1 DALIS DNR mikrogardelių atranka ir tradicinės kinų medicinos apibūdinimas

Ryoichi Kiyama

Biomedicininių tyrimų institutas, Nacionalinis pažangių pramonės mokslų ir technologijų institutas (AIST), 1-1-1 Higashi, Tsukuba 305-8566, Ibaraki, Japonija; kiyama.r@aist.go.jp; Tel.: plius 81-29-861-6189

Akademinis redaktorius: Christophe A. Marquette

Gauta: 2016 m. gruodžio 16 d.; Priimta: 2017 m. sausio 23 d.; Paskelbta: 2017 m. sausio 30 d

Anotacija: DNR mikrogardelių tyrimo (DMA) taikymas įžengė į naują erą dėl naujausių omikos technologijų naujovių. Šioje apžvalgoje apibendrinami naujausi DMA pagrįsto genų ekspresijos profiliavimo pritaikymai, daugiausia dėmesio skiriant atrankai ir apibūdinimuitradicinė kinų medicina. Pirma, žolelės, grybai ir dietiniai augalai, kuriuos analizavo DMA, kartu su jų veiksmingais komponentais ir jų biologiniu/fiziologiniu poveikiu yra apibendrinami ir aptariami išnagrinėjant išsamų jų sąrašą ir tipiškų veiksmingų cheminių medžiagų sąrašą. Antra, veikimo mechanizmaitradicinė kinų medicinaapibendrinami ištyrus už veiksmą atsakingus genus ir kelius, veiksme dalyvaujančias ląstelių funkcijas ir DMA (tyliųjų estrogenų) randamą veiklą. Trečia, DMA taikymas tradiciniamskinų medicinayra aptariami nagrinėjant pateiktus pavyzdžius ir naujus protokolus, skirtus jo naudojimui kokybės kontrolėje. Tikimasi tolesnių naujovių signalizacijos keliu pagrįsto teigiamo poveikio įvertinimo ir galimos tradicinės kinų medicinos rizikos įvertinimo, kaip ir kitose glaudžiai susijusiose srityse, pavyzdžiui, terapijos, aplinkosaugos, mitybos ir farmakologijos srityse.

Raktiniai žodžiai:DNR mikromasyvas;tradicinė kinų medicina; signalizacijos kelias; estrogeno; maisto chemikalai

Norėdami gauti daugiau informacijos, kreipkitės:Joanna.jia@wecistanche.com

Cistanchedeserticola turi daug efektų, spustelėkite čia, kad sužinotumėte daugiau

1. Įvadas

Vaistažolės yra svarbi tradicinės medicinos praktikos daliskinų medicina(TCM) ir susideda iš įvairių augalų rūšių [1,2]. Nors efektyvumasžolinis vaistaskartais buvo laikomas abejotinu [3,4], tai iš dalies gali būti dėl to, kad sunku kontroliuoti žolelių kokybę ir jų veiksmingų komponentų kiekį. Taigi jų veiksmingumui patvirtinti ir veiksmingiems komponentams nustatyti buvo naudojami įvairūs metodai [5]. Šiuolaikinės technologijos, tokios kaip didelio efektyvumo skysčių chromatografija (HPLC) ir kiekybinė atvirkštinės transkripcijos polimerazės grandininė reakcija (qRT-PCR), buvo nuolat kuriamos ir naudojamos, siekiant pakeisti įprastas technologijas, skirtas visapusiškai ir ekonomiškai efektyviam vaistažolių vaistų kokybės kontrolei. 6]. Nors pastaroji pažanga įgyvendinant žmogaus ir kitus genomo projektus bei įvairių omikos technologijų, pvz., genomikos ir transkriptomikos, kūrimas prisidėjo prie veiksmingų komponentų identifikavimo ir panaudojimo bei vaistinių augalų kokybės kontrolės / autentifikavimo [7-11 ], vis dar ieškome geriausios strategijos maksimaliam panaudojimuižolinis vaistas. Šioje apžvalgoje dėmesys sutelkiamas į DNR mikrogardelių pagrindu pagrįstą genų ekspresijos profiliavimą, pagrindinę transkriptomikos technologiją, ir parodo, kaip mokslininkai naudojo šią technologiją tirdami ir apibūdindami TCM. Visų pirma, kryžminis duomenų apie TCM ir juos sudarančių žolelių, grybų ir dietinių augalų tyrimas tapo gana svarbus siekiant įvertinti sukauptas žinias ir įvertinti TCM bei veiksmingų jo taikymo pranašumus ir trūkumus.

TCM apima tokias praktikas kaip akupunktūra, moksibuzija,Kinų vaistažolių medicina, tui na, dietinė terapija, tai chi ir qi gong, kurios šaknys yra senovės daoizmo filosofijoje ir yra daugiau Microarrays 2017, 6,4; doi: 10.3390/microarrays6010004 nei 2500 metų [12]. Originalus TCM buvo toliau plėtojamas ir modifikuotas, kad jis būtų pritaikytas įvairių tautybių ir genetinės kilmės žmonėms (dėl įvairių sveikatos problemų, mitybos ir mitybos papročių/praktikos, mąstymo būdų ir įsitikinimų apie mediciną), remiantis skirtumais. vaistažolių rūšyse ir jų sudedamosiose dalyse tokiose šalyse kaip Japonija ir Korėja, kur buvo sukurta atitinkamai Kampo ir tradicinė korėjiečių medicina (TKM). Todėl vaistažolių medicina apima daugybę augalų rūšių ir jų apdorojimo būdų. Be to,žolinis vaistasdažnai naudojamas su kitomis sudedamosiomis dalimis, pavyzdžiui, grybais ir dietiniais augalais, todėl čia taip pat aptariami jų ekstraktai ir veiksmingos cheminės medžiagos.

