Astımda Cistanche Deserticola'nın Terapötik Potansiyeli ve Moleküler Mekanizmaları: PI3K-AKT Yolunu ve INOS Aracılı Enflamasyonu Hedeflemek

Astımla İlişkili Hub Genlerinin WGCNA Analizi Yoluyla Tanımlanması

Astımla ilişkili anahtar genleri araştırmak için Gene Expression Omnibus (GEO) veritabanındaki GSE67472 veri setini kullandık. Bu veri seti aşağıdaki örnekleri içerir:62 kişiye astım teşhisi konulduinhale kortikosteroid tedavisi almamış olanlar ve43 sağlıklı bireyden oluşan kontrol grubu.

Diferansiyel olarak eksprese edilen genler (DEG'ler), kullanılarak analiz edildi ve görselleştirildi.yanardağ arazileriVeısı haritaları(Şekil 7A ve 7B). Başından sonuna kadarAğırlıklı Gen Birlikte İfade Ağı Analizi (WGCNA), tanımladık27 gen modülüsağlıklı kontrollerle karşılaştırıldığında astım gelişimiyle önemli ölçüde ilişkilidir (Şekil 7C).

Bunlar arasında,"gök mavisi" modülügösterdien güçlü pozitif korelasyonastımlı
(korelasyon katsayısı:r = 0.62, p = 2e-12, Şekil 7D).
Şekil 7E, özellikle ilgili modüller ile gök mavisi modülü arasındaki ilişkileri gösteren bitişik ısı haritasını göstermektedir.

arasındaki ilişkiyi daha da analiz ettik.modül üyeliği (MM)Vegen önemi (GS)gök mavisi modülündeki astım için (Şekil 7F)güçlü pozitif korelasyon(korelasyon =0.84, p = 1.1e-41), gök mavisi modülü ile astım arasındaki güçlü ilişkiyi vurgulamaktadır.

Astımı İyileştirmek İçin Cistanche Bitki Çayı

 

Cistanche Çayı Almak İçin Whatsapp'tan Bize Ulaşın

 

 

Sonrakifonksiyonel zenginleştirme analizigök mavisi modülündeki genlerin sayısı, bunların astımla ilişkili biyolojik süreçlere ve yolaklara dahil olduklarını doğruladı;IgE bağlanması, astımveIL-17 sinyal yolu(Şekil 7G–J).

 

Şekil 7. WGCNA Kullanılarak Temel Astımla İlgili Genlerin Tanımlanması

A–B.Volkan grafiği ve ısı haritası kullanılarak DEG'lerin görselleştirilmesi.
C.Astımla ilişkili birlikte eksprese edilen genlerin kümeleme dendrogramı.
D.Astımda modül-özellik ilişkileri. Her hücre korelasyon katsayısını ve p değerini gösterir.
E.Modül özgenlerinin bitişiklik ilişkilerini gösteren ısı haritası.
F.Gök mavisi modülünde modül üyeliği ile astım için gen önemi arasındaki korelasyon.
G–J.Gök mavisi modülündeki genlerin fonksiyonel zenginleştirme analizi.

 

 

 

Astımda Cistanche Tedavisinin Terapötik Göstergesi Olarak iNOS

Astımla ilişkili temel genleri araştırmak için birden fazla hastalık veri tabanından 259 gen derledik.Gen Kartları, Terapötik Hedef Veritabanı, DisGeNET, VeOMIM. Bu genleri bizden gelenlerle kesiştirerekgök mavisi modülüVePG hedefli genler, tanımladıkiNOS (indüklenebilir nitrik oksit sentaz)olarakçekirdek gen(Şekil 8A).

RNA-seq verilerinin daha ileri analizi şunu ortaya çıkardı:iNOS ifadesi azaldıCistanche tedavisinin ardından (Şekil 8B). Ayrıca,moleküler yerleştirmePG ile iNOS proteini arasındaki bağlanma afinitesini doğrulamak için yapıldı (Şekil 8C). Özellikle, aşağıdaki gibi amino asit kalıntılarını içeren olumlu etkileşimler gözlemlendi:arginin, glutamat, Vetriptofan. Ölçülen-8,97 kcal/mol bağlanma enerjisiPG ve iNOS arasında güçlü bir bağlanma afinitesi olduğunu gösterdi (Ek Tablo 2).

