Name: network pharmacology prediction and experimental validation of trichosanthes-fritillaria thunbergii action mechanism against lung adenocarcinoma
Uploaded: 2023-03-03T14:35:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Network Pharmacology Prediction and Experimental Validation of Trichosanthes-Fritillaria thunbergii Action Mechanism Against Lung Adenocarcinoma at JoVE.com

Denne undersøgelse blev støttet af Innovation Training Program fra Beijing University of Chinese Medicine (nr.: 202110026036).

Alle netværkets farmakologiske procedurer blev udført i overensstemmelse med retningslinjerne for netværksfarmakologiske evalueringsmetoder18. Alle eksperimentelle procedurer blev udført i overensstemmelse med laboratoriestyringsbestemmelserne fra Beijing University of Chinese Medicine.
1. Farmakologisk forudsigelse af netværk
<ol><li>Valg af aktive komponenter<ol><li>Åbn HERB-databasen (http://herb.ac.cn)19, og brug "Gua...

Generelt omfatter en komplet netværksfarmakologisk undersøgelse identifikation af aktive komponenter fra databaser, erhvervelse af mål svarende til aktive komponenter og sygdomme, opbygning af et lægemiddelkomponent-sygdomsmålnetværk og forudsigelse af kernemål og veje. Sammenhængen mellem aktive komponenter og kerneproteiner (molekylær docking) forudsiges foreløbigt af computerteknologi, og den endelige verifikation udføres ved hjælp af et eksperiment.
Udvælgelsen af relevante da...

Lungekræft refererer til maligne tumorer, der stammer fra lungebronkialslimhinden, herunder pladecellekarcinom, adenokarcinom, storcellet karcinom og småcellet karcinom1. Lungeadenokarcinom (LUAD) er den mest almindelige type lungekræft, der tegner sig for ca. 40% af de samlede lungekræfttilfælde2. De fleste patienter diagnosticeres på et avanceret stadium eller har fjernmetastase og mister dermed muligheden for operation3. I den nuværende kliniske behandling er samtidig kemostrålebehandling den mest almindelige strategi til behandling af LUAD, men dens anvendelse er begrænset på grund af alvorlige bivirkninger4.
Traditionel kinesisk medicin (TCM) kan effektivt lindre de kliniske symptomer hos LUAD-patienter og reducere bivirkninger forårsaget af strålebehandling og kemoterapi og er således blevet et forskningshotspot 5,6,7. I traditionel kinesisk medicin tilhører lungekræft kategorien "lungeakkumulering" og "lungepetrous". Manglen på Qi og samspillet mellem slim, stasis og gift er vigtige i patogenesen af lungekræft. Derfor er tonificering af Qi og eliminering af slim og blodstasis den vigtigste kliniske behandling8 metoder til lungekræft ifølge TCM-teori9. Trichosanthes kirilowii Maxim (Gualou) og Fritillaria thunbergii Miq (Zhebeimu) repræsenterer et fælles lægemiddelpar til behandling af lungekræft, og denne kombination har virkningerne af at rydde varme og reducere slim10,11,12. Imidlertid er dens virkningsmekanisme stadig uklar, og der skal udføres yderligere forskning.
Netværksfarmakologi er en omfattende metode baseret på teorien om systembiologi og multidirektionel farmakologi, der sigter mod at afsløre komplekse netværksforhold mellem flere lægemidler og sygdomme13. Traditionelle kinesiske recepter har egenskaberne ved at være multikomponent og multimål, hvilket betyder, at de er meget velegnede til undersøgelse af netværksfarmakologi14,15. For nylig er netværksfarmakologi opstået som en stærk tilgang i undersøgelsen af TCM-formler og er blevet et forskningshotspot16,17.
Men så vidt vi ved, præsenteres al forskning i netværksfarmakologi som tekst. Præsentation af denne teknologi gennem video vil i høj grad reducere læringstærsklen og lette promoveringen af denne teknologi, hvilket er en af fordelene ved denne artikel. I denne undersøgelse tog vi Trichosanthes-Fritillaria thunbergii mod lungeadenokarcinom som et eksempel til at udføre forudsigelse af netværksfarmakologi og eksperimentel validering.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.25% trypsin-EDTA</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>R001100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A549&#160;cell line</td>
			<td>Procell</td>
			<td>CL-0016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AKT antibody</td>
			<td>CST</td>
			<td>4691S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BCA Protein Assay Kit</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>PC0020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chemiluminescence detection system</td>
			<td>Shanghai Qinxiang Scientific Instrument Factory</td>
			<td>ChemiScope 6100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s modified eagle medium (DMEM)</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>11995</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enhanced chemiluminescence (ECL) kit&#160;</td>
			<td>ABclonal</td>
			<td>RM00021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>ScienCell</td>
			<td>0025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HRP Goat Anti-Rabbit IgG (H+L)</td>
			<td>ABclonal</td>
			<td>AS014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MTS assay kit</td>
			<td>Promega</td>
			<td>G3580</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>p-AKT antibody</td>
			<td>CST</td>
			<td>6040S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin streptomycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>C14-15070-063</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenylmethanesulfonyl fluoride (PMSF)</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>P0100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphatase inhibitor</td>
			<td>Beyotime</td>
			<td>P1081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline (PBS)</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>P1020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyvinylidene difluoride (PVDF) membranes</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>ISEQ00010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RIPA lysis solution</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>R0010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary evaporator</td>
			<td>Shanghai Yarong Biochemical Instrument Factory</td>
			<td>RE52CS-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum freeze-drying mechanism</td>
			<td>Ningbo Scientz Biotechnology</td>
			<td>SCIENTZ-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#946;-Actin antibody</td>
			<td>ABclonal</td>
			<td>AC026</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