DNR mikromatricos yra biotechnologinių prietaisų tipas, naudojamas genominės DNR ir mRNR pakitimams aptikti ir genams bei jų raiškai, susijusioms su įvairiomis funkcijomis, stebėti; taigi, jie buvo plačiai naudojami atliekant fundamentinius tyrimus ir pramoninius tyrimus / plėtrą (apžvelgė Kiyama ir Zhu [13]). DNR mikrogardelių tyrimas (DMA) buvo naudojamas naudingoms medžiagoms tarp cheminių medžiagų mišinių ir gamtos išteklių, įskaitant augalus, ekstraktų atrankai ir apibūdinimui. DMA turi privalumų ir trūkumų, palyginti su kitomis technologijomis. Jis buvo naudojamas kaip diagnostinis prietaisas, pvz., nustatant vaistus metabolizuojančių genų genotipą ir numatant metastazavusią krūties vėžio riziką, kuri yra susijusi su jo unikalia savybe – pakankamai sudėtinga, kad būtų galima atskirti diagnozei reikalingas variacijas ir būtiną patikimumą. tiksliai numatyti genotipus / genų ekspresijos profilius.

Akteozidasincistancheturi gerą poveikįinkstas

2. Vaistažolės, veiksmingos cheminės medžiagos ir jų poveikis

2.1. Žolelės, grybai ir dietiniai augalai, analizuojami DNR mikrogardelių tyrimais

Daugybė žolelių, grybų ir dietinių augalų, įskaitant tuos, kurie naudojami kaip TCM Kinijoje, Korėjoje (TKM) ir Japonijoje (Kampo), buvo išanalizuoti naudojant DMA (1 lentelė).

Žolelių ekstraktai buvo analizuoti naudojant DMA, įskaitant: alkano šaknų, amerikinio ženšenio, spygliuotojo kaukolės kepurės, paplūdimio vitekso, beto šaknų, juodųjų šeivamedžių, vėžinių krūmų, kininių figų ekstraktus. , boneset, dong Quai, lauko asiūklis, didžioji ugniažolė, kava, leigongteng, moutan, mamytė, orchidėja, rožinė lapacho, purpurinė spygliuočių gėlė, salai, jonažolė, ciberžolė ir laukinis jamas. Tuo tarpu šaknų, šaknų ar šakniastiebių ekstraktai buvo gaminami iš kininio aukso siūlų, kininio bijūno,cistanche, danshen, aukso siūlai, Huang-qi, kudzu ir sheng-di-Huang; sėklų ekstraktai buvo iš lotoso, arba ekstraktai, praturtinti eteriniu aliejumi, buvo iš levožolės ir ciberžolės.

Grybų ekstraktai taip pat buvo tiriami ištraukus visą arba vaisiakūnį, pavyzdžiui, iš buna-shimeji, vikšrinio grybo, paprastojo grybo, himematsutake, hiratake, lingzhi, gumbuoto skliausto, maitake ir kalakuto uodegos; ištraukus grybieną, pvz., iš vikšrinio grybo, himematsutake, lingzhi, gumbuoto skliausto, maitake, šitake ir kalakuto uodegos; arba po polisacharidų ekstrahavimo iš lingzhi arba triterpenų iš hiratake, hoelen ir lingzhi.

Ekstraktai buvo pagaminti iš TCM mišinių, tokių kaip: Danggui Buxue Tang, Guanxin Nr. 2 nuoviras, Huang-Lian-Jie-Du nuoviras, ISF-1, Kangxianling, PC-SPES, Pulsatillae nuoviras, Qingfei Xiaoyan Wan, Qinggan Huoxuefang, S/B priemonė, Si-Wu-Tang, VI-28, Xiaoqinglong nuoviras, Xuefu Zhuyu nuoviras ir Zeng Sheng Ping (TCM); Chunggan, SH21B ir Youkongdan (TKM); arba Boiogito, Bofutsushosan, Orengedokuto, Hochu-ekki-to, Inchin-ko-to, Juzen-taiho-to, Kososan, Saireito, Toki-shakuyaku-san ir Toki-to (Kampo).

Ekstraktai buvo gaminami iš kitų dietinių augalų (įskaitant daržoves, vaisius ir javus), pavyzdžiui, mėlynių, karčiųjų moliūgų, grikių, ceratonų, kininio raudonmedžio, Chungkookjang (fermentuotos sojos pupelės), imbiero, gromwell, kothala himbutu, Marie Menard obuolio ir peletrūno. , arba įprastesnės maistinės medžiagos, pvz., obuoliai, juodosios avietės, mėlynės, brokoliai, citrusiniai vaisiai, gvazdikėliai, česnakai, ginkmedis, vynuogės, greipfrutai, žalioji arbata, kiviai, ličiai, nektarinai, aliejinės palmės, alyvuogės, persikai, persimonai, pistacijos, sojos pupelės ir saldieji kukurūzai.

