BÖLÜM 1 DNA Mikroarray Tabanlı Tarama ve Geleneksel Çin Tıbbının Karakterizasyonu

Ryoichi Kiyama

Biyomedikal Araştırma Enstitüsü, Ulusal İleri Endüstriyel Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (AIST), 1-1-1 Higashi, Tsukuba 305-8566, Ibaraki, Japonya; kiyama.r@aist.go.jp; Tel.: artı 81-29-861-6189

Akademik Editör: Christophe A. Marquette

Geliş: 16 Aralık 2016; Kabul Tarihi: 23 Ocak 2017; Yayınlanma: 30 Ocak 2017

Özet: DNA mikroarray assay (DMA) uygulaması, omik teknolojilerindeki son yenilikler sayesinde yeni bir döneme girmiştir. Bu derleme, DMA tabanlı gen ekspresyonu profillemesinin son uygulamalarını, gen ekspresyonunun taranması ve karakterizasyonuna odaklanarak özetlemektedir.Geleneksel Çin Tıbbı. İlk olarak, etkili bileşenleri ve biyolojik/fizyolojik etkileri ile birlikte DMA tarafından analiz edilen şifalı bitkiler, mantarlar ve diyet bitkileri, kapsamlı listeleri ve temsili etkili kimyasalların bir listesi incelenerek özetlenir ve tartışılır. İkincisi, etki mekanizmalarıGeleneksel Çin Tıbbıeylemden sorumlu genler ve yollar, eylemde yer alan hücre fonksiyonları ve DMA (sessiz östrojenler) tarafından bulunan aktiviteler incelenerek özetlenir. Üçüncüsü, geleneksel için DMA uygulamalarıÇin tıbbıkalite kontrolünde kullanımı için rapor edilen örnekler ve yeni protokoller incelenerek tartışılmaktadır. Tıpkı terapötik, çevresel, beslenme ve farmakolojik alanlar gibi yakından ilişkili diğer alanlarda gözlemlendiği gibi, geleneksel Çin tıbbının yararlı etkilerinin sinyal yolu tabanlı değerlendirmesinde ve potansiyel risklerin değerlendirilmesinde daha fazla yenilikler beklenmektedir.

Anahtar Kelimeler:DNA mikrodizisi;Geleneksel Çin Tıbbı; sinyal yolu; estrojen; gıda kimyasalları

Daha fazla bilgi için lütfen iletişime geçin:Joanna.jia@wecistanche.com

cistancheDeserticola'nın birçok etkisi vardır, daha fazlasını öğrenmek için buraya tıklayın

1. Giriş

Bitkisel ilaç, geleneksel tıpta tıbbi uygulamaların önemli bir parçasıdır.Çin tıbbı(TCM) ve çeşitli bitki türlerinden oluşur [1,2]. etkinliği olurkenbitkisel ilaçbazen şüpheli kabul edilmiştir [3,4], bunun nedeni kısmen bitkilerin kalitesini ve etkili bileşenlerinin miktarlarını kontrol etmenin zorluğu olabilir. Bu nedenle, etkinliklerini doğrulamak ve etkili bileşenleri belirlemek için çeşitli yöntemler kullanılmıştır [5]. Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) ve kantitatif ters transkripsiyon polimeraz zincir reaksiyonu (qRT-PCR) gibi modern teknolojiler, bitkisel ilaçların kapsamlı ve uygun maliyetli kalite kontrolü için geleneksel teknolojilerin yerini almak üzere sürekli olarak geliştirilmiş ve kullanılmıştır. 6]. Her ne kadar insan ve diğer genom projelerindeki son gelişmeler ve genomik ve transkriptomik gibi çeşitli omik teknolojilerinin geliştirilmesi, etkili bileşenlerin tanımlanmasına ve kullanılmasına ve tıbbi bitkilerin kalite kontrolüne/doğrulanmasına katkıda bulunmuştur [7-11 ], maksimum kullanım için hala en iyi stratejiyi arıyoruz.bitkisel ilaç. Bu derleme, transkriptomikte anahtar bir teknoloji olan DNA mikroarray tabanlı gen ekspresyonu profiline odaklanır ve araştırmacıların bu teknolojiyi TCM'nin taranması ve karakterizasyonu için nasıl kullandığını gösterir. Özellikle, TCM'ler ve bunları oluşturan otlar, mantarlar ve diyet bitkileri hakkındaki verilerin çapraz incelenmesi, biriken bilgileri değerlendirmek ve TCM'nin avantajlarını/dezavantajlarını ve etkili uygulamalarını değerlendirmek için oldukça önemli hale gelmiştir.