PG'nin iNOS üzerindeki fonksiyonel etkisini doğrulamak için,in vitro analizleryapıldı (Şekil 8D). Sonuçlar şunu gösterdiPG, HDM'nin neden olduğu iNOS aktivitesini önemli ölçüde zayıflattı, moleküler yerleştirme bulgularını destekliyor.

Daha sonra PG'nin etkisini inceledik.iNOS protein ifadesi. Western blot analiziHDM tedavisinin MLE12 hücrelerinde iNOS ekspresyonunu arttırdığını ve bunun PG tedavisi üzerine azaldığını gösterdi (Şekil 8E). Benzer şekilde,qPCR analiziFare akciğer dokusundan ekstrakte edilen RNA'nın analizi, HDM farelerinde iNOS ekspresyonunda önemli bir artış olduğunu ortaya çıkardı; bu artış, Cistanche tedavisinin ardından azaldı (Şekil 8F).

İmmünofloresan analizleriHDM'ye maruz kalan farelerde yüksek iNOS ekspresyonunu ve Cistanche tedavisinden sonra azalmayı göstererek bu gözlemleri daha da doğruladı (Şekil 8G ve Ek Şekil 3). Buna paralel olarak ifade düzeyini de değerlendirdik.PI3K(Ek Şekil 3). Kontrol grubuyla karşılaştırıldığında, HDM grubu şunları sergiledi:PI3K'nın düzenlenmesi, astım yanıtında rol oynadığını öne sürüyor.

Özellikle,Düşük dozda Cistanche (20 mg/kg)HDM tarafından değiştirilen PI3K ifadesini önemli ölçüde iyileştirmedi. Fakat,daha yüksek Cistanche konsantrasyonları PI3K ifadesini etkili bir şekilde azalttı. PI3K ekspresyonu üzerindeki bu düzenleyici etki, hava yolu aşırı duyarlılığındaki (AHR) iyileşmeler ve astımlı farelerde patolojik değişikliklerin azalmasıyla ilişkilidir;PI3K yolunun modülasyonu yoluyla Cistanche'nin terapötik potansiyeli.

 

Şekil 8. Astımda Cistanche'nin Tedavi Hedefi Olarak iNOS

A.Gen setlerinin kesişmesi yoluyla iNOS'un potansiyel bir hedef olarak tanımlanması.
B.RNA-seq verilerinden iNOS'un TPM değerleri.
C.Moleküler kenetlenme, PG ve iNOS arasındaki etkileşimi doğrular.
D.iNOS aktivitesini gösteren floresans yoğunluğu.
E.Farklı deney gruplarındaki iNOS protein seviyelerinin Western blot analizi.
F.Gruplar arasında iNOS transkript seviyelerinin qPCR analizi.
G.Çeşitli tedavi gruplarında iNOS ekspresyon modellerini gösteren immünofloresan analizi.
Tüm deneysel veriler en az üç bağımsız kopyayı temsil eder ve ortalama ± standart sapma (SD) olarak ifade edilir.

Sonuç, Önemli Noktalar ve Olası Uygulamalar

Cistanche DeserticolaÇeşitli sağlık sorunlarına çözüm bulmadaki etkinliği nedeniyle uzun zamandır takdir edilen, değerli bir geleneksel Çin bitkisidir. Modern bilimsel araştırmalar, antiinflamatuar, antioksidan, yaşlanma karşıtı ve bağışıklık artırıcı etkiler de dahil olmak üzere geniş spektrumlu biyoaktivitelerini ortaya çıkarmıştır (Li ve diğerleri, 2016). Özellikle çalışmalar, diyabet gibi hastalıklarda terapötik potansiyelini araştırmış olup, burada yemek sonrası kan şekeri seviyelerinin düzenlenmesinde ve insülin direncinin iyileştirilmesinde umut vaat etmektedir (Xiong ve diğerleri, 2013). Ek olarak nörolojik bağlamlarda,Cistanchenöroinflamasyonu modüle ederek iskemik felç sonrası kan-beyin bariyeri hasarını hafifletme potansiyeli olduğunu göstermiştir (Liao ve diğerleri, 2023). Onkolojide feniletanoid glikozitlerCistanche tubulosahepatoselüler karsinomda terapötik potansiyele işaret eden antitümör etkileri sergilemiştir (Peng ve diğerleri, 2021).