2.2. Veiksmingos cheminės medžiagos, apibūdinamos DNR mikrogardelių tyrimais

Apibūdinus žolelių, grybų ar dietinių augalų ekstraktus, veiksmingos cheminės medžiagos buvo praturtintos arba kai kuriais atvejais išgrynintos. Tada juos išanalizavo DMA, kad nustatytų dominančias funkcijas arba susijusius signalizacijos kelius (2 lentelė).

Tyrimų santrumpos yra bandymas su gyvūnais (A), ląstelių proliferacijos tyrimas (C), baltymų tyrimas (pvz., Western blot ir imunologinis tyrimas) (P), reporterio geno tyrimas (R) ir transkripcijos tyrimas (pvz., RT-PGR ir DNR mikrogardelių tyrimas) (T). ARE: antioksidacinis atsako elementas; ERK: ekstraląstelinio signalo reguliuojama kinazė; HSP70: 70 kilodaltonų šilumos šoko baltymas; IGF-1R: į insuliną panašus augimo faktoriaus 1 receptorius; NF-kB: branduolinis faktorius K – aktyvuotų B ląstelių lengvosios grandinės stipriklis; PGG: 1,2,3,4,6-penta-O-galloil-pD-gliukozė; PI3K: fosfatidilinozitolio{24}}kinazė; PPAR: peroksisomų proliferatoriaus aktyvuotas receptorius; PUFA: polinesočiosios riebalų rūgštys; ROCK: su Rho susijusi baltymų kinazė; ROS: reaktyviosios deguonies rūšys; TCM: tradicinė kinų medicina; TNFR1: naviko nekrozės faktoriaus receptorius 1

Grynos cheminės medžiagos, kurias analizuoja DMA, yra šios: akteinas (triterpeno glikozidas), akuleatinas (kumarinas), baikalinas (flavono glikozidas), berberinas (izochinolino alkaloidas), biochaninas A, bosvelo rūgštis (triterpenas), brefeldinas A (a). laktono antibiotikas), celastrolis (chinino metidas triterpenas), chelidoninas (tretinis alkaloidas), kurkuminas (diarilheptanoidas), deoksicholio rūgštis (steroidinė rūgštis), 3,3Z-diindolilmetanas (indolo-3-karbinolio darinys), emodinas (antrachinono darinys), ergosterolio peroksidas (steroidų darinys), genisteinas (izoflavonas), ginsenozidai Fl/Rbl/Re/Rgl/Rg3/Rhl (steroidiniai glikozidai/triterpeno saponinai), glicirizinas (pentaciklinis triterpenoidas), grifolinas farnezilfenolis/seskviterpenoidas), (-)-hidroksicitrinų rūgštis (citrinų rūgšties darinys), p-hidroksiizovalerilšikoninas (naftochinono darinys), jazminoidinas (genipozidas), ligustrazinas (tetrapirazinas), likopenas (karotinas), miricetinas flavonolis), obovatolis (bifenolis), paeoniflorinas (monoterpenas). e glikozidas), paeonolis (acetofenono darinys), 1,2,3,4, 6-penta-O-galloil-pD-gliukozė (PGG), plumbaginas (naftochinono darinys), polisacharidas-K (Krestinas) (su baltymais sujungtas polisacharidas), kvercetinas (flavonolis), resveratrolis (stilbenoidas), šafranas (karotenoidas), salvianolo rūgštis B (tanšinolis / kavos rūgštis), sezaminas / episezaminas / sezamolinas (lignanai), sialil trisulfidas organinis sieros junginys), sparstoloninas B (ksantonas / izokumarinas), sulforafanas (izotiocianatas), tanshinonas IIA (fenantreno chinono darinys), 2,4,3',5'-tetrametoksistilbenas (fenilpropanoidas) ir triptolidas (diterpenoidas). epoksidas).

Kita vertus, DMA analizuojami cheminių medžiagų mišiniai yra vynuogių antioksidacinės maistinės skaidulos (stambusis / maistinis pluoštas), aliejinių palmių fenoliai, fitosterolių mišiniai (steroidinių junginių mišiniai), augalų fosfolipidų / lipidų konjugatai, polisacharidai ir polinesočiosios riebalų rūgštys (PUFA). ).

