Aktiva flavonoidkomponenter och potentiella mekanismer för luftdelar av Glycyrrhiza Uralensis för kronisk prostatit baserat på nätverksfarmakologi och experimentell validering
Nov 06, 2025
Abstrakt:
Syfte: Att bestämma de aktiva ingredienserna och möjliga verkningsmekanismer för flavonoider från flygdelarna av Cistanche för kronisk prostatit. Metoder: Ultrapresterande vätskekromatografi–kvadrupol–elektrostatiskt fält Orbitrap högupplöst masspektrometri (UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS) användes för att identifiera de viktigaste flavonoidbeståndsdelarna i det alkoholhaltiga extraktet från flygdelarna av Cistanche. Nätverksfarmakologi och molekylär dockning användes för att förutsäga kärnkomponenter och nyckelmål relaterade till kronisk prostatit. En råttmodell av kronisk prostatit inducerades av karragenan, och histopatologiska förändringar i råttprostata observerades genom HE-färgning. Serumnivåer av DHT, IFN-, IgG, IL-6, PSA och TNF- mättes med ELISA för att utvärdera den terapeutiska effekten av extraktet. Resultat: Totalt 44 flavonoider identifierades i alkoholextraktet. Nätverksfarmakologi indikerade att kärnkomponenter, inklusive glycyrrhizin, trichothecene isoflavones, prickly manzanita florifera och glycyrrhizin (förutspått som representativa beståndsdelar), utövar anti-kroniska prostatiteffekter genom att verka på nyckelmål som t.ex. AKT1, TNF, VEGFA, EGFR, och därmed reglerande signalvägar. Molekylär dockning visade gynnsam bindningsaffinitet mellan kärnkomponenter och nyckelmål. Djurförsök visade att alkoholextraktet från luftdelarna av Cistanche gav en tydlig terapeutisk effekt på kronisk prostatit hos råttor. Slutsats: Effekten av anti-kronisk prostatit hos luftdelarna av Cistanche är validerad. Aktiva komponenter, inklusive taggig aristolochicin, trichostatinisoflavoner och glycyrrhizin, kan verka via PI3K-AKT-signalvägen för att modulera EGFR, AKT1 och MMP9.
Nyckelord: flygdelar av Cistanche; kronisk prostatit; flavonoid; UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS; nätverksfarmakologi
cistanche fördelar för prostatahälsan
Introduktion:
Den traditionella kinesiska medicinska örten Cistanche (Cistanche spp.) omfattar det torkade medicinska materialet som främst används i TCM. Det är en viktig bulkmedicinresurs i Kina, med funktioner som tonifierande och stödjande kroppsfunktioner, rensa värme och avgifta, lindra smärta och harmonisera formler, och det används ofta som en tilläggskomponent i många recept på flera örter. Efterfrågan på marknaden är hög både nationellt och internationellt. Luftdelarna, inklusive stjälkar och löv, är rikliga resurser som väntar på utveckling och utnyttjande.
Kronisk prostatit är en vanlig urologisk sjukdom bland unga och medelålders män. Kliniska symtom inkluderar smärta i nedre delen av buken eller bäckenet, dysuri och urinfrekvens. Utan snabb behandling kan det leda till sexuell dysfunktion såsom för tidig utlösning och erektil dysfunktion, vilket allvarligt påverkar mäns fysiska och mentala hälsa.
Flavonoider finns i överflöd i flygdelarna av Cistanche och uppvisar anmärkningsvärda antiinflammatoriska och antitumöraktiviteter. Tidigare studier har visat att luftdelarna är rika på flavonoider med antitumör- och antiinflammatoriska effekter. Anrikning av flavonoider från luftdelarna visade god antioxidantaktivitet in vitro. Farmakodynamisk forskning har också funnit att flavonoider från luftdelarna har förebyggande och terapeutiska effekter på kronisk prostatit.
I denna studie användes UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS för att profilera flavonoider i det alkoholhaltiga extraktet från flygdelarna av Cistanche. Nätverksfarmakologi användes för att förutsäga nyckelmål och vägar för kronisk prostatit, molekylär dockning användes för att sluta sig till mekanismer och djurförsök utfördes för att validera anti-kronisk prostatitaktivitet, vilket gav en referens för efterföljande läkemedelsutveckling och klinisk tillämpning.