TCM, akupunktur, yakı gibi uygulamaları içerir.Çin bitkisel ilaç, tui na, diyet tedavisi, tai chi ve kadim Taoizm felsefesine dayanan ve daha çok Microarrays olan qi gong; doi:10.3390/microarrays6010004, 2500 yaşından büyük [12]. Orijinal TCM, çeşitli milletlerden ve genetik geçmişlerden (farklı türlerde sağlık sorunlarına, diyet ve beslenme geleneklerine/uygulamalarına ve tıpla ilgili düşünce ve inanç biçimlerine yol açan) insanlara uyarlamak için varyasyonlara dayalı olarak daha da geliştirilmiş ve modifiye edilmiştir. Sırasıyla Kampo ve geleneksel Kore tıbbının (TKM) geliştirildiği Japonya ve Kore gibi ülkelerde bitki türleri ve içerikleri. Bu nedenle bitkisel ilaç, bir dizi bitki türünü ve bunları işleme yollarını içerir. Üstelik,bitkisel ilaçgenellikle mantarlar ve diyet bitkileri gibi diğer bileşenlerle birlikte kullanılır ve bu nedenle özleri ve etkili kimyasalları da burada tartışılmaktadır.

DNA mikrodizileri, genomik DNA ve mRNA'daki değişiklikleri tespit etmek ve genleri ve çeşitli işlevlerle ilişkili ifadelerini izlemek için kullanılan bir tür biyoteknolojik cihazdır; bu nedenle, temel araştırma ve endüstriyel araştırma/geliştirmede yaygın olarak kullanılmaktadırlar (Kiyama & Zhu [13] tarafından gözden geçirilmiştir). DNA mikrodizi tahlili (DMA), bitkiler dahil doğal kaynakların özleri ve kimyasal karışımları arasındaki yararlı malzemeleri taramak ve karakterize etmek için kullanılmıştır. DMA'nın diğer teknolojilere göre avantajları ve dezavantajları vardır. İlaç metabolize eden genlerin genotiplenmesi ve meme kanseri metastatik riskinin tahmin edilmesi gibi bir teşhis cihazı olarak kullanılmıştır; bu, teşhis için gereken varyasyonları ve ihtiyaç duyulan güvenilirliği ayırt etmek için yeterli karmaşıklık sağlama benzersiz özelliğine atfedilebilir. genotipleri/gen ekspresyon profillerini doğru bir şekilde tahmin etmek.

Acteosideiçindecistancheüzerinde iyi etkileri varböbrek

2. Bitkisel İlaçlar, Etkili Kimyasallar ve Etkileri

2.1. DNA Mikroarray Testleriyle Analiz Edilen Otlar, Mantarlar ve Diyet Bitkileri

Çin, Kore (TKM) ve Japonya'da (Kampo) TCM olarak kullanılanlar da dahil olmak üzere bir dizi şifalı bitki, mantar ve diyet bitkisi DMA ile analiz edilmiştir (Tablo 1).

Bitkilerden elde edilen özler, aşağıdakiler de dahil olmak üzere, DMA tarafından analiz edilmiştir: alkanet kökü, Amerikan ginsengi, dikenli takke, plaj vitex, beth kökü, karayılan otu, kanser çalısı, Çin incir bitkisinin tamamı veya çiçek ve yaprak gibi kısımlarının özleri , boneset, dong Quai, kır atkuyruğu, büyük kırlangıçotu, kava, leigongteng, moutan, anne, orkide, pembe lapaço, mor koni çiçeği, salai, St. John's wort, zerdeçal ve yabani yam. Bu arada, kök, taban veya köksap özleri, Çin altın ipliğinden, Çin şakayıklarından yapılmıştır.cistanche, danshen, altın iplik, Huang-qi, kudzu ve sheng-di-Huang; tohumların özleri nilüferdendi veya uçucu yağla zenginleştirilmiş özler, yaban otu ve zerdeçaldandı.

Mantarlardan elde edilen ekstraktlar ayrıca buna-shimeji, tırtıl mantarı, adi mantar, himematsutake, hiratake, lingzhi, yumrulu braket, maitake ve hindi kuyruğundan elde edilenler gibi tüm veya meyve veren gövdenin ekstraksiyonundan sonra analiz edildi; tırtıl mantarı, himematsutake, lingzhi, yumrulu dirsek, maitake, shiitake ve hindi kuyruğu gibi miselyumun çıkarılmasından sonra; veya lingzhi'den polisakkaritlerin veya hiratake, hoelen ve lingzhi'den triterpenlerin çıkarılmasından sonra.

Aşağıdakiler gibi TCM karışımlarından özler yapılmıştır: Danggui Buxue Tang, Guanxin No. 2 kaynatma, Huang-Lian-Jie-Du kaynatma, ISF-1, Kangxianling, PC-SPES, Pulsatillae kaynatma, Qingfei Xiaoyan Wan, Qinggan Huoxuefang, S/B çare, Si-Wu-Tang, VI-28, Xiaoqinglong kaynatma, Xuefu Zhuyu kaynatma ve Zeng Sheng Ping (TCM); Chunggan, SH21B ve Youkongdan (TKM); veya Boiogito, Bofutsushosan, Orengedokuto, Hochu-ekki-to, Inchin-ko-to, Juzen-taiho-to, Kososan, Saireito, Toki-shakuyaku-san ve Toki-to (Kampo).