2.3. Biologinis / fiziologinis poveikis, nustatytas DNR mikrogardelių tyrimais

Biologinis / fiziologinis poveikis ir medicininis veiksmingumas buvo ištirtas DMA. Tam buvo naudojamos įvairios tyrimų sistemos (1 lentelė), pvz., su skirtingomis rūšimis (žmonėmis; gyvūnais, pvz., vištiena, šunimi, jūrų kiaulyte, pele ir žiurkėmis; arba mikrobais, tokiais kaip mielės ir bakterijos). , audiniai (smegenys, žarnynas, inkstai, kepenys, plaučiai, raumenys, periferinis kraujas arba blužnis) ir ląstelės (adenokarcinomos ląstelės, alveolių epitelio ląstelės, krūties karcinomos ląstelės, gaubtinės žarnos karcinomos ląstelės, gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžio ląstelės, dendritinės ląstelės, odos fibroblastai, endotelio ląstelės ląstelės, dantenų fibroblastai, galvos ir kaklo plokščiųjų ląstelių karcinomos (HNSCC) ląstelės, hepatomos ląstelės, žmogaus bambos venų endotelio ląstelės (HUVEC), keratinocitai, lęšio naviko ląstelės, leukemijos ląstelės, makrofagai, neuroglijos ląstelės, burnos plokščiųjų ląstelių karcinomos ląstelės, osteosarkomos ląstelės , kasos vėžio ląstelės, periferinio kraujo mononuklearinės ląstelės (PBMC), preadipoctyes, prostatos vėžio ląstelės, žiurkės žarnyno mikrovaskulinės endotelio ląstelės (RIMEC), tinklainės ląstelės arba odos fibroblastai; tyrimai, tiriantys būsenas in vitro (naudojant kultivuotas normalias arba vėžines ląsteles arba mielių ar bakterijų ląsteles, tokias kaip A549, BxPc-3, Caco-2, colo 205, DU145, ECV304, H9c2, HaCaT, 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 ir YPK{{33} }/4 ląstelės) arba in vivo (naudojant gyvūnų arba sveikų ar sergančių asmenų audinius ar ląsteles); ir DNR mikrogardelių platformos ir tyrimo protokolai, pvz., ABioscience, Affymetrix, Agilent Technologies, Applied Biosystems, Clontech, GE Healthcare, Illumina, Mitsubishi Rayon, SuperArray ir Takara, arba pritaikyti (žr. 3 skyrių).

Analizuojamas toks biologinis / fiziologinis poveikis: tiriamos funkcijos / poveikis yra angiogenezės moduliavimas, antiadipogenezė, antiaterosklerozė / anti-arteriosklerozė, antibiotinis poveikis, antikancerogenezė / antimetastazė, antidepresinis poveikis, antidiabetinis / antidiabetinis poveikis. - Nutukimo poveikis, antiendotoksinų poveikis, antifibrozinis poveikis, priešuždegiminis / antiremodeliavimas, antimitozinis poveikis, apoptozė, širdies apsauga, ląstelių proliferacija / diferenciacija, chemoprevencija, citotoksiškumas, DNR pažeidimo prevencija, hepatotoksiškumas, imuninis atsakas, uždegiminis poveikis atsakas, leukocitų funkcija, neuromoduliacija/neuroprotekcija, odos senėjimo prevencija, atsakas į stresą ir žaizdų gijimas. Tyrimai atskleidė su receptoriais susijusį signalizavimą, pvz., arilo angliavandenilio receptorių (AhR), insulino receptorių, peroksisomų proliferatoriaus aktyvuotą receptorių (PPAR) ir į Toll panašų receptorių (TLR) arba su hormonu / augimo faktoriumi susijusią signalizaciją. pvz., estrogenų signalizacija, IFa/IFp signalizacija,

į insuliną panašaus augimo faktoriaus 1 (IGF-1) signalizacija ir naviko nekrozės faktoriaus-a (TNF-a) / naviko augimo faktoriaus |31 (TGF-p1) signalizacija arba su signalo tarpininku susiję signalai, pvz. kaspazė-3, tarpląstelinio signalo reguliuojama kinazė (ERK), mitogeno aktyvuota baltymų kinazė (MAPK), aktyvuotų B ląstelių (NF-kB) branduolinio faktoriaus K lengvosios grandinės stipriklis, p53 ir Wnt arba ligos/sutrikimai, tokie kaip Alzheimerio liga, kraujotakos sutrikimai, ginekologinės ligos, lipidų apykaitos sutrikimai, obstrukcinė plaučių liga ir Parkinsono liga.

Tuo tarpu grynų cheminių medžiagų analizės metu nustatytos funkcijos/poveikis (apibendrinti 2 lentelėje) yra šie: antikancerogenezė (aktinas, berberinas, biochaninas A, celastrolis, chelidoninas, genisteinas, ginsenozidas Rg3, vynuogių antioksidantas maistinės skaidulos, grifolinas, likopenas, paeoniflorinas, PGG, augalų fosfolipidų/lipidų konjugatas, plumbaginas, polisacharidas-K (krestinas), polisacharidai, PUFA, kvercetinas ir salvianolo rūgštis B); nuo aterosklerozės (brefeldino A ir fitosterolio mišinys); priešuždegiminiai vaistai (ergosterolio peroksidas, glicirizinas ir fenolis/paeoniflorinas/albiflorinas); imuninis atsakas (celastrolis, obovatas ir triptolidas);

antidiabetinis/nutukimo atsakas ((—)-hidroksicitrinos rūgštis ir ginsenozidas Re); priešinfekcinis (berberinas); apoptozė (kurkuminas, emodinas, p-hidroksiizovalerilo šikoninas, tanšinonas IIA ir 2,4,3Z,5Z-tetra metoksistilbenas); antioksidacinis atsakas (kurkuminas); adipogenezė/angiogenezė (akuleatas ir sparstoloninas B); širdies, nervų ar kraujagyslių apsauga (ligustrazinas, aliejinių palmių fenoliai, resveratrolis ir šafranas); ląstelių proliferacija (PUFA); chemoprevencija (bosvelo rūgštis, miricetinas ir sulforafanas); estrogenų signalizacija (3,3'-diindolilmetanas, ginsenozidai F1/Rb1/Rg1/Rh1 ir glicirizinas); išeminis insultas (baicalinas/deoksicholio rūgštis/jazminoidinas); hipoksija (fenolis); gyvenimo trukmės pailginimas (kurkuminas ir dialilo trisulfidas); lipidų apykaita (sezaminas/episezaminas/sezamolinas); ir Rho/ROCK (su Rho susijusios proteinkinazės) signalizacija (tanšinono IIA).