Material
Djur
SD-hanråttor av SPF-grad (n=24), 6–7 veckor gamla, kroppsvikt 230–250 g [Beijing Speifu Biotechnology Co., Ltd.; produktionslicens: SCXK (Jing) 2019-0010]. Djur hölls i SPF-djuranläggningen vid Experimental Animal Center vid Beijing University of Chinese Medicine. Protokollet godkändes av den institutionella etiska kommittén (godkännandenr: BUCM-2023110204-4271).
Instrument
Ultimate 3000 UPLC-system (Dionex, USA)
Thermo Q Exactive Plus högupplöst masspektrometer (Thermo Fisher Scientific, USA)
KH500DE digital ultraljudsrengörare (Kunshan Hechuang)
FA2004N elektronisk våg (Beijing Sartorius)
H1650 låghastighets kyld centrifug (Changsha Xiangyi)
RE-5023 rotationsindunstare (Shanghai Yarong)
Elektronisk temperaturkontrollerad värmemantel (Tianjin Teste)
Multiskan MK3 mikroplattläsare (Thermo Scientific, Shanghai)
B032 fluorescens inverterat biologiskt mikroskop (Nikon Instruments, Shanghai)
N5000 UV-spektrofotometer (Shanghai Youke)
Reagens
Flygdelar av Cistanche (stammar, löv och en liten mängd baljor) skördades i september 2019 från Guazhou County, Jiuquan City, Gansu-provinsen, och autentiserades av Prof. Wang Wenquan (Institute of Medicinal Plant Development, CAMS) som Cistanche spp.
Andra reagens: Ulatan (Shandong Keyuan Biochemical Co., batch C15887472); karragenan (Beijing Solarbio, batch 20220601); Qianliekang Pule'an tabletter (Zhejiang Conba Pharmaceutical); natriumkarboximetylcellulosa (CMC-Na; Shanghai YuanYe, sats S14016); ELISA-kit för rått-DHT, IFN-, IgG, IL-6, PSA och TNF- (Shanghai Enzyme-linked Biotechnology); Multiskan MK3 mikroplattläsare (Thermo Scientific); vävnadsfixativ (Guangzhou Shuopu, batch 23257838); etanol (Beijing Chemical Works, analytisk kvalitet); metanol, myrsyra, acetonitril (Fisher Scientific, MS-klass); vatten (Wahaha Group). Referensstandarder (renhet > 98%, Shanghai YuanYe): liquiritigenin, puerarin, isoorientin II, naringenin, isoquercitrin, isoliquiritin, ononin, isoquercitrin, quercetin, astragalin, kaempferol, formononetin.
Metoder och resultat
2.1 Kemisk profilering av alkoholextraktet från flygdelar av Cistanche
2.1.1 Provberedning
Lämpliga mängder av luftdelar extraherades med 70 % etanol. Extraktet koncentrerades till torrhet. Återstoden löstes upp med ultraljud i vatten under 20 minuter, centrifugerades vid 3000 r·min−1 under 15 minuter, och supernatanten koncentrerades till torrhet. En lämplig mängd av det torkade provet placerades i en 5 ml mätkolv och bringades till volym med metanol för att erhålla testlösningen.
2.1.2 Kromatografiska och masspektrometriska förhållanden
UPLC-förhållanden: ACQUITY UPLC BEH C18-kolonn (2,1 mm × 100 mm, 1,7 μm); mobil fas A, acetonitril; mobil fas B, 0,5 % myrsyra i vatten; gradienteluering (0–20 min, 5 %–20 % A; 20–70 min, 20 %–30 % A); flödeshastighet 0,2 mL·min−1; injektionsvolym 2 μL; kolonntemperatur 30 grader.
MS-villkor: HESI-källa; positiva och negativa jonlägen; full-scan förvärv; sprayspänning +3.2 kV (positiv) och −3,0 kV (negativ); kapillärtemperatur 320 grader; mantelgas 40 arb; hjälpgas 15 arb; tillsatsvärmare 350 grader ; MS-upplösning 70 000; MS/MS-upplösning 17 500; skanningsområde m/z 100–1500.
