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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この研究は、北京中医薬大学のイノベーショントレーニングプログラム(No:202110026036)の支援を受けました。

全てのネットワーク薬理学手順は、ネットワーク薬理学評価方法ガイドライン18に従って実施した。すべての実験手順は、北京中医薬大学の実験室管理規則に従って実施されました。
1. ネットワーク薬理予測
<ol><li>有効成分の選択<ol><li>HERBデータベース(http://herb.ac.cn)19を開き、「グアロウ」( トリコサンテス・キリロ?...

一般に、完全なネットワーク薬理学研究には、データベースからの活性成分の同定、活性成分および疾患に対応する標的の取得、薬物-成分-疾患-標的ネットワークの構築、およびコア標的および経路の予測が含まれる。活性成分とコアタンパク質の関連(分子ドッキング)をコンピュータ技術で事前に予測し、実験を用いて最終検証を行います。
関連するデータベースの選...

肺がんとは、肺気管支粘膜を起源とする悪性腫瘍を指し、扁平上皮がん、腺がん、大細胞がん、小細胞がんなどが含まれます1。肺腺癌(LUAD)は最も一般的なタイプの肺癌であり、肺癌症例全体の約40%を占めています2。ほとんどの患者は進行した段階で診断されるか、遠隔転移があるため、手術の機会を失います3。現在の臨床治療では、LUADを治療するための最も一般的な戦略は化学放射線療法の併用ですが、重篤な副作用のためにその適用は制限されています4。
伝統的な漢方薬(TCM)は、LUAD患者の臨床症状を効果的に緩和し、放射線療法と化学療法によって引き起こされる副作用を軽減することができるため、研究のホットスポットになっています5,6,7。伝統的な漢方薬では、肺がんは「肺蓄積」と「肺錐体」のカテゴリーに属します。気の欠乏と痰、うっ滞、毒の相互作用は、肺がんの病因において重要です。したがって、気を緊張させ、痰とうっ血を解消することは、TCM理論9による肺がんの主な臨床治療8つの方法です。トリコサンテス・キリロウィマキシム(グアロウ)とフリティラリア・トゥンベルギイ・ミク(ジェベイム)は、肺がんの治療における一般的な薬物ペアを表しており、この組み合わせは熱を取り除き、痰を減らす効果があります10,11,12。しかし、その作用機序は未だ不明であり、さらなる研究が必要です。
ネットワーク薬理学は、システム生物学と多方向薬理学の理論に基づく包括的な手法であり、複数の薬物と疾患の間の複雑なネットワーク関係を明らかにすることを目的としています13。伝統的な中国の処方箋は、多成分および多標的であるという特徴があり、ネットワーク薬理学の研究に非常に適しています14,15。最近、ネットワーク薬理学はTCMフォーミュラの研究における強力なアプローチとして浮上し、研究のホットスポットとなっています16,17。
しかし、私たちの知る限り、ネットワーク薬理学に関するすべての研究はテキストとして提示されています。この技術をビデオで紹介することで、学習のしきい値が大幅に下がり、この記事の利点の1つであるこの技術の普及促進が容易になります。本研究では、肺腺癌に対する Trichosanthes-Fritillaria thunbergii を例に、ネットワーク薬理学の予測と実験的検証を実施しました。

