Name: network pharmacology prediction and experimental validation of trichosanthes-fritillaria thunbergii action mechanism against lung adenocarcinoma
Uploaded: 2023-03-03T14:35:00
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Questo studio è stato supportato dall'Innovation Training Program dell'Università di Medicina Cinese di Pechino (No: 202110026036).

Tutte le procedure di farmacologia di rete sono state eseguite in conformità con le linee guida per i metodi di valutazione della farmacologia di rete18. Tutte le procedure sperimentali sono state eseguite in conformità con i regolamenti di gestione del laboratorio dell'Università di Medicina Cinese di Pechino.
1. Predizione farmacologica di rete
<ol><li>Selezione dei componenti attivi<ol><li>Apri il database HERB (http://herb.ac.cn)<sup class="xre...

Generalmente, uno studio farmacologico di rete completo include l'identificazione di componenti attivi da database, l'acquisizione di bersagli corrispondenti a componenti attivi e malattie, la costruzione di una rete farmaco-componente-malattia-bersaglio e la previsione di obiettivi e percorsi principali. L'associazione tra componenti attivi e proteine core (docking molecolare) è preliminarmente prevista dalla tecnologia informatica e la verifica finale viene condotta utilizzando un esperimento.
<p class="jove_conte...

Il cancro del polmone si riferisce a tumori maligni provenienti dalla mucosa bronchiale polmonare, tra cui carcinoma a cellule squamose, adenocarcinoma, carcinoma a grandi cellule e carcinoma a piccole cellule1. L'adenocarcinoma polmonare (LUAD) è il tipo più comune di cancro del polmone, rappresentando circa il 40% dei casi totali di cancro al polmone2. La maggior parte dei pazienti viene diagnosticata in una fase avanzata o ha metastasi a distanza e, quindi, perde l'opportunità di un intervento chirurgico3. Nell'attuale trattamento clinico, la chemioradioterapia concomitante è la strategia più comune per il trattamento della LUAD, ma la sua applicazione è limitata a causa di gravi reazioni avverse4.
La medicina tradizionale cinese (MTC) può alleviare efficacemente i sintomi clinici dei pazienti LUAD e ridurre le reazioni avverse causate dalla radioterapia e dalla chemioterapia ed è, quindi, diventata un hotspot di ricerca 5,6,7. Nella medicina tradizionale cinese, il cancro del polmone appartiene alla categoria di "accumulo polmonare" e "petroso polmonare". La carenza di Qi e l'interazione di catarro, stasi e veleno sono importanti nella patogenesi del cancro del polmone. Pertanto, tonificare il Qi ed eliminare catarro e stasi del sangue sono i principali metodi di trattamento clinico8 per il cancro del polmone secondo la teoria TCM9. Trichosanthes kirilowii Maxim (Gualou) e Fritillaria thunbergii Miq (Zhebeimu) rappresentano una coppia di farmaci comune nel trattamento del cancro del polmone e questa combinazione ha gli effetti di eliminare il calore e ridurre la flemma10,11,12. Tuttavia, il suo meccanismo d'azione non è ancora chiaro e devono essere condotte ulteriori ricerche.
La farmacologia di rete è un metodo completo basato sulla teoria della biologia dei sistemi e della farmacologia multidirezionale che mira a rivelare complesse relazioni di rete tra più farmaci e malattie13. Le prescrizioni tradizionali cinesi hanno le caratteristiche di essere multi-componente e multi-target, il che significa che sono molto adatte per lo studio della farmacologia di rete14,15. Recentemente, la farmacologia di rete è emersa come un potente approccio nello studio delle formule TCM ed è diventata un hotspot di ricerca16,17.
Tuttavia, per quanto ne sappiamo, tutte le ricerche sulla farmacologia di rete sono presentate come testo. Presentare questa tecnologia attraverso il video ridurrà notevolmente la soglia di apprendimento e faciliterà la promozione di questa tecnologia, che è uno dei vantaggi di questo articolo. In questo studio, abbiamo preso Trichosanthes-Fritillaria thunbergii contro l'adenocarcinoma polmonare come esempio per effettuare la previsione della farmacologia di rete e la convalida sperimentale.

