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Este estudo revela o mecanismo de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii no tratamento do adenocarcinoma pulmonar com base na farmacologia de rede e verificação experimental. O estudo também demonstra que a via de sinalização PI3K/AKT desempenha um papel vital na ação do Trichosanthes-Fritillaria thunbergii no tratamento do adenocarcinoma pulmonar.
Nosso objetivo foi estudar o mecanismo de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii no tratamento do adenocarcinoma pulmonar (LUAD) com base na farmacologia de rede e verificação experimental. Os componentes efetivos e alvos potenciais de Trichosanthis e Fritillaria thunbergii foram coletados por experimentos de alto rendimento e banco de dados guiados por referência (HERB) da medicina tradicional chinesa e um banco de dados de similaridade ensemble approach (SEA), e os alvos relacionados ao LUAD foram consultados pelos bancos de dados GeneCards e Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). Uma rede fármaco-componente-doença-alvo foi construída pelo software Cytoscape. Análises da rede de interação proteína-proteína (PPI), da ontologia gênica (GO) e da enciclopédia de Kyoto de enriquecimento de genes e genomas (KEGG) foram conduzidas para obter alvos centrais e vias-chave. Um extrato aquoso de células de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii e A549 foi utilizado para posterior validação experimental. Através do banco de dados HERB e busca na literatura, 31 compostos efetivos e 157 potenciais genes-alvo de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii foram examinados, dos quais 144 foram alvos regulatórios de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii no tratamento de adenocarcinoma pulmonar. A análise do enriquecimento funcional do GO mostrou que o mecanismo de ação do Trichosanthes-Fritillaria thunbergii contra o adenocarcinoma pulmonar é principalmente a fosforilação de proteínas. A análise do enriquecimento da via de KEGG sugeriu que o tratamento do adenocarcinoma pulmonar por Trichosanthes-Fritillaria thunbergii envolve principalmente a via de sinalização PI3K/AKT. A validação experimental mostrou que um extrato aquoso de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii pode inibir a proliferação de células A549 e a fosforilação de AKT. Através da farmacologia de rede e validação experimental, verificou-se que a via de sinalização PI3K/AKT desempenha um papel vital na ação do Trichosanthes-Fritillaria thunbergii no tratamento do adenocarcinoma pulmonar.
O câncer de pulmão refere-se a tumores malignos originados da mucosa brônquica pulmonar, incluindo carcinoma de células escamosas, adenocarcinoma, carcinoma de grandes células e carcinoma de pequenascélulas1. O adenocarcinoma de pulmão (LUAD) é o tipo mais comum de câncer de pulmão, correspondendo a cerca de 40% do total de casos de câncer depulmão2. A maioria dos pacientes é diagnosticada em estágio avançado ou com metástase à distância e, assim, perde a oportunidade dacirurgia3. No tratamento clínico atual, a quimiorradioterapia concomitante é a estratégia mais comum para o tratamento da LUAD, mas sua aplicação é limitada devido a reações adversasgraves4.
A medicina tradicional chinesa (MTC) pode efetivamente aliviar os sintomas clínicos de pacientes com LUAD e reduzir as reações adversas causadas pela radioterapia e quimioterapia, tornando-se, assim, um foco de pesquisa 5,6,7. Na medicina tradicional chinesa, o câncer de pulmão pertence à categoria de "acúmulo pulmonar" e "petroso pulmonar". A deficiência de Qi e a interação de catarro, estase e veneno são importantes na patogênese do câncer de pulmão. Portanto, tonificar o Qi e eliminar o catarro e a estase sanguínea são os principais métodos de tratamento clínico8 para o câncer de pulmão de acordo com a teoria daMTC9. Trichosanthes kirilowii Maxim (Gualou) e Fritillaria thunbergii Miq (Zhebeimu) representam um par de drogas comum no tratamento do câncer de pulmão, e essa combinação tem como efeito limpar o calor e reduzir o catarro10,11,12. No entanto, seu mecanismo de ação ainda não está claro, e mais pesquisas precisam ser conduzidas.