Her ne kadar solunumla ilgili faydaları araştırılsa daCistancheHenüz başlangıç ​​aşamasında olmasına rağmen ön bulgular potansiyel avantajlarını ortaya koyuyor. Örneğin, biyoaktif bir bileşik olan ekinakozitCistancheoksidatif stresin neden olduğu endotel hücre ölümünün hafifletilmesi ve böylece akciğer hasarı semptomlarının hafifletilmesi konusunda ümit verici olduğu gösterilmiştir (Xie ve diğerleri, 2023).

Astım bağlamında, çalışmamız astım tedavisinin terapötik potansiyelini ve altta yatan mekanizmalarını keşfetmeye yönelik ilk girişimi işaret etmektedir.Cistanche. Ev tozu akarı (HDM) kaynaklı astım fare modeli kullanılarak,Cistancheterapötik bir müdahale olarak uygulandı. Cesaret verici bir şekilde sonuçlarımız, solunum yolu aşırı duyarlılığının (AHR) azalması, inflamatuar hücre infiltrasyonunun azalması ve alerjik astımda pulmoner inflamasyonun ve mukus üretiminin hafifletilmesi de dahil olmak üzere astımı kontrol etmedeki önemli etkilerini göstermektedir.

Sitokinler gibiIL-4VeIL-5astım patogenezinde önemli roller oynarlar (Michael, 2013; Giovanni, 2017; Patrick ve Peter, 2007). IL-4, B hücrelerini IgE antikorları üretmeye teşvik etmek için çok önemlidir; bu da alerjik astımın ayırt edici özelliği ve alevlenme riskinin göstergesi olan IgE seviyelerinin yükselmesine yol açar. Öte yandan IL-5, hava yolu inflamasyonunu ve mukus sekresyonunu şiddetlendiren proinflamatuar aracıları serbest bırakan eozinofillerin büyümesi ve aktivasyonu için gereklidir.

Transkriptomik analizimiz şunu ortaya çıkardı:Cistanchetedavi IL-4, IL-5 ve eozinofillerle ilişkili yolakları bozmuştur; bu bulgu GSVA sonuçlarıyla daha da desteklenmektedir. GSEA ayrıca aşağıdakiler arasındaki ilişkiyi vurguladı:Cistanchetedavisi ve tip 2 immün sitokin yanıtları, astımdaki terapötik öneminin altını çiziyor. Deneysel sonuçlar şunu da gösterdi:Cistancheastımlı farelerde serum IgE, IL-5 ve IL-13 seviyelerini azalttı; bu da astım semptomlarının hafifletilmesindeki etkinliğini doğruladı.

Özellikle, GSEA sonuçlarımız şunu önerdi:CistancheGlukokortikoidle ilişkili biyolojik süreçlere katılır. Uzun süreli kortikosteroid tedavisi sırasında bazı hastalarda gözlemlenen olumsuz etkiler ve sınırlı hassasiyet göz önüne alındığında (Ip ve ark., 2018), bu bulgu alternatif glukokortikoid tedavilerinin araştırılmasına yönelik yollar açmaktadır. Son çalışmalar, içindeki aktif bileşiklerinCistanche, örneğinakteozit, glukokortikoid kaynaklı osteoporoz üzerinde önemli etkiler gösterir (Li ve diğerleri, 2023), ayrıcaCistancheastım için alternatif veya yardımcı tedavi olarak.

PI3K-AKT sinyal yoluAstım patofizyolojisinde önemli rol oynar. Son çalışmalar göstermiştir kimiR-200aPI3K-AKT-FOXC1 ekseni yoluyla astım gelişimini destekler (Lin ve ark., 2014). Bu yol aynı zamanda düzenlersiklin D1Hava yolu düz kaslarının yeniden şekillenmesinde kritik olan (Feng ve diğerleri, 2014) ve astımla ilişkili moleküllerin ekspresyonunu modüle eder.IL-7, TNF-, VeIgE(Winer ve diğerleri, 2022; Jing ve diğerleri, 2019; Dera ve diğerleri, 2020).

Çalışmamızda en önemli biyoaktif bileşikCistancheLC-HRMS aracılığıyla şu şekilde tanımlandı:pinoresinol 4-O- -D-glukopiranosit (PG), moleküler formülleC₂₆H₃₂O₁₁. PG, antiinflamatuar, antioksidan ve immünosüpresif özellikleriyle bilinen (Osmakov ve diğerleri, 2022) bitki kaynaklı bileşikler olan lignanlara aittir ve astım tedavisi için umut verici bir aday olarak ortaya çıkmıştır. PG için hedef zenginleştirme analizi, PI3K-AKT yolu ile güçlü ilişkiler gösterdi; bu da terapötik etkilerinin bu mekanizma aracılığıyla sağlanabileceğini öne sürüyor.