<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

Abbiamo mirato a studiare il meccanismo di Trichosanthes-Fritillaria thunbergii nel trattamento dell'adenocarcinoma polmonare (LUAD) sulla base della farmacologia di rete e della verifica sperimentale. I componenti efficaci e i potenziali bersagli di Trichosanthis e Fritillaria thunbergii sono stati raccolti dal database HERB (High-throughput experiment and reference-guided Guided) della medicina tradizionale cinese e da un database di similarity ensemble approach (SEA), e gli obiettivi relativi a LUAD sono stati interrogati dai database GeneCards e Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). Una rete farmaco-componente-malattia-bersaglio è stata costruita dal software Cytoscape. Sono state condotte analisi di interazione proteina-proteina (PPI), ontologia genica (GO) e Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) pathway enrichment analysis per ottenere obiettivi principali e percorsi chiave. Un estratto acquoso di cellule Trichosanthes-Fritillaria thunbergii e A549 è stato utilizzato per la successiva validazione sperimentale. Attraverso il database HERB e la ricerca bibliografica, sono stati sottoposti a screening 31 composti efficaci e 157 potenziali geni bersaglio di Trichosanthes-Fritillaria thunbergii, di cui 144 erano bersagli regolatori di Trichosanthes-Fritillaria thunbergii nel trattamento dell'adenocarcinoma polmonare. L'analisi di arricchimento funzionale di GO ha mostrato che il meccanismo d'azione di Trichosanthes-Fritillaria thunbergii contro l'adenocarcinoma polmonare è principalmente la fosforilazione proteica. L'analisi di arricchimento della via KEGG ha suggerito che il trattamento dell'adenocarcinoma polmonare da parte di Trichosanthes-Fritillaria thunbergii coinvolge principalmente la via di segnalazione PI3K / AKT. La validazione sperimentale ha dimostrato che un estratto acquoso di Trichosanthes-Fritillaria thunbergii potrebbe inibire la proliferazione delle cellule A549 e la fosforilazione di AKT. Attraverso la farmacologia di rete e la validazione sperimentale, è stato verificato che la via di segnalazione PI3K/AKT svolge un ruolo vitale nell'azione di Trichosanthes-Fritillaria thunbergii nel trattamento dell'adenocarcinoma polmonare.

Sono stati identificati un totale di 31 componenti attivi correlati a Trichosanthes-Fritillaria thunbergii, tra cui 21 componenti di Trichosanthes e 10 di Fritillaria thunbergia, nonché 144 bersagli corrispondenti. Complessivamente, 9.049 e 67 geni correlati a LUAD sono stati estratti rispettivamente dal database GeneCards e dal database OMIM. Dopo aver eliminato geni duplicati, sono stati identificati 9.057 geni correlati a LUAD. L'intersezione dei geni correlati a LUAD e dei bersagli correla...

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

Questo studio rivela il meccanismo di Trichosanthes-Fritillaria thunbergii nel trattamento dell'adenocarcinoma polmonare sulla base della farmacologia di rete e della verifica sperimentale. Lo studio dimostra inoltre che la via di segnalazione PI3K/AKT svolge un ruolo vitale nell'azione di Trichosanthes-Fritillaria thunbergii nel trattamento dell'adenocarcinoma polmonare.

Predizione farmacologica di rete e validazione sperimentale del meccanismo d'azione di Trichosanthes-Fritillaria thunbergii contro l'adenocarcinoma polmonare