<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

肺腺癌(LUAD)の治療におけるトリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギイのメカニズムをネットワーク薬理学と実験的検証に基づいて研究することを目的とした。TrichosanthisとFritillaria thunbergiiの有効成分と潜在的な標的は、漢方薬のハイスループット実験およびリファレンスガイド(HERB)データベースと類似性アンサンブルアプローチ(SEA)データベースによって収集され、LUAD関連の標的は、GeneCardsおよびオンラインメンデル遺伝(OMIM)データベースによって照会されました。薬物-成分-疾患-標的ネットワークは、Cytoscapeソフトウェアによって構築されました。タンパク質間相互作用(PPI)ネットワーク、遺伝子オントロジー(GO)機能、および京都遺伝子ゲノム百科事典(KEGG)パスウェイエンリッチメント解析を実施し、コアターゲットとキーパスウェイを取得しました。トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギイおよびA549細胞の水性抽出物を、その後の実験的検証に使用した。HERBデータベースと文献検索を通じて、トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギイの31の有効化合物と157の潜在的標的遺伝子がスクリーニングされ、そのうち144は肺腺癌の治療におけるトリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギの調節標的でした。GO機能エンリッチメント分析は、肺腺癌に対するトリコサンテス-フリティラリア・ツンベルギの作用機序が主にタンパク質リン酸化であることを示した。KEGG経路エンリッチメント解析では、トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギイによる肺腺癌の治療には、主にPI3K/AKTシグナル伝達経路が関与していることが示唆されました。実験的検証は、トリコサンテス-フリティラリア・ツンベルギの水性抽出物がA549細胞の増殖およびAKTのリン酸化を阻害できることを示した。ネットワーク薬理学と実験的検証を通じて、PI3K / AKTシグナル伝達経路が肺腺癌の治療におけるトリコサンテス-フリティラリア・ツンベルギの作用に重要な役割を果たすことが確認されました。

21のトリコサンテスと10のフリティラリア・ツンベルギア成分、および144の対応する標的を含む、合計31のトリコサンテス-フリティラリア・ツンベルギア関連の活性成分が同定されました。 全体として、9,049および67のLUAD関連遺伝子がそれぞれGeneCardsデータベースおよびOMIMデータベースから抽出された。重複遺伝子を削除した後、LUADに関連する9,057個の遺伝子が同定され?...

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

本研究では、肺腺癌の治療における トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギイ のメカニズムを、ネットワーク薬理学と実験的検証に基づいて明らかにしました。この研究はまた、PI3K / AKTシグナル伝達経路が、肺腺癌の治療における トリコサンテス-フリティラリア・ツンベルギの 作用に重要な役割を果たしていることも示しています。

肺腺癌に対する トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギ の作用機序のネットワーク薬理予測と実験的検証