A farmacologia de redes é um método abrangente baseado na teoria da biologia de sistemas e farmacologia multidirecional que visa revelar complexas relações em rede entre múltiplas drogas e doenças13. As prescrições tradicionais chinesas têm as características de serem multicomponentes e multialvo, o que significa que são muito adequadas para o estudo da farmacologia de rede14,15. Recentemente, a farmacologia de redes emergiu como uma abordagem poderosa no estudo de fórmulas de MTC e tornou-se um hotspot de pesquisa16,17.
No entanto, até onde sabemos, todas as pesquisas em farmacologia de redes são apresentadas como texto. Apresentar essa tecnologia por meio de vídeo reduzirá muito o limiar de aprendizado e facilitará a divulgação dessa tecnologia, que é uma das vantagens deste artigo. Neste estudo, tomamos como exemplo Trichosanthes-Fritillaria thunbergii contra adenocarcinoma pulmonar para predição farmacológica de rede e validação experimental.
Todos os procedimentos de farmacologia de rede foram realizados de acordo com as Diretrizes para Métodos de Avaliação de Farmacologia de Rede18. Todos os procedimentos experimentais foram realizados de acordo com os regulamentos de gestão laboratorial da Universidade de Medicina Chinesa de Pequim.
1. Predição farmacológica de rede
2. Verificação experimental
3. Acoplamento molecular
4. Análise estatística
Um total de 31 componentes ativos relacionados a Trichosanthes-Fritillaria thunbergii foram identificados, incluindo 21 componentes de Trichosanthes e 10 componentes de Fritillaria thunbergia, bem como 144 alvos correspondentes. No total, 9.049 e 67 genes relacionados ao LUAD foram extraídos do banco de dados GeneCards e do banco de dados OMIM, respectivamente. Após a exclusão de genes duplicados, 9.057 genes relacionados ao LUAD foram identificados. A intersecção dos genes relacionados ao...
Geralmente, um estudo completo de farmacologia em rede inclui a identificação de componentes ativos a partir de bancos de dados, a aquisição de alvos correspondentes a componentes ativos e doenças, a construção de uma rede droga-componente-doença-alvo e a previsão de alvos e vias centrais. A associação entre componentes ativos e proteínas centrais (docking molecular) é preliminarmente prevista pela tecnologia computacional, e a verificação final é conduzida por meio de um experimento.
Os autores declaram não haver conflitos de interesse.
Este estudo foi apoiado pelo Programa de Treinamento em Inovação da Universidade de Medicina Chinesa de Pequim (No: 202110026036).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.25% trypsin-EDTA | Gibco | R001100 | |
A549 cell line | Procell | CL-0016 | |
AKT antibody | CST | 4691S | |
BCA Protein Assay Kit | Solarbio | PC0020 | |
Chemiluminescence detection system | Shanghai Qinxiang Scientific Instrument Factory | ChemiScope 6100 | |
Dulbecco's modified eagle medium (DMEM) | Solarbio | 11995 | |
Enhanced chemiluminescence (ECL) kit | ABclonal | RM00021 | |
Fetal bovine serum | ScienCell | 0025 | |
HRP Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) | ABclonal | AS014 | |
MTS assay kit | Promega | G3580 | |
p-AKT antibody | CST | 6040S | |
Penicillin streptomycin | Gibco | C14-15070-063 | |
Phenylmethanesulfonyl fluoride (PMSF) | Solarbio | P0100 | |
Phosphatase inhibitor | Beyotime | P1081 | |
Phosphate buffered saline (PBS) | Solarbio | P1020 | |
Polyvinylidene difluoride (PVDF) membranes | Millipore | ISEQ00010 | |
RIPA lysis solution | Solarbio | R0010 | |
Rotary evaporator | Shanghai Yarong Biochemical Instrument Factory | RE52CS-1 | |
Vacuum freeze-drying mechanism | Ningbo Scientz Biotechnology | SCIENTZ-10 | |
β-Actin antibody | ABclonal | AC026 |
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