake og svake. Derfor bør nyre- og benvekst brukes som hovedbehandling i de tidlige og midtre stadier av behandling av lårbenshodenekrose. Hovedprinsippene for behandling er hovedsakelig basert på tradisjonelle kinesiske medisiner som Cistanche, Morinda officinalis og Epimedium.

Basert på den kvantitative anvendelsen av de karakteristiske indikatorene for omics-teknologi, relaterte fysiske og kjemiske undersøkelsesindikatorer, bildetekniske indikatorer og ikke-kodende RNA-tekniske indikatorer i objektiveringen av TCM-syndromdifferensiering av lårbenshodenekrose, er det mulig å mer effektivt utforske årsaker til TCM-klassifisering av lårbenshodenekrose. Sykdomskarakteristikker. Nettverksfarmakologi kan på en omfattende måte avsløre den potensielle mekanismen til tradisjonell kinesisk medisinforbindelser i behandlingen av lårbenshodenekrose. Ved å konstruere et "sammensetning-sykdom-mål" regulatorisk nettverk, er det mulig å analysere effekten av tradisjonell kinesisk medisinforbindelser på sykdomsmål ved de aktive ingrediensene i tradisjonell kinesisk medisinforbindelser. Utviklingen gir teoretisk og teknisk støtte. Cistanche - Morinda Officinalis medikamentpar er et ofte brukt medikamentpar i tradisjonell kinesisk medisin for å styrke nyrene og styrke beinene.

I denne studien ble 21 aktive ingredienser av Cistanche - Morinda Officinalis-par oppnådd gjennom foreløpig screening, og 33 kjernemål av Cistanche - Morinda Officinalis-par ble screenet for behandling av lårbenshodenekrose. Virkningsmekanismen til Morinda Officinalis i behandlingen av lårbenshodenekrose er kompleks og mangfoldig, med mange mål, snarere enn et enkelt mål. Derfor har de effektive komponentene i legemiddelparet Cistanche-Morida Officinalis en nær synergistisk effekt, og målet spiller en viktig rolle i behandlingen av lårbenshodenekrose.

Analysen av de aktive ingrediensene iCistanche og Morinda officinalisviste detquercetinhar ulike farmakologiske effekter som f.eksimmunsuppresjon, anti-tumor, antioksidant, anti-inflammatoriskosv. Det kan regulere balansen mellom osteoblaster/osteoklaster og hemme nedbrytningen av den ekstracellulære matrisen. Samt uttrykket forpro-inflammatoriske faktorer, som påvirker inflammatoriske signalveier, etc.

Figur 3 Nettverksdiagrammet for forbindelse-sykdom-mål regulering avCistancheog Morinda officinalis for behandling avAvaskulær nekrose (AVN)av lårbenshodet

-sitosterol har ulike farmakologiske effekter som anti-inflammatorisk, anti-blodplateaggregering, hypolipidemisk, immunsuppressiv, etc. Det kan spille en rolle i benmetabolismen ved å stimulere differensieringen av ovariegranulosaceller og fremme spredningen av osteoblaster. Regulering. Målanalysen av medikamentparet Cistanche og Morinda Officinalis viste at KCNMA1 kan reguleres av både membranspenning og intracellulære kalsiumioner, og er mye uttrykt i humane osteosarkomceller og osteogene forløperceller. Celleproliferasjon og osteogen differensiering av mesenkymale stamceller i benmarg; tumornekrosefaktor-, interleukin-10 og interleukin-6 er signifikant forhøyet hos pasienter med lårbenshodenekrose, som er assosiert med genetisk mottakelighet for lårbenshodenekrose. Tumornekrosefaktor-genet polymorfismer rs1800629 og rs18006 og interleukin-10-genets polymorfisme rs1800872 var signifikant korrelert med forekomsten av lårbenshodenekrose;

Glukokortikoid-indusert hemming av hypoksi-induserbar faktor-1 spiller en viktig rolle i patogenesen og utviklingen av lårbenshodenekrose; transformerende vekstfaktor 1 kan indusere overdreven sekresjon av vaskulær endotelial vekstfaktor på den ene siden, forårsaker benvevsfibrose for å forhindre beinvevsreparasjon. På den annen side induseres udifferensierte mesenkymale celler til å differensiere til fibroblaster for å redusere bentettheten.