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

Medicina Tradizionale Cinese, parleremo delle caratteristiche di multicomponente del target. Che è la scatola di base per la ricerca di rete e biologica. Abbiamo fatto una dimostrazione della tecnologia che ridurrà la soglia.Network Pharmacological è una tecnologia analitica sistematica, costruisce gli strumenti di interazione di rete di lavoro di multifattori. Può prevedere efficacemente il singolo percorso della medicina tradizionale cinese in I dati di Network Pharmacological provengono dal database, anche se non può prevedere la relazione con farmaci, proteine, e questo deve ancora essere verificato dagli esperimenti successivi. Per iniziare apri il database HERB e usa Gua Liu e Zhebimu come parole chiave per ottenere i componenti dei due farmaci.Scarica l'elenco e la struttura canonica SMILES dei componenti correlati dei due farmaci. Ora determinare se il componente ottenuto è attivo includendo componenti con biodisponibilità orale e valori simili ai farmaci nel database del gruppo HERB. Se il componente non ha biodisponibilità orale e valori simili ai farmaci, inserirlo nella banca dati ADME svizzera per ottenere le informazioni su ciascun componente.Includere componenti con elevato assorbimento GI e almeno due valori simili a farmaci yes come componenti attivi. Per prevedere il target dei componenti attivi aprire il database HERB. Cerca e copia le strutture SMILES canoniche dei componenti attivi.Quindi apri l'approccio dell'insieme di somiglianze e incolla le strutture SMILES canoniche dei componenti attivi nella casella di ricerca. Fare clic su try SEA' per ottenere il nome di destinazione chiave di destinazione P-value, e TC massimo di ciascun componente attivo. Copiare i dati in un foglio di calcolo e utilizzare la funzione di filtraggio dei file del foglio di calcolo per filtrare le destinazioni dei componenti attivi in base alla chiave di destinazione.Copia tutti gli obiettivi in un foglio di calcolo e rimuovi i duplicati per ottenere gli obiettivi farmacologici. Ora apri il database delle carte genetiche e l'ereditarietà mendeliana online nell'uomo per prevedere gli obiettivi della malattia. Utilizzare Adenocarcinoma polmonare come parola chiave per ottenere i bersagli della malattia dell'adenocarcinoma polmonare.Scarica i fogli di calcolo dei bersagli della malattia ed elimina i bersagli ripetuti, per ottenere i target dell'adenocarcinoma polmonare. Costruisci una rete di bersagli per la malattia dei componenti farmacologici copiando gli obiettivi correlati all'adenocarcinoma polmonare e i bersagli farmacologici nella stessa colonna, in un nuovo foglio di calcolo. Utilizzare la funzione di identificazione dei duplicati dei dati, nella barra degli strumenti per ottenere obiettivi di intersezione dei bersagli correlati all'adenocarcinoma polmonare e dei bersagli correlati al componente attivo Trichosanthes Fritillaria Thunbergia.Aprire Cytoscape 3.8.0. Fare clic sul file nella barra dei menu e selezionare Importa. Seguito da rete da file.Per importare il file del foglio di calcolo, ottimizza le dimensioni e il colore dei nodi di rete attraverso la barra di stile nel pannello di controllo a sinistra. Utilizzare la funzione Analizza rete per l'analisi della topologia di rete. Fare clic su strumenti nella barra dei menu e selezionare analizza rete.Nel pannello della tabella, fate clic sul grado nella barra del titolo per disporre i componenti per grado in ordine decrescente. Prendi i primi 10 componenti e target come principali componenti attivi e obiettivi principali. Costruire la rete PPI e schermare le proteine core.Aprire il database delle stringhe e incollare l'elenco in formato testo dei potenziali bersagli di Trichosanthes Fritillaria Thunbergia, contro gli adenocarcinomi polmonari nella finestra di dialogo dell'elenco dei nomi. Quindi selezionare homosapiens negli organismi. Fare clic su Cerca e selezionare i pulsanti Continua, quando i risultati sono disponibili, fare clic su Impostazioni E spuntare alta confidenza 0,700 Nelle impostazioni di base, sotto il punteggio di interazione minimo richiesto selezionare nodi disconnessi elevati nella rete, nelle impostazioni avanzate.Quindi fare clic sul pulsante di aggiornamento. Quindi, fai clic su esportazioni nella barra del titolo e scarica il breve testo tabellare della relazione PPI in formato TSV. Aprire Cytoscape 3.8.0.Fare clic su file, selezionare, importare, seguito da rete da file per importare il file in formato TSV per l'analisi visiva. Utilizzare la funzione analizzatore di rete per eseguire l'analisi topologica. Ottimizza le dimensioni e il colore dei nodi di rete attraverso la barra di stile nel pannello di controllo a sinistra.Eseguire l'analisi dell'arricchimento KEGG aprendo la piattaforma Medscape, incollando l'elenco in formato testo dei potenziali bersagli terapeutici nella finestra di dialogo e quindi facendo clic sul pulsante di invio. Spuntare Homo sapiens sia nell'input come specie che nell'analisi come specie, quindi fare clic sul pulsante di analisi personalizzato. Selezionare