inkstų pažeidimas ir liga sucistanche

3. Tradicinės kinų medicinos veikimo mechanizmai

DNR mikromatricas genų ekspresijos analizei galima suskirstyti į du tipus – globalias ir fokusuotas DNR mikromatricas, atsižvelgiant į jų taikymą [13,182]. Pasaulinėse DNR mikrogardelėse yra nuo tūkstančių iki šimtų tūkstančių zondų, reprezentuojančių dalį arba visą cDNR, išreikštos sekos žymės (EST) ir įvairių tipų ekspresijos žymenys, pavyzdžiui, tie, kurie skirti įvertinti mRNR kopijų skaičių ląstelėse. Tuo tarpu fokusuotose DNR mikrogardelėse yra nuo kelių dešimčių iki tūkstančių zondų, sukurtų konkretiems tikslams, pavyzdžiui, audinių/ląstelių tipo specifiškumo, funkcinio specifiškumo ir ekspresijos profiliavimo tyrimui. Fokusuotos DNR mikrogardelės kartais labiau tinka tiriant veikimo mechanizmus, kai poveikis žinomas, pavyzdžiui, lyginamajam cheminių medžiagų rizikos įvertinimui ir vėžio metastazavimo rizikos prognozavimui.

Genai, naudojami individualizuotose arba tikslinėse DNR mikromatricose atliekant pagrindinius tyrimus ir kuriant TCM pritaikymą, yra šie: žmogaus apoptozės genų rinkiniai [38], 96 su vėžiu susiję genai [24], 225 genai, susiję su chemotaksi/antigenų apdorojimu/ Ląstelių signalizacija / apoptozė / su imunitetu susijusios funkcijos [28], su pelių imunologija susiję genai [31] ir 100 genų, susijusių su širdies ligomis, apoptoze, ląstelių ciklu / proliferacija, citokinais / uždegimu ir antioksidacija [43]. žolelių; genai, susiję su augimo faktoriais/receptoriais, tarpląstelinės matricos komponentais, proteazėmis/inhibitoriais ir onkogenais/navikų slopintuvais [65], su ląstelių ciklu susijusiais genais [62,63], 172 į estrogenus reaguojančiais genais [53] ir žmogaus kasos adenokarcinoma genai [64], skirti grybams tirti; 3000 iš prostatos gautų genų [78] ir 1536 smegenų genų [72] rinkiniai, skirti TCM/TKM/Kampo tyrimui; 172 į estrogenus reaguojančių žmogaus genų rinkiniai [127], su žmogaus vaistų apykaita susijusių genų [116], 209 uždegimui / imuninei sistemai jautrūs genai [109], 2304 genai, išreikšti Caco-2 ląstelėse [115], 204 genai, susiję į imuninį atsaką [121] ir su žmogaus apoptoze susijusius genus [130], tiriant maistinius augalus.

3.1. Genai ir keliai, atsakingi už veiksmą

DMA analizuoti signalizacijos keliai yra tokie (žr. Kiyama ir Zhu [13]; Kiyama ir kt. [183]): MAPK (pvz., su G baltymu susietas receptorius (GPCR)/MAPK, MAPK/c-Jun N-terminalas). kinazės (JNK) ir NF-kB/MAPK/ERK) ir kitų (tokių kaip angiogenezė, ErbB/žmogaus epidermio augimo faktoriaus receptorius (HER), branduolio receptorius ir ubikvitinas/proteasoma) signalizacijos keliai arba apoptozės keliai (pvz. mirties receptoriams, infekciniam atsakui ir p53-priklausomai apoptozei), autofagijos keliams (pvz., fosfatidilinozitolio-3-kinazės (PI3K)/Akt/mTOR signalizacijos ir bado streso atsakui), ląstelių ciklas/DNR pažeidimo keliai (pvz., G1/S kontrolinis taškas ir G2/M DNR pažeidimo kontrolinio taško signalizacijos keliai), ląstelių metabolizmo keliai (pvz., AMP aktyvuota proteinkinazė (AMPK) ir insulino receptorių signalizacijos keliai), chromatino/epigenetinio reguliavimo keliai (pvz. DNR metilinimui, heterochromatinui ir histono modifikavimui), citoskeleto reguliavimui ir adhezijos keliams (pvz., tho susiję su aktinu, adherenų jungtimi ir mikrotubulų dinamika), vystymosi ir diferenciacijos keliais (pvz., ežiuko, Notch, TGF-p ir Wnt/p-katenino signalizacijos keliais), imunologijos ir uždegimo keliais (pvz., B ląstelių receptorių signalizacija, citokinų receptorių signalizacija, uždegiminis atsakas, reumatoidinis artritas, T-ląstelių aktyvacija ir TLR sukeltas imuninis atsakas), neurologijos keliai (pvz., su Alzheimerio ir Parkinsono liga susiję signalizacijos keliai) ir transliacijos kontrolės keliai (pvz., eIF2). , eIF4/P70S6K ir mTOR signalizacijos keliai).