Figur 4 Histogram av GO-funksjonsanrikningsanalyse av Cistanche og Morinda officinalis i behandling avAvaskulær nekrose (AVN) av lårbenshodet

GO-anrikningsanalyse viste at medikamentparet til Cistanche og Morinda hovedsakelig utøvde sin terapeutiske effekt på lårhodenekrose gjennom lipidmetabolisme, celleapoptose, cytokinekspresjon og reaktive oksygenarter respons.

① Apoptose: Den massive apoptosen av osteoblaster kan føre til bentap, tynning og reduksjon av trabekulært bein, og endringer i benmikrostruktur som porøst og tynt kortikalt bein. Disse patologiske prosessene akkumuleres gradvis og påvirker lårhodet. Normal blodtilførsel vil til slutt føre til avaskulær nekrose av lårbenshodet. Serin/treonin-proteinkinase-fosforylering og gener er alle nøkkelfaktorer involvert i bencelleapoptose.

Studier har vist at tumorprotein p53 og Parkinson-relaterte proteiner effektivt kan motstå stressapoptose og cellealdering av benmargsmesenkymale stamceller ved å regulere mitofagi, og forbedre reparasjonseffekten av benmargsmesenkymale stamceller på tidlig steroidindusert nekrose av femoral. hode. Studier har vist at Morinda officinalis polysakkarid, det aktive ekstraktet av Morinda officinalis, kan regulere balansen i benmetabolismen ved å stimulere differensieringen av benmargsstromaceller til osteoblaster [25].

② Cytokinekspresjon: insulinlignende vekstfaktor, benmorfogenetisk protein, vaskulær endotelial vekstfaktor, prostaglandin E2, blodplateavledet vekstfaktor, transformerende vekstfaktor og andre vekstfaktorer kan fremme lårbenshodeangiogenese, forbedre ben- og bruskproliferasjon og differensiering for å spille en rolle i behandlingen av lårbenshodenekrose.

I tillegg er nukleære hormonreseptorer som glukokortikoider, androgener, østrogener og vitamin D, og ​​transkripsjonsfaktorreseptorer som Runt-relaterte transkripsjonsfaktorer og forkhead box transkripsjonsfaktor O også involvert i dannelsen og utviklingen av lårbenshodenekrose. Studier har bekreftet at det medisinerte serumet til Cistanche kan fremme uttrykket av benmorfogenetisk protein 2 for å differensiere til osteoblaster.

③ Lipidmetabolisme: Lipidavsetning kan hindre balansen og reparasjonen av intraossøs mikrosirkulasjon, aktivere eller hemme transkripsjonen av osteogene og adipogene celler, noe som resulterer i forstyrrelse av fettmetabolismen og til slutt føre til lårbenshodenekrose. Studier har funnet at ubalansen i redoksreaksjonen kan føre til lipidperoksidasjon som fører til osteoblastdysfunksjon, differensieringsforstyrrelse og apoptose, og lipidmetabolismeforstyrrelse forårsaket ikke-traumatisk lårbenshodenekrose og aktivering av peroksisomproliferator. Kroppssignalvei, kalsiumionrelatert signalvei og adenylataktivert proteinkinasesignalvei er nært beslektet.

Bilder av Cistanche tubulosa

④ respons på reaktive oksygenarter: økte reaktive oksygenarter kan fremme vaskulær endotelskade, redusere beinceller og

Osteoblaster, unormal aktivering av osteoklaster, og fremme av nedbrytningen av bruskkollagenfibre og proteoglykaner, fører til blokkering av blodtilførselen til lårbenshodet, skade på den mekaniske støttestrukturen, utflating og kollaps av lårbenshodet i stressområdet, og til slutt lårbenshodenekrose.

Figur 5 GO funksjon anrikningsanalyse av Cistanche og Morinda officinalis i behandling avAvaskulær nekrose (AVN) av lårbenshodet- BP analyse boblediagram

Fig. 6 GO funksjon anrikningsanalyse av Cistanche deserticola og Morinda officinalis i behandling avAvaskulær nekrose (AVN) av lårbenshodet- MF analyse boblediagram

Figur 7 GO funksjon berikelsesanalyse avCistancheog Morinda officinalis i behandlingen avAvaskulær nekrose (AVN) av lårbenshodet- CC analyse boblediagram

KEGG-baneanalyse viste at Cistanche - Morinda Officinalis medikamentpar hovedsakelig utøver lårhodenekrose gjennom p53-signalveien, interleukin-17-signalveien, hypoksi-induserbar faktor-1-signalveien, tumornekrosefaktor-signalveien, og andre signalveier. Terapeutisk effekt.