Cistanche Specs List
2.1.3 Komponentidentifiering
Flygdelens prov analyserades med UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS för att erhålla TIC (Figur 1). Data bearbetades med Thermo Xcalibur och jämfördes med komponentbibliotek och litteratur, vilket identifierade totalt 44 flavonoider (tabell 1).
2.2 Nätverksfarmakologi
Identifierade beståndsdelar importerades till TCMSP 2.3-databasen (http://tcmspw.com/tcmsp.php). Baserat på oral biotillgänglighet (OB) större än eller lika med 30,00 % och läkemedelslikhet (DL) större än eller lika med 0,18, screenades 19 aktiva komponenter. Förutspådda mål för aktiva komponenter och sjukdomsmål för kronisk prostatit korsades, vilket gav 88 vanliga mål. STRING 11.0 (http://string-db.org) användes för att konstruera PPI-nätverket. Kärnmål rankade efter grad inkluderade AKT1, TNF, VEGFA, EGFR, SRC, ESR1, PTGS2, MMP9, BCL2L1 och MMP2. GO- och KEGG-anrikning (DAVID 6.8, http://david.ncifcrf.gov) indikerade biologiska processer såsom positiv reglering av proteinkinas B, negativ reglering av apoptos och positiv reglering av MAPK-aktivitet; cellulära komponenter inklusive extracellulär region, makromolekylära komplex och receptorkomplex; molekylära funktioner inklusive tyrosinkinas-, serinkinas- och treoninkinasaktiviteter. KEGG-vägar berikades på vägar i cancer, PI3K-AKT-signalering, prostatacancer och resistens mot EGFR-tyrosinkinashämmare. Cytoscape 3.7.1 användes för att konstruera nätverket "aktiv komponent-kärna mål-väg" (Figur 2). De 10 översta komponenterna i grad var liquiritigenin, spinacetin (representativ flavon), isovitexin, chrysoeriol, santin, kaempferol, schaftosid, luteolin, ononin och formononetin.
Molekylär dockning utfördes parvis mellan de 10 kärnkomponenterna och nyckelmålen från PPI-analysen. Molekylära strukturer av kärnkomponenter laddades ner från TCMSP 2.3 (mol2-format), och 3D-strukturer av nyckelmål erhölls från PDB (http://www.rscb.org/) i pdb-format. Autodock användes för dockning av varje ligand-proteinpar. Bindningsenergier < −20,92 kJ·mol−1 indikerade gynnsam bindning; ju lägre energi, desto bättre affinitet. De bästa mål-ligandparen listas i tabell 2. Representativa dockningskomplex med fem mål visualiserades i PyMol (Figur 3).
2.3 In vivo-validering
En råttmodell av kronisk prostatit etablerades med karragenan. HE-färgning avslöjade histopatologiska lesioner som är karakteristiska för kronisk prostatit hos modelldjur, medan behandling med alkoholextraktet från luftdelarna av Cistanche förbättrade körtelarkitekturen och minskade inflammatorisk infiltration. ELISA visade att, jämfört med modellgruppen, uppvisade behandlingsgrupper reglering av serum DHT, IFN-, IgG, IL-6, PSA och TNF- mot normala nivåer, vilket indikerar terapeutisk effekt.
Diskussion
Omfattande analys som integrerar högupplöst MS-baserad profilering, nätverksfarmakologi, molekylär dockning och djurvalidering stöder att flavonoider från luftdelarna av Cistanche utövar antikroniska prostatiteffekter. De förmodade mekanismerna involverar modulering av PI3K-AKT och relaterade inflammations- och proliferationsrelaterade vägar och nyckelmål som EGFR, AKT1 och MMP9. Resultaten ger en vetenskaplig grund för utvecklingen och den kliniska tillämpningen av flavonoidpreparat från Cistanche i luften vid behandling av kronisk prostatit.
Slutsats
Flavonoider från flygdelarna av Cistanche visar terapeutisk potential mot kronisk prostatit, troligen via PI3K-AKT-vägreglering och interaktion med EGFR, AKT1 och MMP9. Integration av kemisk profilering, nätverksfarmakologi, molekylär dockning och djurförsök bekräftar deras effektivitet och belyser rimliga mekanismer.
