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 studien ble støttet av innovasjonsopplæringsprogrammet ved Beijing University of Chinese Medicine (nr: 202110026036).

Alle nettverksfarmakologiske prosedyrer ble utført i samsvar med retningslinjene for evalueringsmetoder for nettverksfarmakologi18. Alle eksperimentelle prosedyrer ble utført i samsvar med laboratoriestyringsforskriftene ved Beijing University of Chinese Medicine.
1. Nettverksfarmakologisk prediksjon
<ol><li>Utvalg av aktive komponenter<ol><li>Åpne HERB-databasen (http://herb.ac.cn)19, og bruk "Gualou" (det kinesiske navnet ...

Generelt omfatter en komplett nettverksfarmakologistudie identifisering av aktive komponenter fra databaser, oppkjøp av mål som svarer til aktive komponenter og sykdommer, bygging av et legemiddelkomponent-sykdomsmålnettverk og prediksjon av kjernemål og veier. Sammenhengen mellom aktive komponenter og kjerneproteiner (molekylær docking) forutsies foreløpig av datateknologi, og den endelige verifiseringen utføres ved hjelp av et eksperiment.
Utvalget av relevante databaser er den mest k...

Lungekreft refererer til ondartede svulster som stammer fra lungebronkialslimhinnen, inkludert plateepitelkarsinom, adenokarsinom, storcellet karsinom og småcellet karsinom1. Lungeadenokarsinom (LUAD) er den vanligste typen lungekreft, og står for ca 40% av de totale lungekrefttilfellene2. De fleste pasienter diagnostiseres på et avansert stadium eller har fjernmetastase og mister dermed muligheten for kirurgi3. I dagens kliniske behandling er samtidig kjemoradioterapi den vanligste strategien for behandling av LUAD, men anvendelsen er begrenset på grunn av alvorlige bivirkninger4.
Tradisjonell kinesisk medisin (TCM) kan effektivt lindre de kliniske symptomene til LUAD-pasienter og redusere bivirkningene forårsaket av strålebehandling og kjemoterapi og har dermed blitt et forskningspunkt 5,6,7. I tradisjonell kinesisk medisin tilhører lungekreft kategorien "lungeakkumulering" og "lungepetrous". Mangelen på Qi og samspillet mellom slim, stasis og gift er viktig i patogenesen av lungekreft. Derfor er tonifisering av Qi og eliminering av slim og blodstasis den viktigste kliniske behandlingen8 metoder for lungekreft i henhold til TCM teori9. Trichosanthes kirilowii Maxim (Gualou) og Fritillaria thunbergii Miq (Zhebeimu) representerer et vanlig stoffpar ved behandling av lungekreft, og denne kombinasjonen har effekten av å rydde varme og redusere slim10,11,12. Imidlertid er virkningsmekanismen fortsatt uklar, og videre forskning må gjennomføres.
Nettverksfarmakologi er en omfattende metode basert på teorien om systembiologi og multidireksjonell farmakologi som tar sikte på å avdekke komplekse nettverksforhold mellom flere legemidler og sykdommer13. Tradisjonelle kinesiske resepter har egenskapene til å være multikomponent og multi-mål, noe som betyr at de er svært egnet for studiet av nettverksfarmakologi14,15. Nylig har nettverksfarmakologi dukket opp som en kraftig tilnærming i studiet av TCM-formler og har blitt et forskningspunkt16,17.
Men så vidt vi vet, presenteres all forskning på nettverksfarmakologi som tekst. Å presentere denne teknologien gjennom video vil redusere læringsterskelen sterkt og lette markedsføringen av denne teknologien, noe som er en av fordelene med denne artikkelen. I denne studien tok vi Trichosanthes-Fritillaria thunbergii mot lungeadenokarsinom som et eksempel for å utføre nettverksfarmakologiprediksjon og eksperimentell 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 hadde som mål å studere mekanismen til Trichosanthes-Fritillaria thunbergii i behandling av lungeadenokarsinom (LUAD) basert på nettverksfarmakologi og eksperimentell verifisering. De effektive komponentene og potensielle målene for Trichosanthis og Fritillaria thunbergii ble samlet inn av high-throughput experiment og referansestyrt (HERB) database over tradisjonell kinesisk medisin og en likhetsensembletilnærming (SEA) database, og LUAD-relaterte mål ble spurt av GeneCards og Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) databaser. Et stoff-komponent-sykdom-målnettverk ble konstruert av Cytoscape programvare. Protein-protein interaksjon (PPI) nettverk, genontologi (GO) funksjon, og Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) pathway enrichment analyser ble utført for å oppnå kjernemål og viktige veier. Et vandig ekstrakt av Trichosanthes-Fritillaria thunbergii og A549 celler ble brukt for den påfølgende eksperimentelle valideringen. Gjennom HERB-databasen og litteratursøket ble 31 effektive forbindelser og 157 potensielle målgener av Trichosanthes-Fritillaria thunbergii screenet, hvorav 144 var regulatoriske mål for Trichosanthes-Fritillaria thunbergii i behandlingen av lungeadenokarsinom. GO funksjonell anrikningsanalyse viste at virkningsmekanismen til Trichosanthes-Fritillaria thunbergii mot lungeadenokarsinom hovedsakelig er proteinfosforylering. KEGG-veiberikelsesanalysen antydet at behandling av lungeadenokarsinom av Trichosanthes-Fritillaria thunbergii hovedsakelig involverer PI3K / AKT-signalveien. Den eksperimentelle valideringen viste at et vandig ekstrakt av Trichosanthes-Fritillaria thunbergii kunne hemme spredning av A549-celler og fosforylering av AKT. Gjennom nettverksfarmakologi og eksperimentell validering ble det verifisert at PI3K / AKT-signalveien spiller en viktig rolle i virkningen av Trichosanthes-Fritillaria thunbergii i behandling av lungeadenokarsinom.