Yaban mersini, acı kabak, karabuğday, keçiboynuzu, Çin maun, Chungkookjang (fermente soya fasulyesi), zencefil, gromwell, kothala himbutu, Marie Menard elma ve tarhun gibi diğer diyet bitkilerinden (sebzeler, meyveler ve tahıllar dahil) yapılmıştır. veya elma, siyah ahududu, yaban mersini, brokoli, narenciye, karanfil, sarımsak, ginkgo, üzüm, greyfurt, yeşil çay, kivi, liçi, nektarin, palmiye yağı, zeytin, şeftali, hurma, fıstık, soya fasulyesi ve mısır.

2.2. DNA Mikroarray Testleriyle Karakterize Edilen Etkili Kimyasallar

Otlar, mantarlar veya diyet bitkilerinin ekstraktlarının karakterizasyonundan sonra, etkili kimyasallar zenginleştirildi veya bazı durumlarda saflaştırıldı. Daha sonra ilgili işlevleri veya ilgili sinyal yollarını belirlemek için DMA tarafından analiz edildiler (Tablo 2).

Testlerin kısaltmaları, hayvan testi (A), hücre proliferasyon testi (C), protein testi (Western blotlama ve immünoanaliz gibi) (P), raportör gen testi (R) ve transkripsiyon testidir (RT-PCR ve DNA mikrodizi tahlili) (T). ARE: antioksidan yanıt elemanı; ERK: hücre dışı sinyalle düzenlenen kinaz; HSP70: 70 kilodalton ısı şoku proteini; IGF-1R: insülin benzeri büyüme faktörü 1 reseptörü; NF-kB: aktive edilmiş B hücrelerinin nükleer faktör K-hafif zincir güçlendiricisi; PGG: 1,2,3,4,6-Penta-O-galloil-pD-glukoz; PI3K: fosfatidilinositol-3-kinaz; PPAR: peroksizom proliferatörü ile aktive olan reseptör; PUFA: çoklu doymamış yağ asidi; ROCK: Rho ile ilişkili protein kinaz; ROS: reaktif oksijen türleri; TCM: geleneksel Çin tıbbı; TNFR1: tümör nekroz faktörü reseptörü 1

DMA tarafından analiz edilen saf kimyasallar şunlardır: aktein (bir triterpen glikozit), akuleatin (bir kumarin), baicalin (bir flavon glikozit), berberin (bir izokinolin alkaloid), biyokanin A, boswellik asit (bir triterpen), brefeldin A (a) lakton antibiyotik), selastrol (bir kinin metid triterpen), chelidonin (bir üçüncül alkaloid), kurkumin (bir diarilheptanoid), deoksikolik asit (bir steroid asit), 3,3Z-diindolilmetan (bir indol-3-karbinol türevi), emodin (bir antrakinon türevi), ergosterol peroksit (bir steroid türevi), genistein (bir izoflavon), ginsenosidler Fl/Rbl/Re/Rgl/Rg3/Rhl (steroid glikozitler/triterpen saponinler), glisirizin (bir pentasiklik triterpenoid), grifolin ( bir farnesilfenol/seskiterpenoid), (-)-hidroksisitrik asit (bir sitrik asit türevi), p-hidroksiizovalerilshikonin (bir naftokinon türevi), jasminoidin (bir geniposid), ligustrazin (bir tetrapirazin), likopen (bir karoten), mirisetin (a flavonol), obovatol (bir bifenolik), paeoniflorin (bir monoterpen e glikozit), paeonol (bir asetofenon türevi), 1,2,3,4,6-penta-O-galloil-pD-glukoz (PGG), plumbagin (bir naftokinon türevi), polisakkarit-K (Krestin) (bir proteine ​​bağlı polisakarit), kuersetin (bir flavonol), resveratrol (bir stilbenoid), safran (bir karotenoid), salvianolik asit B (bir tanshinol/kafeik asit), sesamin/episesamin/sesamolin (lignanlar), sialil trisülfid (bir organosülfür bileşiği), sparstolonin B (bir ksanton/izokumarin), sülforafan (bir izotiyosiyanat), tanshinon IIA (bir fenantren-kinon türevi), 2,4,3',5'-tetrametoksistilben (bir fenilpropanoid) ve triptolid (bir diterpenoid) epoksit).

Öte yandan, DMA tarafından analiz edilen kimyasal karışımları, üzüm antioksidan diyet lifi (kaba yem/diyet lifi), palmiye yağı fenolikleri, fitosterol karışımları (steroid bileşiklerinin karışımları), bitki fosfolipid/lipid konjugatları, polisakkaritler ve çoklu doymamış yağ asitleridir (PUFA'lar). ).