network pharmacology prediction and experimental validation of trichosanthes-fritillaria thunbergii action mechanism against lung adenocarcinoma

Vi havde til formål at studere mekanismen for Trichosanthes-Fritillaria thunbergii til behandling af lungeadenokarcinom (LUAD) baseret på netværksfarmakologi og eksperimentel verifikation. De effektive komponenter og potentielle mål for Trichosanthis og Fritillaria thunbergii blev indsamlet af high-throughput eksperiment og referencestyret (HERB) database over traditionel kinesisk medicin og en similarity ensemble approach (SEA) database, og de LUAD-relaterede mål blev forespurgt af GeneCards og Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) databaser. Et lægemiddelkomponent-sygdomsmålnetværk blev konstrueret af Cytoscape-software. Protein-protein interaktion (PPI) netværk, genontologi (GO) funktion og Kyoto encyklopædi af gener og genomer (KEGG) vejberigelsesanalyser blev udført for at opnå kernemål og nøgleveje. Et vandigt ekstrakt af Trichosanthes-Fritillaria thunbergii og A549 celler blev anvendt til den efterfølgende eksperimentelle validering. Gennem HERB-databasen og litteratursøgning blev 31 effektive forbindelser og 157 potentielle målgener af Trichosanthes-Fritillaria thunbergii screenet, hvoraf 144 var regulatoriske mål for Trichosanthes-Fritillaria thunbergii til behandling af lungeadenocarcinom. GO-funktionsberigelsesanalysen viste, at virkningsmekanismen for Trichosanthes-Fritillaria thunbergii mod lungeadenocarcinom hovedsageligt er proteinphosphorylering. KEGG pathway berigelsesanalysen foreslog, at behandlingen af lungeadenokarcinom af Trichosanthes-Fritillaria thunbergii hovedsageligt involverer PI3K / AKT signalvejen. Den eksperimentelle validering viste, at et vandigt ekstrakt af Trichosanthes-Fritillaria thunbergii kunne hæmme proliferation af A549-celler og phosphorylering af AKT. Gennem netværksfarmakologi og eksperimentel validering blev det verificeret, at PI3K / AKT-signalvejen spiller en afgørende rolle i virkningen af Trichosanthes-Fritillaria thunbergii til behandling af lungeadenocarcinom.