l'arricchimento.Spuntare solo il percorso KEGG e quindi fare clic su analisi di arricchimento. Una volta che la barra di avanzamento raggiunge il 100%, fare clic sul pulsante arancione della pagina del report di analisi per visualizzare i risultati dell'arricchimento. Fare clic su tutto in un file zip per scaricare il risultato dell'arricchimento e quindi aprire il file _FINAL_GO'csv nella cartella Enrichment_GO per ottenere il risultato.Aprire R-Software e digitare install package GG plot two'and library GG Plot two'in R Per l'installazione del pacchetto GG plot two R. Premere invio per eseguire il programma KEGG Visualization. Per rilevare la vitalità cellulare, digerire la fase di crescita logaritmica A 549 cellule con un millilitro di 0,25% Tripsina per un minuto a 37 gradi Celsius.Aggiungere un millilitro di DMEM Complete Medium per neutralizzare la tripsina e soffiarla delicatamente per promuovere la perdita di cellule. Quindi centrifugare la miscela per ottenere il pellet cellulare e risospendere le celle ottenute, utilizzando DMEM Complete Medium. Aggiungere la sospensione cellulare a un emocitometro e contare utilizzando un contatore cellulare automatizzato, diluirlo a cinque volte 10 alla quarta cellula per millilitro, utilizzando il mezzo completo DMEM Ora sciogliere un grammo di estratto di acqua Trichosanthes Fritillaria Thunbergia in 10 millilitri di PBS e filtrare sterilizzarlo attraverso un filtro da 0,22 micrometri.Diluire la miscela a diverse concentrazioni usando PBS. Piastra 100 microlitri delle celle diluite in ciascun pozzetto di una piastra a 96 pozzetti. Dopo l'aderenza cellulare, aggiungere un microlitro di estratti di acqua Trichosanthes Fritillaria Thunbergia di diverse concentrazioni per regolare la concentrazione di ciascun pozzetto.Scartare il terreno originale dopo 24 ore di coltura e aggiungere 100 microlitri di DMEM. Terreno di base per un'ulteriore incubazione per due ore a 37 gradi Celsius e 5% di anidride carbonica. Alla fine dell'incubazione, aggiungere 20 microlitri di soluzione MTS e incubare le cellule per un'altra ora.Trasferire la miscela incubata in una piastra diversa. Utilizzando un lettore di micropiastre, misurare l'assorbanza a una lunghezza d'onda di 490 nanometri e calcolare la vitalità cellulare. Diluire la fase di crescita logaritmica A 549 cellule a cinque volte 10 alla quinta cella per millilitro.Aggiungere due millilitri della sospensione cellulare in una piastra a sei pozzetti e crescere per 12 ore. Dopo aver ottenuto diverse diluizioni PBS dell'estratto di acqua di Trichosanthes Fritillaria Thunbergia come dimostrato in precedenza, aggiungere 20 microlitri della soluzione PBS al gruppo di controllo bianco e 20 microlitri delle varie diluizioni dell'estratto di acqua Trichosanthes Fritillaria Thunbergia a diversi gruppi di concentrazione. Dopo 24 ore di intervento, scartare il surnatante e pulire le cellule con PBS tre volte.Aggiungere 250 microlitri di tampone RIPA a ciascun pozzetto e lisare le cellule per 30 minuti. Raccogliere il lisato per la centrifugalizzazione e ottenere il surnatante. Viene mostrata la rete di interazione target della malattia componente farmacologica di Trichosanthes Fritillaria Thunbergia contro l'adenocarcinoma polmonare.Nella rete di interazione, I primi 10 componenti attivi ottenuti sono i componenti attivi chiave dell'azione di Trichosanthes Fritillaria Thunbergia nel trattamento dell'adenocarcinoma polmonare. La rete PPI comprendeva 122 proteine funzionali e 210 relazioni di interazione. Le prime 10 proteine core sono principalmente coinvolte nella neovascolarizzazione, nella proliferazione cellulare, nell'apoptosi e nel trasporto della membrana cellulare.Dei primi 20 percorsi classificati da KEGG, la via di segnalazione PI3K-AKT, la via di segnalazione Rap1, la via di segnalazione Phospholipase-D e la via di segnalazione MAPK1 sono strettamente associate al cancro del polmone, tra cui la via PI3K-AKT si è classificata al primo posto. Gli estratti di Trichosanthes Fritillaria Thunbergia a concentrazioni superiori a 400 microgrammi per millilitro potrebbero inibire la proliferazione cellulare e l'effetto di inibizione sulle cellule A-549 a concentrazioni fino a 800 microgrammi per millilitro, era vicino alla metà della concentrazione inibitoria. L'intervento degli estratti di Trichosanthes Fritillaria Thunbergia non ha causato alcun cambiamento significativo nell'espressione della proteina AKT in ciascun gruppo.Tuttavia, l'espressione di p-AKT Serina-473 è stata inibita e ha mostrato un effetto dose-dipendente. I componenti critici di Trichosanthes Fritillaria Thunbergia sono stati agganciati molecolarmente con le proteine chiave del percorso PI3K AKT e i risultati hanno suggerito che le energie di legame di Diosmetin e Kaempferol con AKT1 erano inferiori a meno sette, indicando una forte attività di legame. La cosa più importante è aver raggiunto principi attivi sugli obiettivi della Medicina Tradizionale Cinese.Così come gli obiettivi di cui è il nucleo della rete farmacologica.

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