2.3. DNA Mikroarray Testleriyle Tanımlanan Biyolojik/Fizyolojik Etkiler

Biyolojik/fizyolojik etkiler ve tıbbi etkinlik DMA tarafından incelenmiştir. Bunu başarmak için, farklı türler (insanlar; tavuk, köpek, kobay, fare ve sıçan gibi hayvanlar veya maya ve bakteri gibi mikroplar) gibi çeşitli tahlil sistemleri kullanılmıştır (Tablo 1). , dokular (beyin, bağırsak, böbrek, karaciğer, akciğer, kas, periferik kan veya dalak) ve hücreler (adenokarsinom hücreleri, alveolar epitel hücreleri, meme karsinomu hücreleri, kolon karsinomu hücreleri, kolorektal kanser hücreleri, dendritik hücreler, dermal fibroblastlar, endotelyal hücreler, diş eti fibroblastları, baş ve boyun skuamöz hücreli karsinom (HNSCC) hücreleri, hepatoma hücreleri, insan göbek damarı endotel hücreleri (HUVEC'ler), keratinositler, lens tümör hücreleri, lösemi hücreleri, makrofajlar, nöroglial hücreler, oral skuamöz hücreli karsinom hücreleri, osteosarkom hücreleri , pankreas kanseri hücreleri, periferal kan mononükleer hücreleri (PBMC'ler), preadipoty'ler, prostat kanseri hücreleri, sıçan bağırsak mikrovasküler endotel hücreleri (RIMEC'ler), retina hücreleri veya cilt fibroblastları); in vitro durumları inceleyen testler (kültürlü normal veya kanser hücreleri veya A549, BxPc-3, Caco-2, colo 205, DU145, ECV304, H9c2, HaCaT gibi maya veya bakteri hücreleri kullanılarak, HepG2, HCT-116, H4IIE, HL-60, Hs27, HT-29, J774.1,LT97, MCF-7, MDA-MB-231, MG -63, MonoMac6, NG108-15, PC-3, RAW 264.7, THP-1, 3T3-L1, UM1, UMSCC1 ve YPK{{33} }/4 hücre) veya in vivo (hayvanlardan veya sağlıklı veya hastalıklı bireylerden alınan dokular veya hücreler kullanılarak); ve ABioscience, Affymetrix, Agilent Technologies, Applied Biosystems, Clontech, GE Healthcare, Illumina, Mitsubishi Rayon, SuperArray ve Takara veya özelleştirilmiş olanlar gibi DNA mikrodizi platformları ve tahlil protokolleri (bkz. Bölüm 3).

Analiz edilen biyolojik/fizyolojik etkiler aşağıdaki gibidir: İncelenen işlevler/etkiler, anjiyogenez modülasyonu, anti-adipogenez, anti-ateroskleroz/anti-arterioskleroz, antibiyotik etkisi, anti-karsinogenez/anti-metastaz, antidepresan etki, anti-diyabetik/anti -obezite etkisi, anti-endotoksin etkisi, anti-fibrotik etki, anti-inflamasyon/yeniden şekillenme karşıtı, anti-mitotik etki, apoptoz, kardiyoproteksiyon, hücre proliferasyonu/farklılaşması, kemoprevensiyon, sitotoksisite, DNA hasarını önleme, hepatotoksisite, immün yanıt, inflamatuar yanıt, lökosit işlevi, nöromodülasyon/nöroproteksiyon, cilt yaşlanmasının önlenmesi, stres yanıtı ve yara iyileşmesi. Tahliller, aril hidrokarbon reseptörü (AhR), insülin reseptörü, peroksizom proliferatörü ile aktive olan reseptör (PPAR) ve Toll benzeri reseptör (TLR) veya hormon/büyüme faktörü ile ilgili sinyalleşme gibi reseptörle ilgili sinyalleşmeyi ortaya çıkardı. östrojen sinyali, IFa/IFp sinyali gibi,

insülin benzeri büyüme faktörü 1 (IGF-1) sinyali ve tümör nekroz faktörü-a (TNF-a)/tümör büyüme faktörü |31 (TGF-p1) sinyali veya sinyal aracısı ile ilgili sinyaller, örneğin kaspaz-3, hücre dışı sinyalle düzenlenen kinaz (ERK), mitojenle aktive olan protein kinaz (MAPK), aktive edilmiş B hücrelerinin nükleer faktör K-hafif zincir arttırıcısı (NF-kB), p53 ve Wnt veya Alzheimer hastalığı, dolaşım bozuklukları, jinekolojik hastalıklar, lipid metabolizması bozuklukları, obstrüktif akciğer hastalığı ve Parkinson hastalığı gibi hastalıklar/bozukluklar.

Bu arada, saf kimyasalların analizi ile tanımlanan işlevler/etkiler (Tablo 2'de özetlenmiştir) şöyledir: anti-karsinojenez (aktin, berberin, biokanin A, celastrol, chelidonin, genistein, ginsenosid Rg3, üzüm antioksidan diyet lifi, grifolin, likopen, paeoniflorin, PGG, bitki fosfolipid/lipid konjugatı, plumbagin, polisakkarit-K (Krestin), polisakkaritler, PUFA'lar, kersetin ve salvianolik asit B); anti-ateroskleroz (brefeldin A ve fitosterol karışımı); iltihap önleyici (ergosterol peroksit, glisirizin ve fenol/paeoniflorin/albiflorin); bağışıklık tepkisi (selastrol, obovat ve triptolid);

anti-diyabetik/anti-obezite tepkisi ((-)-hidroksisitrik asit ve ginsenosid Re); bulaşıcı olmayan (berberin); apoptoz (kurkumin, emodin, p-hidroksi izovaleril shikonin, tanshinon IIA ve 2,4,3Z,5Z-tetra metoksi stilben); anti-oksidatif tepki (kurkumin); adipogenez/anjiyogenez (akülat ve sparstolonin B); kardiyo-, nöro- veya vazoproteksiyon (ligustrazin, palm yağı fenolikleri, resveratrol ve safran); hücre proliferasyonu (PUFA'lar); kemoprevensiyon (boswellik asit, mirisetin ve sülforafan); östrojen sinyali (3,3'-diindolilmetan, ginsenosidler F1/Rb1/Rg1/Rh1 ve glisirhizin); iskemik inme (baicalin/deoksikolik asit/jasminoidin); hipoksi (fenol); yaşam süresinin uzatılması (kurkumin ve dialil trisülfid); lipid metabolizması (sesamin/episesamin/sesamolin); ve Rho/ROCK (Rho ile ilişkili protein kinaz) sinyali (tanshinone IIA).