I alt 31 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii-relaterede aktive komponenter blev identificeret, herunder 21 Trichosanthes og 10 Fritillaria thunbergia komponenter, samt 144 tilsvarende mål. Samlet set blev 9.049 og 67 LUAD-relaterede gener ekstraheret fra henholdsvis GeneCard-databasen og OMI-databasen. Efter sletning af duplikerede gener blev 9.057 gener relateret til LUAD identificeret. Skæringspunktet mellem de LUAD-relaterede gener og Trichosanthes-Fritillaria thunbergii aktive ...

Watch this Scientific Journal Video about Network Pharmacology Prediction and Experimental Validation of Trichosanthes-Fritillaria thunbergii Action Mechanism Against Lung Adenocarcinoma at JoVE.com

Network Pharmacology Prediction and Experimental Validation of Trichosanthes-Fritillaria thunbergii Action Mechanism Against Lung Adenocarcinoma

Denne undersøgelse afslører mekanismen for Trichosanthes-Fritillaria thunbergii til behandling af lungeadenokarcinom baseret på netværksfarmakologi og eksperimentel verifikation. Undersøgelsen viser også, at PI3K / AKT signalvejen spiller en afgørende rolle i virkningen af Trichosanthes-Fritillaria thunbergii i behandling af lungeadenokarcinom.

Netværksfarmakologi: Forudsigelse og eksperimentel validering af Trichosanthes-Fritillaria thunbergii: Virkningsmekanisme mod lungeadenokarcinom

We aimed to study the mechanism of Trichosanthes-Fritillaria thunbergii in treating lung adenocarcinoma (LUAD) based on network pharmacology and ...

