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

Это исследование было поддержано Программой обучения инновациям Пекинского университета китайской медицины (No: 202110026036).

Все процедуры сетевой фармакологии проводились в соответствии с Руководством по методам оценки сетевой фармакологии18. Все экспериментальные процедуры были выполнены в соответствии с правилами управления лабораторией Пекинского университета китайской медицины.
<p class=...

Как правило, полное сетевое фармакологическое исследование включает в себя идентификацию активных компонентов из баз данных, приобретение мишеней, соответствующих активным компонентам и заболеваниям, построение сети «лекарственный компонент-болезнь-мишень» и прогнозирование основ...

Рак легких относится к злокачественным опухолям, происходящим из слизистой оболочки бронхов легких, включая плоскоклеточный рак, аденокарциному, крупноклеточный рак и мелкоклеточный рак1. Аденокарцинома легкого (LUAD) является наиболее распространенным типом рака легких, на который приходится около 40% от общего числа случаев рака легких2. Большинство пациентов диагностируются на поздней стадии или имеют отдаленные метастазы и, таким образом, теряют возможность хирургического вмешательства3. В современном клиническом лечении одновременная химиолучевая терапия является наиболее распространенной стратегией лечения ЛУАД, но ее применение ограничено из-за серьезных побочных реакций4.
Традиционная китайская медицина (ТКМ) может эффективно облегчить клинические симптомы пациентов с LUAD и уменьшить побочные реакции, вызванные лучевой терапией и химиотерапией, и, таким образом, стала горячей точкой исследований 5,6,7. В традиционной китайской медицине рак легких относится к категории «скопление легких» и «легочный камень». Дефицит Ци и взаимодействие мокроты, застоя и яда имеют важное значение в патогенезе рака легких. Таким образом, тонизирование Ци и устранение мокроты и застоя крови являются основными методами клинического лечениярака легких 8 согласно теории ТКМ9. Trichosanthes kirilowii Maxim (Gualou) и Fritillaria thunbergii Miq (Zhebeimu) представляют собой распространенную пару лекарств при лечении рака легких, и эта комбинация обладает эффектами очищения тепла и уменьшения мокроты10,11,12. Однако механизм его действия до сих пор неясен, и необходимо провести дальнейшие исследования.
Сетевая фармакология — это комплексный метод, основанный на теории системной биологии и разнонаправленной фармакологии, целью которого является выявление сложных сетевых взаимосвязей между несколькими лекарствами и заболеваниями13. Традиционные китайские рецепты обладают характеристиками многокомпонентности и многонаправленности, что означает, что они очень подходят для изучения сетевой фармакологии14,15. В последнее время сетевая фармакология стала мощным подходом к изучению формул ТКМ и стала горячей точкой исследований16,17.
Однако, насколько нам известно, все исследования по сетевой фармакологии представлены в виде текста. Представление этой технологии с помощью видео значительно снизит порог обучения и облегчит продвижение этой технологии, что является одним из преимуществ этой статьи. В этом исследовании мы взяли Trichosanthes-Fritillaria thunbergii против аденокарциномы легкого в качестве примера для прогнозирования сетевой фармакологии и экспериментальной проверки.

<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

Мы стремились изучить механизм Trichosanthes-Fritillaria thunbergii в лечении аденокарциномы легкого (LUAD) на основе сетевой фармакологии и экспериментальной проверки. Эффективные компоненты и потенциальные мишени Trichosanthis и Fritillaria thunbergii были собраны с помощью высокопроизводительных экспериментальных и эталонных (HERB) баз данных традиционной китайской медицины и базы данных ансамблевого подхода подобия (SEA), а мишени, связанные с LUAD, были запрошены базами данных GeneCards и Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). Сеть «лекарственный компонент-болезнь-мишень» была построена с помощью программного обеспечения Cytoscape. Для получения основных мишеней и ключевых путей были проведены анализ белково-белкового взаимодействия (PPI), функции онтологии генов (GO) и Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG). Для последующей экспериментальной проверки использовали водный экстракт клеток Trichosanthes-Fritillaria thunbergii и A549. С помощью базы данных HERB и поиска литературы было отобрано 31 эффективное соединение и 157 потенциальных генов-мишеней Trichosanthes-Fritillaria thunbergii, из которых 144 были регуляторными мишенями Trichosanthes-Fritillaria thunbergii при лечении аденокарциномы легкого. Анализ функционального обогащения GO показал, что механизм действия Trichosanthes-Fritillaria thunbergii против аденокарциномы легкого в основном заключается в фосфорилировании белка. Анализ обогащения пути KEGG показал, что лечение аденокарциномы легкого Trichosanthes-Fritillaria thunbergii в основном включает сигнальный путь PI3K / AKT. Экспериментальная проверка показала, что водный экстракт Trichosanthes-Fritillaria thunbergii может ингибировать пролиферацию клеток A549 и фосфорилирование AKT. С помощью сетевой фармакологии и экспериментальной проверки было подтверждено, что сигнальный путь PI3K / AKT играет жизненно важную роль в действии Trichosanthes-Fritillaria thunbergii при лечении аденокарциномы легкого.