böbrek hasarı ve hastalığıcistanche

3. Geleneksel Çin Tıbbının Etki Mekanizmaları

Gen ekspresyon analizi için DNA mikrodizileri, uygulamalarına göre küresel ve odaklanmış DNA mikrodizileri olmak üzere iki tipte sınıflandırılabilir [13,182]. Global DNA mikrodizileri, cDNA'nın bir kısmını veya tamamını temsil eden binlerce ila yüz binlerce prob, eksprese edilmiş dizi etiketleri (EST'ler) ve hücreler içindeki mRNA kopya sayılarının tahmini için olanlar gibi çeşitli ekspresyon markörleri içerir. Bu arada, odaklanmış DNA mikrodizileri, doku/hücre tipi özgüllük, fonksiyonel özgüllük ve ekspresyon profili çalışması gibi belirli amaçlar için tasarlanmış birkaç düzine ila binlerce prob içerir. Odaklanmış DNA mikrodizileri, kimyasalların karşılaştırmalı risk değerlendirmesi ve kanser metastatik risklerinin öngörülmesi durumunda olduğu gibi, eylem bilindiğinde, eylem mekanizmalarının incelenmesi için bazen daha uygundur.

Temel araştırma ve TCM uygulamalarının geliştirilmesi için özelleştirilmiş veya odaklanmış DNA mikrodizilerinde kullanılan genler aşağıdaki gibidir: insan apoptoz gen setleri [38], 96 kanserle ilgili gen [24], kemotaksis/antijen işleme ile ilgili 225 gen/ Çalışma için hücre sinyali/ apoptoz/bağışıklık ile ilgili işlevler [28], fare immünolojisi ile ilgili genler [31] ve kalp hastalıkları, apoptoz, hücre döngüsü/proliferasyon, sitokin/inflamatuar ve antioksidasyon ile ilgili 100 gen [43] otlar; büyüme faktörleri/reseptörleri, hücre dışı matris bileşenleri, proteazlar/inhibitörler ve onkogenler/tümör baskılayıcılar [65], hücre döngüsü ile ilgili genler [62,63], 172 insan östrojene yanıt veren genler [53] ve insan pankreas adenokarsinomu ile ilgili genler mantarların incelenmesi için genler [64]; TCM/TKM/Kampo çalışması için 3000 prostat türevi gen [78] ve 1536 beyin geni [72] seti; 172 insan östrojene yanıt veren gen seti [127], insan ilaç metabolizmasıyla ilgili genler [116], 209 inflamasyon/bağışıklığa yanıt veren gen [109], Caco-2 hücrelerinde ifade edilen 2304 gen [115], ilgili 204 gen diyet bitkilerinin incelenmesi için bağışıklık tepkisine [121] ve insan apoptoz ile ilişkili genlere [130].

3.1. Eylemden Sorumlu Genler ve Yollar

DMA tarafından analiz edilen sinyal yolları aşağıdaki gibidir (bakınız Kiyama & Zhu [13]; Kiyama ve diğerleri [183]): MAPK (örneğin G protein-bağlı reseptör (GPCR)/MAPK, MAPK/c-Jun N-terminali kinaz (JNK) ve NF-kB/MAPK/ERK) ve diğer (anjiyogenez, ErbB/insan epidermal büyüme faktörü reseptörü (HER), nükleer reseptör ve ubikuitin/proteazom gibi) sinyal yolları veya apoptoz yolları (örn. ölüm reseptörü, enfeksiyöz yanıt ve p53-bağımlı apoptoz için), otofaji yolları (fosfatidilinositol-3-kinaz (PI3K)/Akt/mTOR sinyali ve açlık stres yanıtı için olanlar gibi), hücre döngüsü/DNA hasar yolları (G1/S kontrol noktası ve G2/M DNA hasar kontrol noktası sinyal yolları gibi), hücresel metabolizma yolları (AMP ile aktive olan protein kinaz (AMPK) ve insülin reseptörü sinyal yolları gibi), kromatin/epigenetik düzenleme yolları (bunlar gibi) DNA metilasyonu, heterokromatin ve histon modifikasyonu için), hücre iskeleti düzenlemesi ve yapışma yolları (tho gibi aktin, yapışık kavşağı ve mikrotübül dinamiği), gelişim ve farklılaşma yolları (örneğin kirpi, Notch, TGF-p ve Wnt/p-katenin sinyal yolları gibi), immünoloji ve iltihaplanma yolları (B-hücresi için olanlar gibi) reseptör sinyali, sitokin reseptörü sinyali, inflamatuar yanıt, romatoid artrit, T-hücresi aktivasyonu ve TLR'nin neden olduğu bağışıklık yanıtı), sinirbilim yolları (Alzheimer hastalığı ve Parkinson hastalığıyla ilişkili sinyal yolları gibi) ve çeviri kontrol yolları (eIF2 gibi) , eIF4/P70S6K ve mTOR sinyal yolları).