Nitrik oksit (NO)Gaz halindeki bir serbest radikal (N=O) olan , insanın solunum ve kardiyovasküler sistemlerinde bol miktarda bulunur (Antosova ve diğerleri, 2017). Astımda NO, sıklıkla ölçülen bir inflamatuar biyobelirteç görevi görür.fraksiyonel ekshale nitrik oksit (FeNO)hastalığın ciddiyetini değerlendirmek ve steroid tedavisini yönlendirmek için (Smith ve diğerleri, 2005; Chiara ve diğerleri, 2012). Astım modelimizde IL-13 aracılı tip 2 hava yolu inflamasyonuyla yakından bağlantılı yüksek FeNO seviyeleri de gözlemlendi. NO öncelikle sentezlenirnitrik oksit sentezleri (NOS)özellikle indüklenebilir izoformiNOS (NOS2)proinflamatuar koşullar altında yukarı doğru düzenlenir (Anavi ve Tirosh, 2020). iNOS'un aşırı ekspresyonu, NO üretiminin artmasına yol açarak mukus salgılanmasını ve eozinofil alımını teşvik ederek astım semptomlarını şiddetlendirmektedir (Meurs ve diğerleri, 2003). iNOS inhibitörlerinin astım hastalarında FeNO seviyelerini yönetmede potansiyel olduğu gösterilmiştir (Islam ve diğerleri, 2010; Hansel ve diğerleri, 2003).

Astımla ilişkili genlerin, WGCNA modüllerinin ve PG hedefli genlerin entegre analizi yoluyla şunları belirledik:iNOSçekirdek gen olarakCistancheTedavi, astım modeli farelerde iNOS protein seviyelerini azalttı; bu da inflamasyonla ilişkili NO üretiminin baskılandığını düşündürüyor. Moleküler yerleştirme, PG ve iNOS arasındaki güçlü bağlanma afinitesini doğruladı ve PG tedavisi, hem NOS aktivitesini hem de iNOS protein seviyelerini düşürdü.

Mevcut araştırmalar ayrıca PI3K-AKT yolunun diğer fizyolojik sistemlerde iNOS ekspresyonunu düzenlediğini göstermektedir (Zafirovic ve diğerleri, 2019; Lu ve diğerleri, 2022). Fare modelimizde,Cistanchetedavi akciğer epitel hücrelerinde PI3K ekspresyonunu azalttı. Astımdaki rolü daha fazla araştırma gerektirirken, bulgularımız PI3K-AKT yolu ile iNOS arasında yeni bir düzenleyici bağlantı olduğunu göstermektedir.Cistanchetedavi. Bu yolları doğrulamak için ek mekanik çalışmalara ihtiyaç vardır.

 

Şematik Özet: Astım Tedavisinde Cistanche Mekanizmaları

HDM'ye maruz kalma, artan reaktivite ve inflamatuar hücre infiltrasyonu ile karakterize edilen bir dizi hava yolu patolojik değişikliğini başlatır.CistancheGeleneksel bir bitkisel ilaç olan bu, HDM'nin neden olduğu bu etkileri ikili mekanizmalarla ortadan kaldırma yeteneğini göstermektedir:

PI3K yolunun modülasyonuhücresel tepkileri etkilemek ve astımla ilişkili inflamasyonu azaltmak;

iNOS'un doğrudan hedeflenmesibiyoaktif bileşeni PG tarafından inos ekspresyonunun ve aktivitesinin baskılanmasıyla sonuçlanır. iNOS'un PG aracılı aşağı regülasyonu, temel astım semptomlarını hafifletmek için potansiyel bir moleküler müdahale sunar.

 

Alıntı

Liu, J., Gao, J., Xiong, A., Li, G., Zhong, K., Bai, L., Li, X., Ran, Q., Xiong, Y. ve He, X. (2025).Astım tedavisinde Cistanche'nin terapötik potansiyelinin ve moleküler mekanizmalarının araştırılması. Fitoterapi: Uluslararası Fitoterapi ve Fitofarmakoloji Dergisi, 136, 156265.