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

伝統的な漢方薬、ターゲットの多成分の特徴について話します。これは、ネットワークおよび生物学研究のための非常に基本的なボックスです。閾値を下げる技術のデモを行いました。ネットワーク薬理学は体系的な分析技術であり、多因子の相互作用ネットワーク作業のツールを構築します。ネットワーク薬理学のデータはデータベースから来ていますが、伝統的な漢方薬の単一の経路を効果的に予測できますが、薬物、タンパク質との関係を予測することはできず、これはその後の実験によって検証する必要があります。HERBデータベースを開き、Gua LiuとZhebimuをキーワードとして使用して、2つの薬の成分を取得します。2つの薬のリストと標準的なSMILES構造をダウンロードしてください。次に、経口バイオアベイラビリティと薬物様値を持つ成分をHERBグループデータベースに含めることにより、得られた成分が活性であるかどうかを判断します。成分に経口バイオアベイラビリティーと薬物様値がない場合は、その成分をSwiss ADMEデータベースに入力して、各成分に関する情報を入手してください。GI吸収が高く、少なくとも2つのはい薬物様値を有する成分を活性成分として含む。アクティブなコンポーネントのターゲットを予測するには、HERBデータベースを開きます。アクティブなコンポーネントの正規の SMILES 構造を検索してコピーします。次に、類似アンサンブルアプローチを開き、アクティブなコンポーネントの正規のSMILES構造を検索ボックスに貼り付けます。クリック TRY SEA'ターゲットキーターゲット名 P 値、および各アクティブコンポーネントの最大TCを取得します。データをスプレッドシートにコピーし、スプレッドシートファイルフィルタリング機能を使用して、ターゲットキーでアクティブなコンポーネントターゲットをフィルタリングします。すべてのターゲットをスプレッドシートにコピーし、重複を削除してドラッグターゲットを取得します。次に、遺伝子カードデータベースとオンラインメンデル遺伝を開いて、病気の標的を予測します。肺腺癌の疾患標的を取得するためのキーワードとして肺腺癌を使用してください。疾患ターゲットのスプレッドシートをダウンロードし、繰り返しターゲットを削除して、肺腺癌ターゲットを取得します。肺腺癌関連標的と創薬標的を新しいスプレッドシートの同じ列にコピーして、薬物成分疾患標的ネットワークを構築します。ツールバーの重複データ識別機能を使用して、肺腺癌関連ターゲットとトリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギア活性成分関連ターゲットの交差ターゲットを取得します。サイトスケープ3.8.0を開きます。メニューバーでファイルをクリックし、インポートを選択します。続いてファイルからネットワークが続きます。スプレッドシートファイルをインポートするには、左側のコントロールパネルのスタイルバーを使用してネットワークノードのサイズと色を最適化します。ネットワーク トポロジ解析には、ネットワークの解析機能を使用します。メニューバーのツールをクリックし、[ネットワークの分析]を選択します。テーブルパネルで、タイトルバーの次数をクリックして、コンポーネントを度数ごとに降順に並べます。上位10のコンポーネントとターゲットを主要なアクティブコンポーネントとコアターゲットとします。PPIネットワークを構築し、コアタンパク質をスクリーニングする。文字列データベースを開き、肺腺癌に対するトリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギアの潜在的なターゲットのテキスト形式リストを名前のリストのダイアログボックスに貼り付けます。次に、生物のホモサピエンスを選択します。[検索]をクリックして[続行]ボタンを選択し、結果が利用可能になったら、[設定]をクリックします そして、高い信頼度0.700にチェックマークを付けます 基本設定では、最低限必要なインタラクションスコアの下で、詳細設定でネットワーク内の切断されたノードにチェックマークを付けます。次に、更新ボタンをクリックします。次に、タイトルバーのエクスポートをクリックし、PPI関係の短い表形式のテキストをTSV形式でダウンロードします。サイトスケープ3.8.0を開きます。ファイルをクリックし、選択し、インポートし、ファイルからネットワークをクリックして、視覚的な分析のためにTSV形式のファイルをインポートします。ネットワークアナライザ機能を使用して、トポロジ解析を実行します。左側のコントロールパネルのスタイルバーを使用して、ネットワークノードのサイズと色を最適化します。KEGGエンリッチメント分析を実行するには、Medscapeプラットフォームを開き、潜在的な治療標的のテキスト形式リストをダイアログボックスに貼り付けてから、送信ボタンをクリックします。種としての入力と種としての分析の両方でホモサピエンスにチェックマークを付け、カスタム分析ボタンをクリックします。[エンリッチメント] を選択します。KEGG 経路のみにチェックマークを付け、エンリッチメント分析をクリックします。進行状況バーが 100% に達したら、分析レポート ページのオレンジ色のボタンをクリックして、エンリッチメント結果を表示します。1つのzipファイルですべてをクリックします'エンリッチメントの結果をダウンロードし、Enrichment_GO'フォルダー内の_FINAL_GO csvファイルを開いて結果を取得します。R-ソフトウェアを開き、タイプインストールパッケージGGプロット2'とライブラリGGプロット2'in RGGプロット2Rパッケージのインストール用。Enter キーを押して、KEGG ビジュアライゼーション プログラムを実行します。細胞の生存率を検出するには、対数増殖期A 549細胞を1ミリリットルの0.25%トリプシンで摂氏37度で1分間消化します。