Totalt 31 Trichosanthes-Fritillaria thunbergii-relaterte aktive komponenter ble identifisert, inkludert 21 Trichosanthes og 10 Fritillaria thunbergia komponenter , samt 144 tilsvarende mål. Totalt ble 9049 og 67 LUAD-relaterte gener hentet fra henholdsvis GeneCards-databasen og OMIM-databasen. Etter å ha slettet dupliserte gener ble 9057 gener relatert til LUAD identifisert. Skjæringspunktet mellom LUAD-relaterte gener og Trichosanthes-Fritillaria thunbergii aktive komponentrelater...

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 studien avslører mekanismen til Trichosanthes-Fritillaria thunbergii i behandling av lungeadenokarsinom basert på nettverksfarmakologi og eksperimentell verifisering. Studien viser også at PI3K / AKT-signalveien spiller en viktig rolle i virkningen av Trichosanthes-Fritillaria thunbergii ved behandling av lungeadenokarsinom.

Nettverksfarmakologi prediksjon og eksperimentell validering av Trichosanthes-Fritillaria thunbergii virkningsmekanisme mot lungeadenokarsinom

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

Tradisjonell kinesisk medisin, Vi snakker om egenskapene til multikomponent av målet. Som er selve grunnleggende boksen for nettverk og biologisk forskning. Vi gjorde en demonstrasjon av teknologien som vil senke terskelen.Network Pharmacological er systematisk analytisk teknologi, bygger verktøyene for samhandlingsnettverksarbeid av multifaktorer. Det kan effektivt forutsi den eneste veien til tradisjonell kinesisk medisin i Dataene fra Network Pharmacological kommer fra databasen, selv om den ikke kan forutsi forholdet til narkotika, proteiner, og dette må det fortsatt verifiseres av etterfølgende eksperimenter. For å begynne å åpne HERB Database og bruke Gua Liu og Zhebimu som søkeord for å få komponentene i de to stoffene.Last ned listen og den kanoniske SMILES-strukturen til de relaterte komponentene i de to stoffene. Bestem nå om den oppnådde komponenten er aktiv ved å inkludere komponenter med oral biotilgjengelighet og legemiddellignende verdier i HERB Group Database. Hvis komponenten ikke har oral biotilgjengelighet eller legemiddellignende verdier, skriver du inn komponenten i den sveitsiske ADME-databasen for å få informasjonen om hver komponent.Inkluder komponenter med høy GI-absorpsjon og minst to ja-medikamentlignende verdier som aktive komponenter. Hvis du vil forutsi målet for de aktive komponentene, åpner du HERB-databasen. Søk og kopier de kanoniske SMILS-strukturene til de aktive komponentene.Åpne deretter likhetsensembletilnærmingen og lim inn de kanoniske SMIL-strukturene til de aktive komponentene i søkeboksen. Klikk på prøv SEA'for å få målnøkkelen, målnavnet P-verdi og maksimal TC for hver aktive komponent. Kopier dataene til et regneark og bruk filtreringsfunksjonen for regnearkfiler til å filtrere de aktive komponentmålene etter måltast.Kopier alle målene til et regneark og fjern duplikatene for å få narkotikamålene. Åpne nå genkortdatabasen og online mendelsk arv hos mennesket for å forutsi sykdomsmål. Bruk lungeadenokarsinom som nøkkelord for å oppnå sykdomsmålene for lungeadenokarsinom.Last ned regnearkene over sykdomsmålene og slett de gjentatte målene for å oppnå lungeadenokarsinommålene. Konstruer et sykdomsmålnettverk for legemiddelkomponent ved å kopiere lungeadenokarsinomrelaterte mål og legemiddelmål i samme kolonne, i et nytt regneark. Bruk funksjonen for identifisering av duplikater i verktøylinjen for å få skjæringsmål for lungeadenokarsinomrelaterte mål og Trichosanthes Fritillaria Thunbergia aktive komponentrelaterte mål.