Traditionel kinesisk medicin, Vi vil tale om egenskaberne ved multikomponent af målet. Hvilket er den helt grundlæggende boks for netværks- og biologisk forskning. Vi demonstrerede den teknologi, der vil sænke tærsklen.Network Pharmacological er systematisk analytisk teknologi, bygger værktøjerne til interaktion, netværksarbejde af multifaktorer. Det kan effektivt forudsige den enkelte vej for traditionel kinesisk medicin i Dataene fra Network Pharmacological kommer fra databasen, selvom det ikke kan forudsige forholdet til lægemidler, proteiner, og dette skal det stadig verificeres af de efterfølgende eksperimenter. Til at begynde med skal du åbne HERB-databasen og bruge Gua Liu og Zhebimu som nøgleord for at få komponenterne i de to lægemidler.Download listen og den kanoniske SMILES-struktur af de relaterede komponenter i de to lægemidler. Bestem nu, om den opnåede komponent er aktiv ved at inkludere komponenter med oral biotilgængelighed og lægemiddellignende værdier i HERB Group Database. Hvis komponenten ikke har nogen oral biotilgængelighed og lægemiddellignende værdier, skal du indtaste komponenten i den schweiziske ADME-database for at få oplysninger om hver komponent.Inkluder komponenter med høj GI-absorption og mindst to ja lægemiddellignende værdier som aktive komponenter. For at forudsige målet for de aktive komponenter skal du åbne HERB-databasen. Søg og kopier de kanoniske SMILES-strukturer for de aktive komponenter.Åbn derefter lighedsensembletilgangen, og indsæt de kanoniske SMILES-strukturer for de aktive komponenter i søgefeltet. Klik på prøv SEA 'for at få målnøglens målnavn P-værdi og maksimal TC for hver aktiv komponent. Kopiér dataene til et regneark, og brug filtreringsfunktionen regnearksfiler til at filtrere de aktive komponenters mål efter måltast.Kopier alle målene til et regneark, og fjern dubletterne for at opnå lægemiddelmålene. Åbn nu genkortdatabasen og online Mendelsk arv hos mennesket for at forudsige sygdomsmål. Brug Lung Adenocarcinom'som nøgleord for at opnå sygdomsmålene for lungeadenocarcinom.Download regnearkene over sygdomsmålene og slet de gentagne mål for at opnå lungeadenokarcinommålene. Konstruer et lægemiddelkomponentsygdomsmålnetværk ved at kopiere lungeadenokarcinomrelaterede mål og lægemiddelmål ind i samme kolonne i et nyt regneark. Brug funktionen til dataidentifikation af dubletter i værktøjslinjen for at opnå skæringsmål for de lungeadenokarcinomrelaterede mål og Trichosanthes Fritillaria Thunbergia aktive komponentrelaterede mål.Åbn Cytoscape 3.8.0. Klik på filen i menulinjen, og vælg import. Efterfulgt af netværk fra fil.For at importere regnearksfilen skal du optimere størrelsen og farven på netværksnoderne gennem stillinjen i venstre kontrolpanel. Brug funktionen Analysér netværk til netværkstopologianalysen. Klik på værktøjer i menulinjen, og vælg analyser netværk.Klik på graden i titellinjen på tabelpanelet for at arrangere komponenterne efter grad i faldende rækkefølge. Tag de 10 bedste komponenter og mål som de vigtigste aktive komponenter og kernemål. At konstruere PPI-netværket og screene kerneproteinerne.Åbn strengdatabasen, og indsæt tekstformatlisten over de potentielle mål for Trichosanthes Fritillaria Thunbergia mod Lung Adenocarcinomas i listen over navnedialogboksen. Vælg derefter homosapiens i organismer. Klik på søg og vælg fortsæt knapper, når resultaterne er tilgængelige, klik indstillinger Og kryds høj tillid 0.700 I grundlæggende indstillinger skal du under minimum krævet interaktionsscore markere høje frakoblede noder i netværket i avancerede indstillinger.Klik derefter på opdateringsknappen. Klik derefter på eksporter i titellinjen og download den korte tabeltekst i PPI-forholdet i TSV-format. Åbn Cytoscape 3.8.0.Klik på fil, vælg, importer efterfulgt af netværk fra fil for at importere TSV-formatfilen til visuel analyse. Brug netværksanalysatorfunktionen til at udføre den topologiske analyse. Optimer størrelsen og farven på netværksnoderne gennem stillinjen i venstre kontrolpanel.Udfør KEGG-berigelsesanalyse ved at åbne Medscape-platformen, indsætte tekstformatlisten over de potentielle terapeutiske mål i dialogboksen og derefter klikke på send-knappen. Marker Homo sapiens i begge input som arter'og analyse som art'og klik derefter på den brugerdefinerede analyseknap. Vælg forbedring.Marker kun KEGG-stien, og klik derefter på berigelsesanalyse. Når statuslinjen når 100 %, skal du klikke på den orange knap på analyserapportsiden for at se forbedringsresultaterne. Klik på alle i en zip-fil'for at downloade berigelsesresultatet, og åbn derefter _FINAL_GO'csv-filen i mappen Enrichment_GO'for at opnå resultatet.