Kadangi už TCM veikimą atsakingi genai ir keliai yra susiję su įvairiomis ląstelių funkcijomis, beveik neįmanoma suprasti veikimo mechanizmų vien ištyrus cheminių medžiagų mišinį. Yra atvejų, kai buvo analizuojamos veiksmingos cheminės medžiagos (pvz., parodytos 2 lentelėje), siekiant suprasti specifinius mechanizmus, tokius kaip Bax signalizacija / apoptozė (2,4,3',5'-tetrametoksistilbenas), ERK signalizacija / anti- aterosklerozė (brefeldinas A), ERK signalizacija / antikancerogenezė (grifolinas), estrogenų signalizacija (ginzenozidai F1/Rb1/Rg1/Rh1 ir glicirizinas), estrogenų signalizacija / kancerogenezė (3,3'-diindolilmetanas), HSP70 (70 kilodaltonų šilumos). šoko baltymas) signalizacija / antikancerogenezė (paeoniflorinas), NF-kB signalizacija / antikancerogenezė (kvercetinas), NF-kB signalizacija / priešuždegiminis (ergosterolio peroksidas), NF-kB signalizavimas / apoptozė (tanšinonas IIA), NF- kB signalizacija/hipoksija (paeonolis), Nrf2-antioksidacinio atsako elemento (ARE) signalizacija/chemoprevencija (miricetinas), PI3K-Akt signalizacija/chemoprevencija (sulforafanas), PPAR-y signalizacija/adipogenezė (akuleatinas), reaktyviosios deguonies rūšys (ROS) signalizacija / apoptozė (p-hidroksiizovalerilšikoninas), Rho / ROCK signalizacija / ląstelių migracija (tanšinonas e IIA), skn-1 signalizacijos / gyvenimo trukmės pratęsimas (dialilo trisulfidas) ir naviko nekrozės faktoriaus receptorius 1 (TNFR1)-IGF-1R signalizacija / apoptozė (emodinas). Šie signalizacijos keliai apibendrinti 1 paveiksle.

3.2. Veiksme dalyvaujančios ląstelės funkcijos

Pagrindinės ląstelių funkcijos, kurias DMA analizavo dėl TCM, apima adipogenezę, antiaterosklerozę, antikancerogenezę, priešuždegiminį poveikį, apoptozę, kancerogenezę, chemoprevenciją, hipoksiją ir gyvenimo trukmės pailgėjimą (2 lentelė; 1 pav.).

Adipogenezė yra ląstelių diferenciacijos procesas, kurio metu preadipocitai paverčiami diferencijuotomis adipocitų ląstelėmis ir apima tokias savybes kaip morfologiniai pokyčiai, augimo sustojimas, lipogeninė genų ekspresija ir hormonų bei augimo faktorių (tokių kaip leptinas ir TNF-a) gamyba. Nustatyta, kad tarp Toddalia Asiatica ekstrakte esančių komponentų akuleatas skatina pelių 3T3-L1 preadipocitų diferenciaciją į adipocitus [132]. DMA atskleidė PPAR-y tikslinių genų dalyvavimą aktyvinimo procese akuleatinu, kuris nėra PPAR-y ligandas, o tai rodo, kad yra papildomų signalizacijos mechanizmų.

Aterosklerozė – tai lėtinė uždegiminė baltųjų kraujo kūnelių reakcija arterinėse kraujagyslėse, kurią skatina mažo tankio lipoproteinai (MTL), cholesterolio ir trigliceridų nešėjai, todėl susidaro aterosklerozinės plokštelės, kuriose gausu makrofagų ir putplasčio ląstelių. . Estrogeninis aktyvumas buvo nustatytas naudojant DMA pagrįstą genų ekspresijos profiliavimą Agaricus blazei ekstrakte, kuris buvo priskirtas brefeldinui A [138]. Ekstraktas neturi nuo estrogenų receptorių priklausomo ląstelių proliferacijos aktyvumo, o rodo estrogenų signalizacijos aktyvavimą (pvz., ERK, Akt ir P70S6K aktyvavimą) ir teigiamą poveikį pacientams, kuriems yra didelis oksiduotų MTL kiekis (žr. 3.3 skyrių).

1 pav. Su tradicine kinų medicina susijusių cheminių medžiagų veiksmų ir jų mechanizmų santrauka. Citozolyje esančių cheminių medžiagų, iš pradžių identifikuotų arba išskirtų iš vaistinių žolelių, grybų ir dietinių augalų (akuleatino, brefeldin A, ergosterolio peroksido, grifolino, p-hidroksiizovalerilo šikonino, paeonolio, kvercetino ir tanšinono IIA), veikimo mechanizmai. (mėlyna sritis) arba branduolys (geltona sritis) yra apibendrinami. APP: amiloido pirmtako baltymas; CCL2: chemokino (CC motyvas) ligandas 2; ERK: tarpląstelinio signalo reguliuojama kinazė; p-ŽIV S: p-hidroksiizovalerilo šikoninas; MAPK: mitogeno aktyvuota proteinkinazė; PPAR-丫: peroksisomų proliferatoriaus aktyvuotas receptorius y; PXR: pregnano X receptorius; Rb: retinoblastomos baltymas; TNFR: naviko nekrozės faktoriaus receptorius; ir TRAP1: su naviko nekrozės faktoriaus receptoriais susijęs baltymas 1.