①p53 signalvei: Som en tumorundertrykker kan p53 indusere apoptose ved å regulere endogen apoptosevei, dødssignalreseptorproteinvei og mitokondriell frigjøring av frie oksygenradikaler. Aktivert av miljøfaktorer, spiller p53-signalveien en viktig rolle i lårbenshodenekrose ved å regulere apoptose og cellesyklus. Studier har vist at p53-ekspresjon kan økes i nekrose av lårbenshodet.

②Hypoksi-induserbar faktor-1 signalvei: Den hypoksi-induserbare faktor-1 signalveien er avgjørende i kroppens respons på lav oksygenkonsentrasjon eller hypoksi. Det hypoksiske miljøet ved lårbenshodenekrose kan påvirke osteoklastogenese, og hypoksi-induserbar faktor. -1-signalveien kan koble angiogenese, benresorpsjon og ny beindannelse for å utøve terapeutiske effekter. Studier har funnet at hypoksi-induserbar faktor-1 kan delta i prosessen med angiogenese ved å mediere vaskulær endotelial vekstfaktor, og samtidig kan den spille en rolle i å regulere næringstransport og påvirke funksjonen til osteoklaster, og dermed forårsaker lårbenshodenekrose og benresorpsjonsforstyrrelser.

③ Tumornekrosefaktorsignaleringsvei: TNF spiller en rolle i lårbenshodenekrose ved å binde seg til reseptoren. Studier har vist at ekspresjonen av serumtumornekrosefaktor- er betydelig økt i steroidindusert nekrose av lårbenshodet i kaninmodellgruppen, og polymorfismen til tumornekrosefaktor-genet og hypoksisk miljø kan påvirke det kliniske resultatet av hormon-indusert nekrose av lårbenshodet. utvikling. Som den vanligste kliniske inflammatoriske faktoren, spiller tumornekrosefaktor en viktig rolle i skaden på vaskulære endotelceller i lårbenshodet, og kan også påvirke blodtilførselen til lårbenshodet gjennom intravaskulær koagulasjon; det kan også føre til absorpsjon av beinceller og kondrocytter. Det kan fremme spredning av fibroblaster; det kan også indusere produksjonen av frie oksygenradikaler, lipidperoksidasjon, apoptose av osteoblaster og andre patologiske prosesser, og samspillet mellom koblingene ovenfor vil til slutt føre til forekomsten av lårbenshodenekrose.

Figur 8 Histogram av KEGG pathway anrikningsanalyse avCistancheog Morinda officinalis i behandlingen avAvaskulær nekrose (AVN) av lårbenshodet

Figur 9 Boblediagram av KEGG-baneanrikningsanalyse avCistancheog Morinda officinalis i behandlingen avAvaskulær nekrose (AVN) av lårbenshodet

For å oppsummere har Cistanche og Morinda officinalis egenskapene til mange aktive ingredienser, forskjellige mål og et bredt spekter av handlingsveier i behandlingen av lårbenshodenekrose, som involverer biologiske veier inkludert p53-signalveien, hypoksi-induserbar faktor{{2 }} signalvei, signalvei for tumornekrosefaktor, interleukin-

17 Signalveier, etc., biologiske prosesser inkluderer apoptose, cytokinekspresjon, lipidmetabolisme, reaktive oksygenarter respons og andre funksjonelle veier. Resultatene av denne studien gir grunnlag for senere forskning på mekanismen til Cistanche og Morinda officinalis i behandlingen avAvaskulær nekrose (AVN) av lårbenshodet. 

FINN DEN BESTE BOTANISKE HOLISTISKE OLEIE FOR AVN

Vår nøye håndlagde beskytte leverformel inkluderer de best undersøkte urtene ogcistanche produkter. Hver av dem viser et fantastisk potensial for behandling av immunitetsforbedring, pluss generell nerve- og nevronstøtte generelt.

Inkluderer:

Than Cistanche-fordeler:– Cistanche-ekstrakt påvirket ikke osteoklastogenese. I tillegg forhindret Cistanche-ekstrakt bentap indusert av ovariektomi in vivo. cistanche kan være et nytt bendannende middel for behandling av AVN og osteoporose