Åbn R-Software og skriv installationspakke GG plot to'og bibliotek GG Plot to'i R Til installation af GG plot to R-pakken. Tryk på enter for at køre KEGG-visualiseringsprogrammet. For at detektere cellelevedygtighed skal du fordøje den logaritmiske vækstfase A 549 celler med en milliliter 0.25%Trypsin i et minut ved 37 grader Celsius.Tilsæt en milliliter DMEM Complete Medium for at neutralisere trypsin og blæs det forsigtigt for at fremme celleafgivelse. Derefter centrifugeres blandingen for at opnå cellepelleten og resuspenderes de opnåede celler under anvendelse af DMEM Complete Medium. Tilsæt cellesuspensionen til et hæmocytometer og tæl ved hjælp af en automatiseret celletæller, fortynd den til fem gange 10 til den fjerde celle pr. milliliter ved hjælp af DMEM komplet medium Opløs nu et gram Trichosanthes Fritillaria Thunbergia vandekstrakt i 10 ml PBS og filtrer steriliser det gennem et 0,22 mikrometer filter.Fortynd blandingen til forskellige koncentrationer ved anvendelse af PBS. Plade 100 mikroliter af de fortyndede celler i hver brønd i en 96 brøndplade. Efter cellevedhæftning tilsættes en mikroliter Trichosanthes Fritillaria Thunbergia vandekstrakter af forskellige koncentrationer for at justere koncentrationen af hver brønd.Kassér det originale medium efter 24 timers kultur, og tilsæt 100 mikroliter DMEM. Basisk medium til yderligere inkubation i to timer ved 37 grader Celsius og 5% kuldioxid. Ved afslutningen af inkubationen tilsættes 20 mikroliter MTS-opløsning og inkuberes cellerne i yderligere en time.Den inkuberede blanding overføres til en anden plade. Ved hjælp af en mikropladelæser måles absorbansen ved en bølgelængde på 490 nanometer og beregnes cellelevedygtigheden. Fortynd den logaritmiske vækstfase A 549 celler til fem gange 10 til de femte celler pr. Milliliter.Tilsæt to ml af cellesuspensionen til en seks brøndplade og voks i 12 timer. Efter opnåelse af forskellige PBS-fortyndinger af Trichosanthes Fritillaria Thunbergia vandekstrakt som vist tidligere, tilsættes 20 mikroliter PBS-opløsningen til blindprøvegruppen og 20 mikroliter af de forskellige fortyndinger af Trichosanthes Fritillaria Thunbergia vandekstrakt til forskellige koncentrationsgrupper. Efter 24 timers intervention kasseres supernatanten, og cellerne rengøres tre gange med PBS.Tilsæt 250 mikroliter RIPA buffer til hver brønd og lys cellerne i 30 minutter. Lysatet opsamles til centrifugalisering, og supernatanten udtages. Lægemiddelkomponentsygdomsmålinteraktionsnetværket af Trichosanthes Fritillaria Thunbergia mod lungeadenokarcinom er vist.I interaktionsnetværket, De top 10 aktive komponenter opnået er de vigtigste aktive komponenter i virkningen af Trichosanthes Fritillaria Thunbergia til behandling af lungeadenocarcinom. PPI-netværket omfattede 122 funktionelle proteiner og 210 interaktionsrelationer. Top 10 kerneproteiner er hovedsageligt involveret i neovaskularisering, celleproliferation, apoptose og cellemembrantransport.Af de 20 bedste veje, der er rangeret af KEGG, er PI3K-AKT-signalvejen, Rap1-signalvejen, Phospholipase-D-signalvejen og MAPK1-signalvejen tæt forbundet med lungekræft, blandt hvilke PI3K-AKT-vejen rangerede den første. Trichosanthes Fritillaria Thunbergia ekstrakter i koncentrationer over 400 mikrogram per milliliter kunne hæmme celleproliferation og hæmningseffekten på A-549 celler ved koncentrationer op til 800 mikrogram per milliliter, var tæt på halv hæmmende koncentration. Interventionen af Trichosanthes Fritillaria Thunbergia ekstrakter forårsagede ingen signifikant ændring i AKT proteinekspression i hver gruppe.Imidlertid blev p-AKT Serine-473 ekspression hæmmet og viste en dosisafhængig effekt. De kritiske komponenter i Trichosanthes Fritillaria Thunbergia blev molekylært docket med nøgleproteinerne i PI3K AKT-vejen, og resultaterne antydede, at bindingsenergierne af Diosmetin og Kaempferol med AKT1 var mindre end minus syv, hvilket indikerer stærk bindingsaktivitet. Det vigtigste er at have opnået aktive ingredienser på målene for traditionel kinesisk medicin.Samt hvis mål er kernen i Network Pharmacological.