Kancerogenezė, kitaip vadinama onkogeneze arba navikogeneze, yra procesas, kurio metu normalios ląstelės paverčiamos vėžinėmis ląstelėmis, kurioms būdingas nekontroliuojamas ląstelių dalijimasis; tai susiję su pokyčių progresavimu ląsteliniame, genetiniame ir epigenetiniame lygmenyse. Iš natūralių produktų buvo išskirtos arba identifikuotos kelios antikancerogeninį poveikį turinčios cheminės medžiagos, pavyzdžiui, kryžmažiedžių daržovių 3,3Z-diindolilmetanas [145], grifolinas iš Albatrellus confluence [153], paeoniflorinas iš Paeonia lactiflora [161] ir kvercetinas iš įvairių dietinių. augalai [161] ir toliau analizuojami DMA. 3,3Z-Diindolilmetanas yra estrogeninis ir rodo genų ekspresijos profilius, skatinančius naviko skatinimą [145]. Grifolinas neigiamai veikia ląstelių ciklą ir ląstelių augimą, nes slopina ERK ir Rb kelius, sumažina ciklino D1, ciklino E ir CDK4 (nuo ciklino priklausomos kinazės geno) ekspresiją ir padidina CKI (CDK inhibitoriaus) ekspresiją. genas) [153]. Paeoniflorinas sustiprina HSP70 ekspresiją, kuri padeda apsaugoti ląsteles nuo streso, ir moduliuoja CDC2, FOSL1 ir EGR1, ląstelių augimo ir proliferacijos reguliatorių, ekspresiją [161]. Kita vertus, kvercetinas skatina p53-nepriklausomą apoptozę, sustiprindamas mirties receptorių arba TNFR signalizuojančių genų, pvz., kaspazės-10, DFF45, FAS, IKBa, IL1R (interleukino) genų, ekspresiją. -1 receptorius), TNFR1 ir TRAILER [171].

Uždegimas yra apsauginis atsakas į ląstelių pažeidimą ir apima vietinę kraujagyslių sistemą, imuninę sistemą ir įvairias pažeisto audinio ląsteles. Sarcodon aparato gaminamas ergosterolio peroksidas slopina uždegiminį atsaką makrofaguose, slopindamas TNF-a sekreciją ir sumažindamas interleukino1 a/p (IL-1 a/p) ekspresiją tokiais būdais kaip C/EBPp, ERK, JNK, MAPK ir NF-kB [147].

Apoptozė yra užprogramuotos ląstelių mirties procesas, kuris gali atsirasti daugialąsčiuose organizmuose, reaguojant į įvairius stresus, tokius kaip karštis, hipoksija, padidėjusi kalcio koncentracija ląstelėse, maistinių medžiagų trūkumas, receptorių ligandų surišimas, spinduliuotė ir virusinė infekcija. Keletas cheminių medžiagų yra susijusios su apoptozės skatinimu, todėl buvo naudojamos kaip veiksmingos žolelių medicinos sudedamosios dalys. Emodinas, išskirtas iš Rheum palmatum šakniastiebių, parodė toksiškumą sėklidėms, įskaitant apoptozės indukciją, greičiausiai tokiais būdais kaip IGF-1, TGF/Wnt ir TNFR1 signalizacija [146]. Iš Lithospermum erythrorhizon ekstrahuotas p-hidroksiizovalerilšikoninas yra baltymų-tirozino kinazių inhibitorius ir sukelia apoptozę, slopindamas TRAP1, su TNF susijusį baltymą ir HSP narį, taip pat ROS gamybą [155]. Tanšinonas IIA, rastas Salvia miltiorrhiza šaknyje, leukemijos ląstelėse sukelia peroksisomų proliferatorių aktyvuojamą receptorių (PXR)/NF-KB/CCL{11}}tarpininkaujamą apoptozę [180]. Iš vaisių, uogų ir vynuogių išgaunamas 2,4,3',5'-tetrametoksistilbenas yra resveratrolio darinys ir stiprus apoptozės induktorius, padidindamas tubulino ekspresiją, atsaką į stresą ir proapoptozinius genus [178].

Chemoprevencija reiškia vaistų, pvz., vaistų ir vitaminų, skyrimą, siekiant užkirsti kelią ligai ar infekcijai, o įvairios cheminės medžiagos buvo sukurtos specialiai vėžio chemoprevencijai. Myricetinas [158] ir sulforafanas [177], išskirti iš dietinių augalų, pasižymi chemoprevenciniu aktyvumu prieš vėžį, suaktyvindami atitinkamai Nrf2- tarpininkaujamą antioksidacinį atsaką arba PI3K/Akt signalizacijos kelius.