TCM'nin faaliyetinden sorumlu genler ve yollar, çeşitli hücre fonksiyonları ile ilgili olduğundan, sadece kimyasalların karışımını inceleyerek etki mekanizmalarını anlamak neredeyse imkansızdır. Bax sinyalleme/apoptoz (2,4,3',5'-tetrametoksistilben), ERK sinyalleme/anti- gibi spesifik mekanizmaları anlamak için etkili kimyasalların (Tablo 2'de gösterilenler gibi) analiz edildiği durumlar vardır. ateroskleroz (brefeldin A), ERK sinyali/anti-karsinojenez (grifolin), östrojen sinyali (ginsenosidler F1/Rb1/Rg1/Rh1 ve glisirhizin), östrojen sinyali/karsinojenez (3,3'-diindolilmetan), HSP70 (70 kilodalton ısı şok proteini) sinyalleme/anti-karsinojenez (paeoniflorin), NF-kB sinyalleme/anti-karsinojenez (kersetin), NF-kB sinyalleme/anti-inflamasyon (ergosterol peroksit), NF-kB sinyalleme/apoptoz (tanshinone IIA), NF- kB sinyalleme/hipoksi (paeonol), Nrf2-antioksidan yanıt elemanı (ARE) sinyalleme/kemoprevensiyon (myricetin), PI3K-Akt sinyalleme/kemoprevensiyon (sulforaphane), PPAR-y sinyalleme/adipogenez (aculeatin), reaktif oksijen türleri (ROS) sinyalleşme/apoptoz (p-hidroksiizovalerilshikonin), Rho/ROCK sinyalleşme/hücre göçü (tanshinon) e IIA), skn-1 sinyalleşme/yaşam süresinin uzaması (dialil trisülfid) ve tümör nekroz faktör reseptörü 1 (TNFR1)-IGF-1R sinyali/apoptoz (emodin). Bu sinyal yolları Şekil 1'de özetlenmiştir.

3.2. Eyleme Dahil Olan Hücre İşlevleri

DMA tarafından TCM için analiz edilen başlıca hücre fonksiyonları adipogenez, anti-ateroskleroz, anti-karsinojenez, anti-enflamasyon, apoptoz, karsinojenez, kemoprevensiyon, hipoksi ve yaşam süresinin uzamasını içerir (Tablo 2; Şekil 1).

Adipogenez, preadipositlerin farklılaşmış adiposit hücrelerine dönüştürüldüğü ve morfolojik değişim, büyüme durması, lipojenik gen ekspresyonu ve hormonların ve büyüme faktörlerinin (leptin ve TNF-a gibi) üretimi gibi özellikleri içeren hücresel bir farklılaşma sürecidir. Toddalia Asiatica özünde bulunan bileşenler arasında, akuleatın fare 3T3-L1 preadipositlerinin adipositlere farklılaşmasını desteklediği bulunmuştur [132]. DMA, PPAR-y'nin bir ligandı olmayan akuleatin tarafından aktivasyon sürecine PPAR-y hedef genlerinin dahil olduğunu ortaya çıkarmış, bu da ek sinyalleme mekanizmalarının varlığını düşündürmüştür.

Ateroskleroz, arteriyel kan damarlarındaki beyaz kan hücrelerinin, düşük yoğunluklu lipoproteinler (LDL'ler), kolesterol taşıyıcıları ve trigliseritler tarafından desteklenen ve makrofajlar ve köpük hücreleri açısından zengin aterosklerotik plakların oluşumuyla sonuçlanan kronik bir inflamatuar yanıtıdır. . Östrojenik aktivite, brefeldin A'ya atfedilebilen Agaricus blazei ekstraktında DMA bazlı gen ekspresyon profili ile tespit edildi [138]. Ekstrakt, östrojen sinyali aktivasyonunu (ERK, Akt ve P70S6K aktivasyonu gibi) ve yüksek seviyelerde oksitlenmiş LDL'leri olan hastalar için faydalı etkiler gösterirken östrojen reseptörüne bağlı hücre proliferasyon aktivitesine sahip değildir (bkz. Bölüm 3.3).