Åpne Cytoscape 3.8.0. Klikk på fil i menylinjen og velg importer. Etterfulgt av nettverk fra fil.For å importere regnearkfilen, optimaliser størrelsen og fargen på nettverksnodene gjennom stillinjen i venstre kontrollpanel. Bruk funksjonen Analyser nettverk for nettverkstopologianalysen. Klikk på verktøy i menylinjen og velg analyser nettverk.I tabellpanelet klikker du graden i tittellinjen for å ordne komponentene etter grad i synkende rekkefølge. Ta de 10 beste komponentene og målene som de viktigste aktive komponentene og kjernemålene. Å konstruere PPI-nettverket og skjerme kjerneproteinene.Åpne strengdatabasen og lim inn tekstformatlisten over potensielle mål for Trichosanthes Fritillaria Thunbergia, mot lungeadenokarsinomer i navnelisten. Velg deretter homosapiens i organismer. Klikk søk og velg fortsett knapper, når resultatene er tilgjengelige, klikk innstillinger Og kryss av høy tillit 0.700 I grunnleggende innstillinger, under minimum nødvendig interaksjonspoengsum, kryss av for høye frakoblede noder i nettverket, i avanserte innstillinger.Klikk deretter på oppdateringsknappen. Deretter klikker du på eksporter i tittellinjen og laster ned den korte tabellteksten til PPI-forholdet i TSV-format. Åpne Cytoscape 3.8.0.Klikk på fil, velg, importer, etterfulgt av nettverk fra fil for å importere TSV-formatfilen for visuell analyse. Bruk funksjonen Nettverksanalyse til å utføre den topologiske analysen. Optimaliser størrelsen og fargen på nettverksnodene gjennom stillinjen i venstre kontrollpanel.Utfør KEGG-berikelsesanalyse ved å åpne Medscape-plattformen, lime inn tekstformatlisten over potensielle terapeutiske mål i dialogboksen og deretter klikke på send-knappen. Kryss av for Homo sapiens i både input som art'og analyse som art'og klikk deretter på den egendefinerte analyseknappen. Velg berikelse.Merk bare av for KEGG-banen, og klikk deretter på anrikningsanalyse. Når fremdriftsindikatoren når 100 %, klikker du på den oransje knappen for analyserapportsiden for å se berikelsesresultatene. Klikk på alt i ett zip-fil 'for å laste ned berikelse resultatet, og deretter åpne _FINAL_GO'csv filen i Enrichment_GO'folder for å få resultatet.Åpne R-Software og type installere pakken GG plot to'og bibliotek GG Plot two'in R For installasjon av GG plot to R pakke. Trykk enter for å kjøre KEGG Visualization-programmet. For å oppdage celle levedyktighet, fordøye den logaritmiske vekstfasen A 549 celler med en milliliter 0,25% Trypsin i ett minutt ved 37 grader Celsius.Legg til en milliliter DMEM Complete Medium for å nøytralisere Trypsin og forsiktig blåse den for å fremme celleutskillelse. Deretter sentrifugerer blandingen for å oppnå cellepelleten og resuspenderer de oppnådde cellene ved bruk av DMEM Complete Medium. Legg cellesuspensjonen til et hemocytometer og telle ved hjelp av en automatisert celleteller, fortynne den til fem ganger 10 til fjerde celler per milliliter, ved hjelp av DMEM komplett medium Løs nå opp ett gram Trichosanthes Fritillaria Thunbergia vannekstrakt i 10 ml PBS og filtrer steriliser det gjennom et 0,22 mikrometer filter.Fortynn blandingen til forskjellige konsentrasjoner ved bruk av PBS. Plate 100 mikroliter av de fortynnede cellene i hver brønn på en 96 brønnplate. Etter celleadherens, tilsett en mikroliter Trichosanthes Fritillaria Thunbergia vannekstrakter av forskjellige konsentrasjoner for å justere konsentrasjonen av hver brønn.Kast det opprinnelige mediet etter 24 timers kultur og tilsett 100 mikroliter DMEM. Basisk medium for videre inkubasjon i to timer ved 37 grader Celsius og 5% karbondioksid. På slutten av inkubasjonen, tilsett 20 mikroliter MTS-oppløsning og inkuber cellene i ytterligere en time.Overfør den inkuberte blandingen til en annen plate. Ved hjelp av en mikroplateleser måler du absorbensen ved en