Hipoksija yra būklė, kai ląstelė nepakankamai aprūpina deguonimi ir, kaip įrodyta, skatina įvairius biologinius ir fiziologinius atsakus. Iš Paeonia suffruticosa išskirtas paeonolis, slopindamas NF-kB signalizacijos kelią ir slopindamas amiloido pirmtako baltymo (APP) aktyvumą, sukelia hipoksijos sukeliamų genų, įskaitant hipoksijos indukuojamo faktoriaus 1 (HIF-1) tikslinius genus, ekspresiją. 162].

Gyvenimo pailginimas buvo tiriamas atsižvelgiant į senėjimo procesų sulėtinimą arba atšaukimą, siekiant pailginti maksimalią ir vidutinę gyvenimo trukmę, taip pat anti-senėjimo produktų, mitybos, fizinio pasirengimo, odos priežiūros, hormonų pakaitalų, vitaminų, papildų poveikį. , ir vaistažolės buvo ištirtos. Iš česnako išskirtas dialilo trisulfidas padidina nematodų ilgaamžiškumą, aktyvindamas ilgaamžiškumą skatinančio transkripcijos faktoriaus geną-1 ir jo tikslinių genų produktus [144].

Tokios ligos kaip lėtinės (artritas, astma, vėžys, diabetas ir virusinės ligos) ir neurodegeneracinės (Parkinsono ir Alzheimerio ligos) buvo gydomos TCM [1],

kai kuriuos iš jų ištyrė DMA ir ištyrė atliekant bandymus su gyvūnais ir (arba) klinikiniais tyrimais, kad galiausiai būtų pasiektas klinikinis pritaikymas. Be pirmiau aptartų ląstelių funkcijų, taip pat buvo tiriamos didelio poveikio turinčios ligos. Pavyzdžiui, antidepresantų, antidiabetinių, nutukimą mažinančių, neuromoduliacinių ir neuroprotekcinių poveikių bei neurologinių, Parkinsono ir Alzheimerio ligų, susijusių su TMC ir (arba) sudedamosiomis žolelėmis/grybais/dietiniais augalais, gydymas buvo tiriamas naudojant DMA (1 lentelė). ), arba jų veiksmingi komponentai, tokie kaip ginsenozidai (gydant diabetą), (-)-hidroksicitrinų rūgštis (nuo nutukimo), obovatas (nuo neurouždegimo) ir salvianolo rūgštis B (neuroapsaugai), buvo tiriami naudojant DMA (2 lentelė). ).

3.3. DNR mikrogardelių tyrimais nustatyta veikla (tyli estrogenai)

DMA aptikta veikla dažnai aptinkama kaip ląstelių signalai specifiniuose keliuose, tokiuose kaip angiogenezė, ErbB/HER, MAPK, branduolio receptoriai ir ubikvitino/proteasomų signalizacijos keliai, ir (arba) ląstelių funkcijose, tokiose kaip apoptozė, autofagija, ląstelių ciklas/ DNR pažeidimas / citoskeleto formavimasis, ląstelių metabolizmas, chromatino / epigenezės reguliavimas, vystymasis / diferenciacija, imunologinis / uždegimo atsakas, neurologinės ligos ir transliacijos kontrolė [183]. Nors daugumą šių ląstelių signalizacijos kelių ir ląstelių funkcijų galima aptikti kitomis technologijomis, kai kurias veiklas gali aptikti tik DMA. Viena iš tokių veiklų yra estrogenų grupė, tylūs estrogenai, kurie rodo estrogeninius genų ekspresijos profilius, nerodydami teigiamo poveikio ląstelių proliferacijai [13].

Estrogenas yra moteriškas hormonas, atsakingas už įvairią biologinę ir fiziologinę veiklą, įskaitant receptorių sukeltą ląstelių proliferacijos stimuliavimą tokiuose audiniuose kaip krūtis ir kiaušidės. Nustatyta, kad kai kurios cheminės medžiagos ir cheminių medžiagų mišiniai, tokie kaip brefeldinas A [138], saldymedžio ekstraktai [150] ir aliejaus skilimo produktai [184], turi panašius į estrogenų genų ekspresijos profilius, nors ir neskatino estrogenų receptoriams teigiamų krūties vėžio MCF-7 ląstelių. Nors teoriškai ląstelių dauginimosi signalizacijos kelias gali būti atskirtas nuo kitų ląstelių funkcijų perdavimo būdų, toks atskyrimas nebuvo įmanomas, nes daugumoje estrogeninio aktyvumo ištirtų ląstelių yra estrogenų receptorių, o naudojamos technologijos nebuvo tinkamos tokiam tikslui. Naujausi sudėtingesni signalizacijos keliai / tinklai, tokie kaip autokrininiai / parakrininiai / homeostatiniai tinklai ir ląstelių signalų perėjimas / apėjimas, apima kelius, kurie nebūtinai apima ląstelių proliferaciją arba ląsteles, kuriose yra estrogenų receptorių [185, 186]. Taigi, estrogeninį aktyvumą galima aptikti net ir tyliems estrogenams, nes DMA gali atskirti įvairius signalizacijos kelius, o cheminių medžiagų panašumas gali būti analizuojamas genų ekspresijos ir ląstelių signalizacijos lygiuose.

Cistanchedeserticola turi daug poveikių