Терапеутски потенцијал и молекуларни механизми Цистанцхе Десертицола код астме: Циљање ПИ3К-АКТ пута и упале посредоване ИНОС-ом

Идентификација хуб гена повезаних са астмом путем ВГЦНА анализе

Да бисмо истражили кључне гене повезане са астмом, користили смо скуп података ГСЕ67472 из базе података Гене Екпрессион Омнибус (ГЕО). Овај скуп података укључује узорке из62 особе са дијагнозом астмекоји нису примали терапију инхалационим кортикостероидима, и аконтролна група од 43 здраве особе.

Диференцијално изражени гени (ДЕГ) су анализирани и визуелизовани коришћењемвулканске парцелеитоплотне карте(Слике 7А и 7Б). КрозАнализа мреже пондерисане коекспресије гена (ВГЦНА), идентификовали смо27 генских модулазначајно повезан са развојем астме у поређењу са здравим контролама (Слика 7Ц).

Међу овима,"скиблуе" модулпоказао јенајјача позитивна корелацијаса астмом
(коефицијент корелације:r = 0.62, p = 2e-12, Слика 7Д).
Слика 7Е илуструје топлотну мапу суседности која приказује односе између модула везаних за особине и небескоплавог модула.

Даље смо анализирали корелацију измеђучланство у модулу (ММ)изначај гена (ГС)за астму унутар небескоплавог модула (слика 7Ф), откривајући ајака позитивна корелација(корелација =0.84, p = 1.1e-41), наглашавајући робусну везу између скиблуе модула и астме.

Цистанцхе биљни чај за лечење астме

 

Вхатсапп нас да набавимо чај Цистанцхе

 

 

Накнадноанализа функционалног обогаћивањагена унутар скиблуе модула потврдили су своју укљученост у биолошке процесе и путеве повезане са астмом, укључујућиВезивање ИгЕ, астма, анд тхеIL-17 сигнални пут(Слике 7Г–Ј).

 

Слика 7. Идентификација основних гена повезаних са астмом коришћењем ВГЦНА

A–B.Визуелизација ДЕГ-ова коришћењем графикона вулкана и топлотне карте.
C.Групни дендрограм ко-експресираних гена повезаних са астмом.
D.Односи модула и особина код астме. Свака ћелија приказује коефицијент корелације и п-вредност.
E.Хеатмап приказује односе суседности сопствених гена модула.
F.Корелација између чланства у модулу и значаја гена за астму у скиблуе модулу.
G–J.Анализа функционалног обогаћивања гена у скиблуе модулу.

 

 

 

иНОС као терапијски индикатор лечења цистанцхе у астми

Да бисмо истражили кључне гене повезане са астмом, саставили смо 259 гена из више база података о болестима, укључујућиГенеЦардс, База података о терапеутским циљевима, ДисГеНЕТ, иОМИМ. Укрштањем ових гена са онима изскиблуе модулиПГ-циљани гени, идентификовали смоиНОС (индуцибилна синтаза азот-оксида)као ајезгро гена(Слика 8А).

Даља анализа РНА-сек података је то открилаиНОС експресија је смањенанакон третмана Цистанцхеом (Слика 8Б). Поред тога,молекуларно пристајањеје извршено да би се потврдио афинитет везивања између ПГ и иНОС протеина (Слика 8Ц). Примећено је да су уочене повољне интеракције које укључују остатке аминокиселина као нпраргинин, глутамат, итриптофан. Измереноенергија везивања од -8,97 кцал/молуказује на снажан афинитет везивања између ПГ-а и иНОС-а (додатна табела 2).

Да бисте потврдили функционални ефекат ПГ-а на иНОС,ин витро тестовису спроведене (Слика 8Д). Резултати су то показалиПГ је значајно ослабио ХДМ-индуковану иНОС активност, подржавајући налазе молекуларног спајања.

Затим смо испитали ефекат ПГ наекспресија иНОС протеина. Вестерн блот анализапоказало је да ХДМ третман повећава експресију иНОС у ћелијама МЛЕ12, која је смањена након третмана ПГ (Слика 8Е). Слично,кПЦР анализаРНК екстраховане из мишјег плућног ткива откриле су значајно повећање експресије иНОС-а код ХДМ мишева, које је смањено након третмана са Цистанцхеом (Слика 8Ф).

Имунофлуоресцентни тестовидодатно је потврдио ова запажања, показујући повећану експресију иНОС-а код мишева изложених ХДМ-у и смањење након третмана Цистанцхеом (слика 8Г и додатна слика 3). Паралелно, проценили смо ниво експресијеПИ3К(Допунска слика 3). У поређењу са контролном групом, излагала је ХДМ групарегулација ПИ3К, што указује на његову укљученост у астматични одговор.