1ミリリットルのDMEM完全培地を加えてトリプシンを中和し、穏やかに吹き飛ばして細胞の脱落を促進します。次いで、混合物を遠心分離して細胞ペレットを得、得られた細胞を再懸濁し、DMEM完全培地を用いた。細胞懸濁液を血球計算盤に加え、自動セルカウンターを使用してカウントし、DMEM完全培地を使用して、ミリリットルあたり10〜4番目の細胞に5倍に希釈します。 次に、1グラムのトリコサンテスフリティラリアツンベルギア水抽出物を10ミリリットルのPBSに溶解し、0.22マイクロメートルのフィルターでフィルター滅菌します。PBSを使用して混合物を異なる濃度に希釈する。100マイクロリットルの希釈細胞を96ウェルプレートの各ウェルにプレートする。細胞接着後、異なる濃度のトリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギア水抽出物を1マイクロリットル加えて、各ウェルの濃度を調整します。24時間の培養後に元の培地を廃棄し、100マイクロリットルのDMEMを追加します。摂氏37度と5%二酸化炭素で2時間さらにインキュベートするための基本培地。インキュベーションの最後に、20マイクロリットルのMTS溶液を加え、さらに1時間細胞をインキュベートします。インキュベートした混合物を別のプレートに移します。マイクロプレートリーダーを使用して、490ナノメートルの波長で吸光度を測定し、細胞生存率を計算します。対数増殖期A 549細胞を1ミリリットル当たり10〜5細胞に5倍に希釈する。2ミリリットルの細胞懸濁液を6ウェルプレートに加え、12時間増殖させる。前に示したように、トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギア水抽出物の異なるPBS希釈液を取得した後、20マイクロリットルのPBS溶液をブランクコントロールグループに追加し、トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギア水抽出物のさまざまな希釈液を20マイクロリットルを異なる濃度グループに追加します。24時間の介入後、上清を廃棄し、PBSで細胞を3回洗浄します。250マイクロリットルのRIPAバッファーを各ウェルに加え、細胞を30分間溶解します。遠心分離用のライセートを回収し、上清を得る。肺腺癌に対するトリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギアの薬剤成分疾患標的相互作用ネットワークが示されている。相互作用ネットワークでは、得られた上位10の活性成分は、肺腺癌の治療におけるトリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギアの作用の重要な活性成分である。PPIネットワークには、122の機能性タンパク質と210の相互作用関係が含まれていました。上位10のコアタンパク質は、主に新血管新生、細胞増殖、アポトーシス、細胞膜輸送に関与しています。KEGGがランク付けした上位20の経路のうち、PI3K-AKTシグナル伝達経路、Rap1シグナル伝達経路、ホスホリパーゼ-Dシグナル伝達経路、およびMAPK1シグナル伝達経路は肺がんと密接に関連しており、その中でPI3K-AKT経路が第1位にランクされました。トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギア抽出物は、ミリリットルあたり400マイクログラムを超える濃度で細胞増殖を阻害することができ、ミリリットルあたり800マイクログラムまでの濃度でのA-549細胞に対する阻害効果は、阻害濃度の半分に近かった。トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギア抽出物の介入は、各グループでAKTタンパク質発現に有意な変化を引き起こしませんでした。.しかし、p-AKTセリン-473発現は抑制され、用量依存的な効果を示した。トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギアの重要な成分はPI3K AKT経路の主要タンパク質と分子ドッキングしており、結果は、ディオスメチンとケンペロールのAKT1との結合エネルギーがマイナス7未満であり、強い結合活性を示すことを示唆しました。最も重要なことは、伝統的な中国医学の目標で有効成分を達成したことです。そのターゲットがネットワーク薬理学の中核であるだけでなく。

Research

JoVE Journal

Medicine

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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

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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

ヒトブルセル脊椎椎椎症の診断と外科的治療

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

安全性薬理学の予測性を高めるための微小電極アレイ上の心筋細胞のレーザー誘起活動電位様測定

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

うつ病ラットモデルにおけるモンゴル伝統医学Zadi-5の行動薬理学およびネットワーク薬理学に基づく分析

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

肺腺癌に対する トリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギ の作用機序のネットワーク薬理予測と実験的検証

肺腺癌に対するトリコサンテス・フリティラリア・ツンベルギの作用機序のネットワーク薬理予測と実験的検証