В общей сложности был идентифицирован 31 активный компонент, связанный с Trichosanthes-Fritillaria thunbergii, в том числе 21 компонент Trichosanthes и 10 компонентов Fritillaria thunbergia, а также 144 соответствующие мишени. В целом, 9 049 и 67 генов, связанных с LUAD, были извлечены из базы данных GeneCards и базы данны...

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

Данное исследование раскрывает механизм применения Trichosanthes-Fritillaria thunbergii в лечении аденокарциномы легкого на основе сетевой фармакологии и экспериментальной верификации. Исследование также демонстрирует, что сигнальный путь PI3K/AKT играет жизненно важную роль в действии Trichosanthes-Fritillaria thunbergii при лечении аденокарциномы легкого.

Прогнозирование сетевой фармакологии и экспериментальная проверка механизма действия Trichosanthes-Fritillaria thunbergii против аденокарциномы легкого

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

Традиционная китайская медицина, Мы поговорим об особенностях многокомпонентности мишени. Это самая базовая коробка для сетевых и биологических исследований. Мы сделали демонстрацию технологии, которая снизит порог.Сетевая фармакология – это системно-аналитическая технология, выстраивающая инструменты взаимодействия сетевой работы мультифакторов. Он может эффективно предсказать единственный путь традиционной китайской медицины в Данные сетевой фармакологии поступают из базы данных, хотя он не может предсказать связь с лекарствами, белками, и это все еще необходимо проверить последующими экспериментами. Для начала откройте базу данных HERB и используйте Gua Liu и Zhebimu в качестве ключевых слов для получения компонентов двух препаратов.Загрузите список и каноническую структуру SMILES родственных компонентов двух препаратов. Теперь определите, является ли полученный компонент активным, включив компоненты с пероральной биодоступностью и лекарственными свойствами в базу данных HERB Group. Если компонент не имеет пероральной биодоступности и значений, подобных лекарственным средствам, введите компонент в швейцарскую базу данных ADME, чтобы получить информацию о каждом компоненте.Включите компоненты с высокой абсорбцией ГИ и, по крайней мере, двумя положительными лекарственными значениями в качестве активных компонентов. Чтобы спрогнозировать целевое назначение активных компонентов, откройте базу данных HERB. Поиск и копирование канонических структур активных компонентов SMILES.Затем откройте подход ансамбля подобия и вставьте канонические структуры SMILES активных компонентов в поле поиска. Нажмите «Попробовать SEA», чтобы получить целевое имя целевого ключа P-значение и максимальный TC каждого активного компонента. Скопируйте данные в электронную таблицу и используйте функцию фильтрации файлов электронных таблиц, чтобы отфильтровать целевые активные компоненты по целевому ключу.Скопируйте все мишени в электронную таблицу и удалите дубликаты, чтобы получить мишени для лекарств. Теперь откройте базу данных генных карт и онлайн-наследование Менделя у человека, чтобы предсказать цели заболевания. Используйте аденокарциному легкого в качестве ключевого слова для получения мишеней для заболевания аденокарциномы легкого.Загрузите электронные таблицы мишеней заболевания и удалите повторяющиеся мишени, чтобы получить мишени для аденокарциномы легкого. Создайте целевую сеть лекарственного компонента заболевания, скопировав мишени, связанные с аденокарциномой легкого, и мишени лекарств в один столбец в новой электронной таблице. Используйте функцию идентификации дубликатов данных на панели инструментов, чтобы получить мишени пересечения мишеней, связанных с аденокарциномой легкого, и мишеней, связанных с активным компонентом Trichosanthes Fritillaria Thunbergia.Откройте Cytoscape 3.8.0. Нажмите «Файл» в строке меню и выберите «Импорт». Затем сеть из файла.