Посебно,Цистанцхе у малој дози (20 мг/кг)није значајно побољшао експресију ПИ3К измењену ХДМ-ом. међутим,веће концентрације Цистанцхеа су ефикасно смањиле експресију ПИ3К. Овај регулаторни ефекат на експресију ПИ3К корелирао је са побољшањима хиперреактивности дисајних путева (АХР) и смањеним патолошким променама код астматичних мишева, што указује натерапеутски потенцијал Цистанцхеа преко модулације ПИ3К пута.

 

Слика 8. иНОС као терапијски циљ Цистанцхе код астме

A.Идентификација иНОС-а као потенцијалне мете кроз укрштање скупова гена.
B.ТПМ вредности иНОС-а из РНА-сек података.
C.Молекуларно спајање потврђује интеракцију између ПГ-а и иНОС-а.
D.Интензитет флуоресценције који указује на активност иНОС-а.
E.Вестерн блот анализа нивоа иНОС протеина у различитим експерименталним групама.
F.кПЦР анализа нивоа иНОС транскрипта у групама.
G.Анализа имунофлуоресценције која показује обрасце експресије иНОС-а у различитим групама третмана.
Сви експериментални подаци представљају најмање три независна понављања и изражени су као средња вредност ± стандардна девијација (СД).

Закључак, истакнути детаљи и будуће апликације

Цистанцхе десертицолаје цењена традиционална кинеска биљка, дуго цењена због своје ефикасности у решавању различитих здравствених стања. Савремена научна истраживања открила су његову биоактивност широког спектра, укључујући антиинфламаторне, антиоксидативне, анти-агинг ефекте и ефекте који побољшавају имунитет (Ли ет ал., 2016). Посебно, студије су истражиле његов терапеутски потенцијал код болести као што је дијабетес, где је показао обећање у регулисању нивоа глукозе у крви након оброка и побољшању инсулинске резистенције (Ксионг ет ал., 2013). Поред тога, у неуролошким контекстима,Цистанцхеје показао потенцијал у ублажавању оштећења крвно-мождане баријере након исхемијског можданог удара модулацијом неуроинфламације (Лиао ет ал., 2023). У онкологији, фенилетаноидни гликозиди изЦистанцхе тубулосасу показали антитуморске ефекте, што указује на терапеутски потенцијал код хепатоцелуларног карцинома (Пенг ет ал., 2021).

Иако истраживање респираторних користи одЦистанцхеје још увек у раној фази, прелиминарни налази указују на његове потенцијалне предности. На пример, ехинакозид, биоактивно једињење које се налази уЦистанцхе, показао је обећавајући у смањењу смрти ендотелних ћелија изазване оксидативним стресом, чиме се ублажавају симптоми повреде плућа (Ксие ет ал., 2023).

У контексту астме, наша студија представља први покушај да се истражи терапеутски потенцијал и основни механизмиЦистанцхе. Користећи модел миша за астму изазвану грињама у кућној прашини (ХДМ),Цистанцхеје примењен као терапијска интервенција. Охрабрујуће, наши резултати показују његове значајне ефекте у контроли астме, укључујући смањену хиперреактивност дисајних путева (АХР), смањену инфилтрацију инфламаторних ћелија и ублажавање упале плућа и производње слузи код алергијске астме.

Цитокини као што суIL-4иIL-5играју кључну улогу у патогенези астме (Мицхаел, 2013; Гиованни, 2017; Патрицк & Петер, 2007). IL-4 је кључан за стимулисање Б ћелија да производе ИгЕ антитела, што доводи до повишених нивоа ИгЕ – обележја алергијске астме и предиктора ризика од погоршања. IL-5 је, с друге стране, неопходан за раст и активацију еозинофила, који ослобађају проинфламаторне медијаторе који погоршавају упалу дисајних путева и лучење слузи.

Наша транскриптомска анализа је то открилаЦистанцхетретманом поремећени путеви повезани са IL-4, IL-5 и еозинофилима – налаз који је додатно подржан резултатима ГСВА. ГСЕА је даље истакао повезаност измеђуЦистанцхетретман и одговор имуних цитокина типа 2, наглашавајући његову терапијску важност у астми. То су показали и експериментални резултатиЦистанцхесмањен ниво ИгЕ, IL-5 и IL-13 у серуму код астматичних мишева, што додатно потврђује његову ефикасност у ублажавању симптома астме.

Посебно, наши резултати ГСЕА то сугеришуЦистанцхеучествује у биолошким процесима у вези са глукокортикоидима. С обзиром на штетне ефекте и ограничену осетљивост примећене код неких пацијената током дуготрајне терапије кортикостероидима (Ип ет ал., 2018), овај налаз отвара путеве за истраживање алтернативних глукокортикоидних терапија. Недавне студије су откриле да активна једињења уЦистанцхе, као што јеактеозид, испољавају значајне ефекте на остеопорозу изазвану глукокортикоидима (Ли ет ал., 2023), додатно подржавајући изводљивостЦистанцхекао алтернативна или додатна терапија за астму.