Research

JoVE Journal

Medicine

Network Pharmacology Prediction and Experimental Validation of Trichosanthes-Fritillaria thunbergii Action Mechanism Against Lung Adenocarcinoma

An Experimental Paradigm for the Prediction of Post-Operative Pain (PPOP)

An Experimental Paradigm for the Prediction of Post-Operative Pain PPOP

Many women undergo cesarean delivery without problems, however some experience significant pain after cesarean section. Pain is associated with negative ...

Experimental Human Pneumococcal Carriage

Eksperimentel Menneskelig Pneumokok Carriage

Experimental human pneumococcal carriage (EHPC) is scientifically important because nasopharyngeal carriage of Streptococcus pneumoniae is both the major ...

Synergetic Use of Neural Precursor Cells and Self-assembling Peptides in Experimental Cervical Spinal Cord Injury

Fordelagtig samordning af neurale precursorceller og selvsamlende peptider i Experimental Cervikal Rygmarvsskader

Spinal cord injuries (SCI) cause serious neurological impairment and psychological, economic, and social consequences for patients and their families. ...

An Ex vivo Model to Study Hormone Action in the Human Breast

An Ex vivo Model to Study Hormone Action in the Human Breast

En<em&gt; Ex vivo</em&gt; Model til Uddannelse hormonvirkning i Human Breast

The study of hormone action in the human breast has been hampered by lack of adequate model systems. Upon in vitro culture, primary mammary epithelial ...

Evaluation of Lung Metastasis in Mouse Mammary Tumor Models by Quantitative Real-time PCR

Evaluering af lungemetastase i musebrysttumor modeller af kvantitativ real-time PCR

Metastatic disease is the spread of malignant tumor cells from the primary cancer site to a distant organ and is the primary cause of cancer associated ...

Dissection and Explant Culture of Murine Allantois for the In Vitro Analysis of Allantoic Attachment

Dissection and Explant Culture of Murine Allantois for the In Vitro Analysis of Allantoic Attachment

Dissektion og eksplantat kultur af Murine Allantois til In Vitro -analyse af allantois vedhæftet fil

The placenta is essential for the growth and development of mammalian embryos. For this reason, numerous genetic alterations and likely also environmental ...

Scratch Migration Assay and Dorsal Skinfold Chamber for In Vitro and In Vivo Analysis of Wound Healing

Scratch migration assay og dorsale Skinfold kammer for in vitro og in vivo analyse af sårheling

Impaired cutaneous wound healing is a major concern for patients suffering from diabetes and for elderly people, and there is a need for an effective ...

Diagnosis and Surgical Treatment of Human Brucellar Spondylodiscitis

Diagnose og kirurgisk behandling af human Brucellar Spondylodiscitis

Brucellar spondylodiscitis (BS) is the most prevalent and significant osteoarticular presentation of human Brucellosis, which is commonly manifested in ...

Laser-Induced Action Potential-Like Measurements of Cardiomyocytes on Microelectrode Arrays for Increased Predictivity of Safety Pharmacology

Laserinducerede aktionspotentialelignende målinger af kardiomyocytter på mikroelektrodearrays for øget forudsigelighed af sikkerhedsfarmakologi

Life-threatening drug-induced cardiac arrhythmia is often preceded by prolonged cardiac action potentials (AP), commonly accompanied by small ...

Behavioral and Network Pharmacology-Based Analyses for the Traditional Mongolian Medicine Zadi-5 in a Rat Model of Depression

Adfærds- og netværksfarmakologiske analyser for den traditionelle mongolske medicin Zadi-5 i en rottemodel for depression

Zadi-5 is a traditional Mongolian medicine that is widely used for the treatment of depression and symptoms of irritation. Although the therapeutic ...