Чтобы импортировать файл электронной таблицы, оптимизируйте размер и цвет сетевых узлов с помощью строки стилей на левой панели управления. Используйте функцию анализа сети для анализа топологии сети. Нажмите на инструменты в строке меню и выберите «Проанализировать сеть».На панели таблицы щелкните градус в строке заголовка, чтобы расположить компоненты по градусам в порядке убывания. Возьмите 10 основных компонентов и целей в качестве основных активных компонентов и основных целей. Построить сеть ИПП и провести скрининг основных белков.Откройте строковую базу данных и вставьте текстовый список потенциальных мишеней Trichosanthes Fritillaria Thunbergia против аденокарцином легких в диалоговое окно списка имен. Затем выделяют homosapiens в организмы. Нажмите кнопку «Поиск» и выберите «Продолжить», когда результаты будут доступны, нажмите «Настройки» и отметьте высокую достоверность 0,700 В базовых настройках, в разделе «Минимальная требуемая оценка взаимодействия», в дополнительных настройках отметьте высокий уровень отключенных узлов в сети.Затем нажмите кнопку обновления. Затем нажмите «Экспорт» в строке заголовка и загрузите короткий табличный текст отношения PPI в формате TSV. Откройте Cytoscape 3.8.0.Нажмите на файл, выберите, импортируйте, а затем сеть из файла, чтобы импортировать файл формата TSV для визуального анализа. Используйте функцию сетевого анализатора для проведения топологического анализа. Оптимизируйте размер и цвет узлов сети с помощью панели стилей в левой панели управления.Выполните анализ обогащения KEGG, открыв платформу Medscape, вставив список потенциальных терапевтических мишеней в текстовом формате в диалоговое окно, а затем нажав кнопку «Отправить». Отметьте Homo sapiens как во входе как виды, так и в анализе как виды, а затем нажмите кнопку пользовательского анализа. Выберите обогащение.Отметьте только путь KEGG, а затем нажмите на анализ обогащения. Как только индикатор выполнения достигнет 100%нажмите оранжевую кнопку на странице отчета об анализе, чтобы увидеть результаты обогащения. Нажмите на все в одном zip-файле', чтобы загрузить результат обогащения, а затем откройте файл _FINAL_GO'csv в Enrichment_GO', чтобы получить результат.Откройте R-Software и введите установочный пакет GG plot two'и библиотеку GG Plot two'в R Для установки GG plot two R пакет. Нажмите Enter, чтобы запустить программу визуализации KEGG. Чтобы определить жизнеспособность клеток, переварите логарифмические клетки фазы роста A 549 с одним миллилитром 0,25% трипсина в течение одной минуты при 37 градусах Цельсия.Добавьте один миллилитр DMEM Complete Medium, чтобы нейтрализовать трипсин, и осторожно вдуйте его, чтобы способствовать отхождению клеток. Затем центрифугируют смесь для получения гранулы ячейки и ресуспендируют полученные ячейки, используя DMEM Complete Medium. Добавьте клеточную суспензию в гемоцитометр и подсчитайте с помощью автоматического счетчика клеток, разбавьте ее до пяти раз от 10 до четвертых клеток на миллилитр, используя полную среду DMEM Теперь растворите один грамм водного экстракта Trichosanthes Fritillaria Thunbergia в 10 миллилитрах PBS и фильтруйте его стерилизуют через фильтр 0,22 микрометра.Разбавьте смесь до разных концентраций с помощью PBS. Насыпьте 100 микролитров разбавленных ячеек в каждую лунку 96-луночной пластины. После прилипания клеток добавьте один микролитр водных экстрактов Trichosanthes Fritillaria Thunbergia разных концентраций, чтобы отрегулировать концентрацию в каждой лунке.Выбросьте исходную среду через 24 часа после культивирования и добавьте 100 микролитров DMEM. Основная среда для дальнейшей инкубации в течение двух часов при 37 градусах Цельсия и 5% углекислого газа. По окончании инкубации добавьте 20 микролитров раствора МТС и инкубируйте клетки еще один час.Переложите инкубированную смесь на другую тарелку. Используя считыватель микропланшетов, измерьте поглощение на длине волны 490 нанометров и рассчитайте жизнеспособность клеток. Разбавьте логарифмическую фазу роста A 549 клеток в пять раз по 10 до пятых клеток на миллилитр.