Şekil 1. Geleneksel Çin tıbbı ile ilgili kimyasalların eylemleri ve mekanizmalarının özeti. Sitosol içindeki şifalı otlar, mantarlar ve diyet bitkilerinden (aculeatin, brefeldin A, ergosterol peroksit, grifolin, p-hidroksi izovaleril shikonin, paeonol, kersetin ve tanshinone IIA) orijinal olarak tanımlanan veya izole edilen kimyasalların etki biçimleri (mavi alan) veya çekirdek (sarı alan) özetlenir. APP: Amiloid öncü proteini; CCL2: kemokin (CC motifi) ligandı 2; ERK: hücre dışı sinyalle düzenlenen kinaz; p-HIV S: p-hidroksi izovaleril shikonin; MAPK: mitojenle aktive olan protein kinaz; PPAR-丫: peroksizom proliferatörü ile aktive edilen reseptör y; PXR: hamile X reseptörü; Rb: retinoblastom proteini; TNFR: tümör nekroz faktörü reseptörü; ve TRAP1: tümör nekroz faktörü reseptörü ile ilişkili protein 1.

Alternatif olarak onkogenez veya tümörijenez olarak da adlandırılan karsinojenez, normal hücrelerin kontrolsüz hücre bölünmesi ile karakterize edilen kanser hücrelerine dönüştürüldüğü bir süreçtir; hücresel, genetik ve epigenetik seviyelerdeki değişikliklerin ilerlemesini içerir. Anti-kanserojen etkiler sergileyen birkaç kimyasal, turpgillerden elde edilen sebzelerden 3,3Z-diindolilmetan [145], Albatrellus confluence'dan grifolin [153], Paeonia lactiflora'dan paeoniflorin [161] ve çeşitli diyetlerden elde edilen kersetin gibi doğal ürünlerden izole edildi veya tanımlandı. bitkiler [161] ve ayrıca DMA ile analiz edildi. 3,3Z-Diindolilmetan östrojeniktir ve tümör gelişimini destekleyen gen ekspresyon profilleri gösterir [145]. Grifolin, ERK ve Rb yolaklarını inhibe ederek, siklin D1, siklin E ve CDK4'ün (sikline bağımlı kinaz için bir gen) ekspresyonunu aşağı regüle ederek hücre döngüsüne ve hücre büyümesine karşı negatif etki eder ve CKI (bir CDK inhibitörü) ekspresyonunu yukarı regüle eder. gen) [153]. Paeoniflorin, hücrelerin stresten korunmasına yardımcı olan HSP70'in ekspresyonunu arttırır ve hücre büyümesi ve proliferasyonunun düzenleyicileri olan CDC2, FOSL1 ve EGR1'in ekspresyonunu modüle eder [161]. Öte yandan Quercetin, kaspaz genleri, DFF45, FAS, IKBa, IL1R (Interleukin) gibi ölüm reseptörü veya TNFR sinyal genlerinin ekspresyonunu artırarak p53-bağımsız apoptozu indükler. -1 alıcı), TNFR1 ve TRAILER [171].

Enflamasyon, hücre hasarına karşı koruyucu bir yanıttır ve yerel vasküler sistemi, bağışıklık sistemini ve yaralı dokudaki çeşitli hücreleri içerir. Sarcodon aparatı tarafından üretilen ergosterol peroksit, TNF-a sekresyonunu inhibe ederek ve interlökin1 a/p (IL-1a/p) ekspresyonunu C/EBPp, ERK, JNK, MAPK ve NF-kB [147].

Apoptoz, ısı, hipoksi, artan hücre içi kalsiyum konsantrasyonu, besin yoksunluğu, reseptör-ligand bağlanması, radyasyon ve viral enfeksiyon gibi çeşitli streslere yanıt olarak çok hücreli organizmalarda meydana gelebilecek programlanmış hücre ölümü sürecidir. Çeşitli kimyasallar apoptozun teşviki ile ilgilidir ve bu nedenle bitkisel tıpta etkili bileşenler olarak kullanılmıştır. Rheum palmatum'un rizomlarından ekstrakte edilen emodin, büyük olasılıkla IGF-1, TGF/Wnt ve TNFR1 sinyali gibi yollar yoluyla apoptoz indüksiyonu dahil testis toksisitesi gösterdi [146]. Lithospermum erythrorhizon'dan ekstrakte edilen p-Hydroxyisovalerylshikonin, protein-tirozin kinazların bir inhibitörüdür ve TNF ile ilişkili bir protein ve HSP'lerin bir üyesi olan TRAP1'i ve ayrıca ROS üretimini baskılayarak apoptozu indükler [155]. Salvia miltiorrhiza'nın kökünde bulunan Tanshinone IIA, lösemi hücrelerinde peroksizom proliferatörle aktive olan reseptör (PXR)/NF-KB/CCL2-aracılı apoptozu indükler [180]. Meyve, çilek ve üzümden ekstrakte edilen 2,4,3',5'-Tetrametoksistilben, resveratrolün bir türevidir ve tubulin ekspresyonunu, stres tepkisini ve pro-apoptotik genleri artırarak güçlü bir apoptoz indükleyicisidir [178].

Kemoprevensiyon, ilaçlar ve vitaminler gibi bir ilacın hastalık veya enfeksiyonu önlemek amacıyla verilmesini ifade eder ve özellikle kanser kemoprevansiyonu için çeşitli kimyasallar geliştirilmiştir. Diyet bitkilerinden izole edilen mirisetin [158] ve sülforafan [177], sırasıyla Nrf2-aracılı antioksidan yanıtı veya PI3K/Akt sinyal yollarını aktive ederek kansere karşı kemopreventif aktivite gösterir.