bølgelengde på 490 nanometer og beregner cellens levedyktighet. Fortynn den logaritmiske vekstfasen A 549 celler til fem ganger 10 til den femte celler per milliliter.Tilsett to milliliter av cellesuspensjonen til en seks brønnplate og vokse i 12 timer. Etter å ha oppnådd forskjellige PBS-fortynninger av Trichosanthes Fritillaria Thunbergia vannekstrakt som vist tidligere, tilsett 20 mikroliter av PBS-løsningen til den tomme kontrollgruppen og 20 mikroliter av de forskjellige fortynningene av Trichosanthes Fritillaria Thunbergia vannekstrakt til forskjellige konsentrasjonsgrupper. Etter 24 timers intervensjon, kast supernatanten og rengjør cellene med PBS tre ganger.Tilsett 250 mikroliter RIPA-buffer til hver brønn og lyse cellene i 30 minutter. Samle lysatet for sentrifugalisering og oppnå supernatanten. Legemiddelkomponenten sykdomsmål interaksjonsnettverk av Trichosanthes Fritillaria Thunbergia mot lungeadenokarsinom er vist.I interaksjonsnettverket, De 10 beste aktive komponentene som er oppnådd, er de viktigste aktive komponentene i virkningen av Trichosanthes Fritillaria Thunbergia ved behandling av lungeadenokarsinom. PPI-nettverket inkluderte 122 funksjonelle proteiner og 210 interaksjonsforhold. De 10 beste kjerneproteinene er hovedsakelig involvert i neovaskularisering, celleproliferasjon, apoptose og cellemembrantransport.Av de 20 beste veiene rangert av KEGG, er PI3K-AKT-signalveien, Rap1-signalveien, fosfolipase-D-signalveien og MAPK1-signalveien nært forbundet med lungekreft, blant annet PI3K-AKT-banen rangert som den første. Trichosanthes Fritillaria Thunbergia-ekstrakter i konsentrasjoner over 400 mikrogram per milliliter kunne hemme celleproliferasjon og inhiberingseffekten på A-549-celler ved konsentrasjoner opp til 800 mikrogram per milliliter, var nær halvparten hemmende konsentrasjon. Intervensjonen av Trichosanthes Fritillaria Thunbergia-ekstrakter forårsaket ingen signifikant endring i AKT-proteinuttrykk i hver gruppe.P-AKT Serine-473-ekspresjon ble imidlertid hemmet, og viste doseavhengig effekt. De kritiske komponentene i Trichosanthes Fritillaria Thunbergia var molekylært forankret med nøkkelproteinene i PI3K AKT-banen, og resultatene antydet at bindingsenergiene til Diosmetin og Kaempferol med AKT1 var mindre enn minus syv, noe som indikerer sterk bindingsaktivitet. Det viktigste er å ha oppnådd aktive ingredienser på målene for tradisjonell kinesisk medisin.I tillegg til målene som er kjernen 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

Eksperimentell Menneskelig pneumokokksakkarid 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

Synergisk Bruk av Neural forløperceller og Selv montering Peptider i Experimental Cervical ryggmargsskade

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; Modell for å studere Hormone Handling 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 av Lung metastaser i Mouse Brysttumormodeller av 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

Disseksjon og Explant kultur Murine Allantois for In Vitro analyse av Allantoic vedlegg

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 analysen og rygg Skinfold Chamber for in vitro og in vivo analyse av såret healing

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 av 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

Laserinduserte virkningspotensiallignende målinger av kardiomyocytter på mikroelektrodearrayer for økt prediktivitet for sikkerhetsfarmakologi

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

Atferds- og nettverksfarmakologibaserte analyser for den tradisjonelle mongolske medisinen Zadi-5 i en rottemodell av depresjon

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