Добавьте два миллилитра клеточной суспензии в шестилуночную пластину и выращивайте в течение 12 часов. После получения различных разведений PBS водного экстракта Trichosanthes Fritillaria Thunbergia, как показано ранее, добавьте 20 микролитров раствора PBS в холостую контрольную группу и 20 микролитров различных разведений водного экстракта Trichosanthes Fritillaria Thunbergia в другую группу концентрации. Через 24 часа вмешательства выбросьте надосадочную жидкость и трижды очистите клетки с помощью PBS.Добавьте 250 микролитров буфера RIPA в каждую лунку и лизируйте клетки в течение 30 минут. Соберите лизат для центрифугирования и получите надосадочную жидкость. Показана сеть целевого взаимодействия лекарственного компонента Trichosanthes Fritillaria Thunbergia с аденокарциномой легкого.В сети взаимодействия, Полученные топ-10 активных компонентов являются ключевыми активными компонентами действия Trichosanthes Fritillaria Thunbergia при лечении аденокарциномы легкого. Сеть ИПП включала 122 функциональных белка и 210 взаимоотношений. Топ-10 основных белков в основном участвуют в неоваскуляризации, пролиферации клеток, апоптозе и транспорте клеточных мембран.Из 20 лучших путей, ранжированных KEGG, сигнальный путь PI3K-AKT, сигнальный путь Rap1, сигнальный путь фосфолипазы-D и сигнальный путь MAPK1 тесно связаны с раком легких, среди которых путь PI3K-AKT занял первое место. Экстракты Trichosanthes Fritillaria Thunbergia в концентрациях более 400 микрограммов на миллилитр могут ингибировать пролиферацию клеток, а ингибирующий эффект на клетки A-549 в концентрациях до 800 микрограммов на миллилитр был близок к половине ингибирующей концентрации. Вмешательство экстрактов Trichosanthes Fritillaria Thunbergia не вызвало существенных изменений в экспрессии белка AKT в каждой группе.Однако экспрессия p-AKT серина-473 была ингибирована и проявляла дозозависимый эффект. Критические компоненты Trichosanthes Fritillaria Thunbergia были молекулярно состыкованы с ключевыми белками пути PI3K AKT, и результаты показали, что энергии связывания диосметина и кемпферола с AKT1 были менее минус семи, что указывает на сильную связывающую активность. Самое главное, чтобы активные ингредиенты соответствовали целям традиционной китайской медицины.А также мишени, которые составляют ядро 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

Экспериментальная парадигма прогнозирования послеоперационной боли (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

Экспериментальные человека перевозке пневмококковой

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

Синергетический использованием нейронных клеток-предшественников и самоорганизации пептидов в экспериментальном шейного отдела спинного мозга Травма

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

<em&gt; Экс естественных</em&gt; Модель для изучения действия гормонов в груди человека

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

Оценка метастазов в легких у мыши опухоли молочной Модели количественными ПЦР в реальном времени

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

Рассечение и экспланта культуры мышиных Аллантоис для анализа в пробирке Allantoic вложения

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

Царапина Миграция Анализ и Dorsal Skinfold камеры для in Vitro и In Vivo Анализ раны исцеления

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

Диагностика и хирургическое лечение человека Брюселлар Спондилодисцит

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

Лазерно-индуцированные измерения потенциала действия кардиомиоцитов на микроэлектродных массивах для повышения предсказуемости фармакологии безопасности

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

Поведенческий и сетевой фармакологический анализ традиционной монгольской медицины Зади-5 на крысиной модели депрессии

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