ТхеПИ3К-АКТ сигнални путигра кључну улогу у патофизиологији астме. Недавне студије су то показалеmiR-200aпромовише развој астме преко ПИ3К-АКТ-ФОКСЦ1 осе (Лин ет ал., 2014). Овај пут такође регулишециклин Д1, који је критичан у ремоделирању глатких мишића дисајних путева (Фенг ет ал., 2014) и модулира експресију молекула повезаних са астмом, као што суIL-7, ТНФ-, иИгЕ(Винер ет ал., 2022; Јинг ет ал., 2019; Дера ет ал., 2020).

У нашој студији, главно биоактивно једињење одЦистанцхеје идентификован путем ЛЦ-ХРМС каопинорезинол 4-О- -Д-глукопиранозид (ПГ), са молекулском формуломC₂₆H₃₂O₁₁. ПГ припада једињењима лигнана из биљака познатих по својим антиинфламаторним, антиоксидативним и имуносупресивним својствима (Осмаков ет ал., 2022) - и појавио се као обећавајући кандидат за лечење астме. Анализа циљаног обогаћивања за ПГ показала је снажну повезаност са ПИ3К-АКТ путем, што сугерише да његови терапеутски ефекти могу бити посредовани овим механизмом.

азот оксид (НО), гасовити слободни радикал (Н=О), у изобиљу је присутан у људским респираторним и кардиоваскуларним системима (Антосова ет ал., 2017). Код астме, НО служи као инфламаторни биомаркер, који се често мери каофракциони издахнути азот оксид (ФеНО)за процену тежине болести и усмеравање терапије стероидима (Смитх ет ал., 2005; Цхиара ет ал., 2012). Повишени нивои ФеНО, уско повезани са упалом дисајних путева типа 2 посредованом са IL-13, такође су примећени у нашем моделу астме. НО се првенствено синтетише одсинтазе азот оксида (НОС), посебно индуцибилну изоформуиНОС (НОС2), који се појачано регулише у проинфламаторним условима (Анави & Тиросх, 2020). Прекомерна експресија иНОС-а доводи до повећане производње НО, промовишући лучење слузи и регрутовање еозинофила, чиме се погоршавају симптоми астме (Меурс ет ал., 2003). Инхибитори иНОС су показали потенцијал у управљању нивоима ФеНО код пацијената са астмом (Ислам ет ал., 2010; Хансел ет ал., 2003).

Кроз интегрисану анализу гена повезаних са астмом, ВГЦНА модула и ПГ циљаних гена, идентификовали смоиНОСкао језгро гена.Цистанцхетретман је смањио нивое иНОС протеина код мишева модела астме, што указује на супресију производње НО повезане са упалом. Молекуларно спајање је потврдило јак афинитет везивања између ПГ и иНОС, а третман ПГ смањио је и активност НОС и нивое иНОС протеина.

Постојећа истраживања такође указују да пут ПИ3К-АКТ регулише експресију иНОС-а у другим физиолошким системима (Зафировић ет ал., 2019; Лу ет ал., 2022). У нашем моделу миша,Цистанцхетретман је смањио експресију ПИ3К у епителним ћелијама плућа. Док његова улога у астми захтева даље истраживање, наши налази указују на нову регулаторну везу између ПИ3К-АКТ пута и иНОС-а у контекстуЦистанцхетретман. Потребне су додатне механичке студије да би се потврдили ови путеви.

 

Шематски резиме: Механизми Цистанцхе у лечењу астме

Излагање ХДМ-у покреће каскаду патолошких промена дисајних путева које карактерише повећана реактивност и инфилтрација инфламаторних ћелија.Цистанцхе, традиционални биљни лек, показује способност да се супротстави овим ефектима изазваним ХДМ-ом путем двоструких механизама:

Модулација пута ПИ3К, утичући на ћелијске одговоре и смањујући упале повезане са астмом;

Директно циљање иНОС-асвојом биоактивном компонентом ПГ, што резултира супресијом експресије и активности иНОС-а. Смањење иНОС-а посредовано ПГ-ом нуди потенцијалну молекуларну интервенцију за ублажавање кључних симптома астме.

 

Цитирање

Лиу, Ј., Гао, Ј., Ксионг, А., Ли, Г., Зхонг, К., Баи, Л., Ли, Кс., Ран, К., Ксионг, И., & Хе, Кс. (2025).Истраживање Цистанцхеовог терапеутског потенцијала и молекуларних механизама у лечењу астме. Фитомедицина: Међународни часопис за фитотерапију и фитофармакологију, 136, 156265.