Hipoksi, bir hücrenin yeterli oksijen kaynağından yoksun olduğu ve çeşitli biyolojik ve fizyolojik tepkileri uyardığı gösterilen bir durumdur. Paeonia suffruticosa'dan izole edilen Paeonol, NF-kB sinyal yolunu baskılayarak ve amiloid öncü protein (APP) aktivitesini inhibe ederek, hipoksi ile indüklenebilir faktör 1 (HIF-1)-hedef genleri dahil olmak üzere hipoksi ile indüklenebilir genlerin ekspresyonunu indükler [ 162].

Ömrü uzatma, hem maksimum hem de ortalama ömrü uzatmak için yaşlanma süreçlerini yavaşlatmak veya tersine çevirmek ve yaşlanma karşıtı ürünlerin etkileri, beslenme, fiziksel uygunluk, cilt bakımı, hormon replasmanları, vitaminler, takviyeler açısından incelenmiştir. ve otlar incelenmiştir. Sarımsaktan izole edilen dialil trisülfid, uzun ömürlü transkripsiyon faktörü gen derisinin-1 ve onun hedef genlerinin ürünlerini etkinleştirerek nematodların ömrünü uzatır [144].

Kronik (artrit, astım, kanser, diyabet ve viral hastalıklar) ve nörodejeneratif (Parkinson ve Alzheimer hastalıkları) hastalıklar gibi durumlar TCM ile tedavi edilmiştir [1],

bunlardan bazıları DMA tarafından araştırıldı ve sonunda klinik uygulamalara ulaşmak için hayvan testleri ve/veya klinik çalışmalarla keşfedildi. Yukarıda tartışılan hücre fonksiyonlarının dışında, kapsamlı etkileri olan hastalıklar da araştırıldı. Örneğin, antidepresan, antidiyabetik, anti-obezite, nöromodülasyon ve nöroproteksiyon etkileri ve TMC ve/veya kurucu otlar/mantarlar/diyet bitkileri ile ilişkili nörolojik, Parkinson ve Alzheimer hastalıklarının tedavileri DMA vasıtasıyla incelenmiştir (Tablo 1 ) veya bunların ginsenosidler (diyabet için), (-)-hidroksisitrik asit (obezite için), obovat (nöroinflamasyon için) ve salvianolik asit B (nöro-koruma için) gibi etkili bileşenleri DMA aracılığıyla incelenmiştir (Tablo 2 ).

3.3. DNA Mikroarray Testleriyle Bulunan Aktiviteler (Sessiz Östrojenler)

DMA tarafından bulunan aktiviteler genellikle anjiyogenez, ErbB/HER, MAPK, nükleer reseptör ve ubikuitin/proteazom sinyal yolları gibi spesifik yollarda ve/veya apoptoz, otofaji, hücre döngüsü/ DNA hasarı/sitoiskelet oluşumu, hücresel metabolizma, kromatin/epigenez düzenlemesi, gelişme/farklılaşma, immünoloji/iltihap tepkisi, nörolojik hastalıklar ve çeviri kontrolü [183]. Bu hücre sinyal yollarının ve hücre fonksiyonlarının çoğu diğer teknolojiler tarafından tespit edilebilirken, sadece DMA tarafından tespit edilebilen bazı aktiviteler olabilir. Böyle bir aktivite, hücre proliferasyonu üzerinde olumlu etkiler göstermeden östrojenik gen ekspresyon profilleri gösteren sessiz östrojenler olan bir grup östrojendir [13].

Östrojen, meme ve yumurtalık gibi dokulardaki hücrelerin çoğalmasının reseptör aracılı uyarımı dahil olmak üzere çeşitli biyolojik ve fizyolojik faaliyetlerden sorumlu olan bir kadın hormonudur. Brefeldin A [138], meyan özü [150] ve yağ bozunma ürünleri [184] gibi çeşitli kimyasallar ve kimyasal karışımlarının, östrojene benzer gen ekspresyon profilleri gösterdiği bulundu, ancak bunların proliferasyonunu uyarmamışlardır. östrojen reseptörü pozitif meme kanseri MCF-7 hücreleri. Hücre proliferasyonu için sinyal yolu teorik olarak diğer hücre fonksiyonları için olanlardan ayrılabilse de, östrojenik aktivite için incelenen hücrelerin çoğu östrojen reseptörleri içerdiğinden ve kullanılan teknolojiler böyle bir amaca uygun olmadığından bu ayrım mümkün olmamıştır. Otokrin/parakrin/homeostatik ağlar ve hücre sinyallerinin karışması/atlanması gibi daha karmaşık sinyal yollarının/ağlarının son bulguları, hücre proliferasyonunu veya östrojen reseptörleri içeren hücreleri içermesi gerekmeyen yolları içerir [185,186]. Böylece, sessiz östrojenler için bile östrojenik aktivite tespit edilebilir, çünkü DMA çeşitli sinyal yollarını ayırabilir ve kimyasalların benzerliği, gen ekspresyonu ve hücre sinyali seviyelerinde analiz edilebilir.

cistancheDeserticola'nın birçok etkisi var