Articles

Grenser I Farmakologi

Innledning

Midler som induserer eller initierer vasodilatasjon, utvidelse av blodkar, er vasodilatorer, som ofte brukes til å behandle tilstander med unormalt høyt blodtrykk, som hypertensjon, angina og kongestiv hjertesvikt (Bader og Zolty, 2010; Whelton et al., 2018). Typer vasodilatorer med forskjellige mekanismer, som kalsiumkanalblokker, angiotensinkonverterende enzym (ACE) – hemmere, cGMP-spesifikke 3′, 5 ‘ -sykliske fosfodiesterase (PDE5) – hemmere og kaliumkanalåpnere, er godkjent i klinikken (Saji et al., 2014). Til tross for overflod av vasodilatoralternativer, må noen problemer, inkludert universalitet og alvorlighetsgrad av høyt blodtrykk, stoffresistens og narkotikamisbruk, tas opp, delvis ved utvikling av nye stoffer (Oparil og Schmieder, 2015). Forskjellig fra nåværende legemidler med spesifikke mål for å utvide blodårene, tar vi sikte på å bygge en alternativ strategi som er i stand til systematisk å utforske vasodilatorer ved å rekapitulere det molekylære nettverket av vasodilatasjon.Systembiologiske tilnærminger er naturlig egnet til å fange de objektive, store avlesningene fra komplekse systemer (Berger og iyengar, 2009). Uttrykksprofilbaserte metoder er de mest generelle, ved hjelp av transkripsjonsprofiler som signaturer for aktiviteten til en gitt vei, sykdom eller forbindelse for å oppdage «forbindelser» mellom dem basert på deres (anti)korrelerte transkripsjonelle effekter, for eksempel «Tilkoblingskart» (Lamb et al., 2006). Inspirert av denne vurderingen, er det tenkt å bygge spesifikke funksjonelle genmoduler av vaskulær fenotype fra genomskala funksjonskart. Endringer av modulene skal være sterkt forbundet med patogenesen av vaskulær diameter. Modulene kan brukes som spørringer for å undersøke transkripsjonsresponsen av legemidler for å identifisere kandidatvasodilatorer.Tradisjonell Kinesisk medisin (Tcm), med naturlige urter som viktige materialer, har spilt en avgjørende rolle i menneskers helse I Kina. TCM innebærer mange aktive ingredienser, som vanligvis brukes som kilde til nye kjemiske enheter for moderne legemiddelfunn (Tian, 2011). Nylig storskala samarbeid har produsert kompendier av molekylære profiler for urte ingredienser (Lv et al., 2017). I det nåværende arbeidet søker vi å bygge en transcriptome-basert functional gene module reference (TFGMR) strategi som er i stand til å karakterisere funksjonelle genmoduler relatert til vaskulær diameter i transkripsjonsdata fra en samling av urteforbindelser for å evaluere virkningen av disse forbindelsene på vaskulær diameter.

Materialer og Metoder

Gene Expression Data og Preprosess

Gene expression data av urte forbindelser ble oppnådd fra en systematisk studie PÅ TCM komponenter ved hjelp av genet expression microarray teknikk (Lv et al., 2017). Disse små forbindelsene var vanlige I Kinesiske urter og tcm-formler, og de fleste er kvalitetskontrollkomponentene Til Tcms fra China Pharmacopoeia. Genuttrykksdataene ble avledet fra human breast cancer epithelial cell line (MCF7) behandlet med disse urteforbindelsene, profilert ved hjelp av microarray-teknologi MED Affymetrix Human Genome U133A 2.0, og samlet fra National Center For Biotechnology Information (NCBI) Gene Expression Omnibus (GEO series accession number: GSE85871). Rådata (CEL-filer) ble behandlet konsekvent ved å bruke Affymetrix plattformspesifikk prosedyre for å filtrere og normalisere datasett. Deretter, for hver urteforbindelse, ble differensialgenuttrykksverdiene versus kontrollprøver beregnet Av r-pakken «Limma» (versjon 3.32.7). Genlisten for hver forbindelse ble produsert ved å bestille gener i en rangert liste i henhold til deres differensielle uttrykksverdier.

Identifikasjon Av Funksjonell Genmodul For Regulering Av Blodkarets Diameter

To funksjonelle genmoduler som positivt og negativt regulerer blodkarets diameter (PFGM og NFGM) ble konstruert i dette arbeidet. For det første ble to Gene Ontology (GO) biologiske prosesser (BPS) «positiv regulering av blodkarets diameter» (GO: 0097755) og «negativ regulering av blodkarets diameter» (GO: 0097756) samlet fra QuickGO: et nettbasert verktøy FOR Å søke (http://seek.princeton.edu/) (Zhu et al., 2015). De resulterende gener med co-uttrykk score > 0 og p verdi < 0,01 I SEEK ble ansett som co-uttrykt gener av spørring kjernegener. Til slutt ble de overlappende genene i to gensett fjernet, og resten av genene besto AV HENHOLDSVIS PFGM og NFGM (Supplerende Tabell 1 og 2).

Anrikningsanalyse Av Funksjonelle Genmoduler I Urteforbindelsesinducerte Genuttrykksprofiler

anrikningene AV PFGM og NFGM med urteforbindelsesinducerte genuttrykksprofiler ble evaluert ved hjelp av genset berikelse tilnærming (GSEA), implementert i r–pakkene, «GSEA-P» (Subramanian et al., 2005). GSEA beregner Berikelse Score (ES) for gensett med hensyn til rangert liste. ES-verdiområdet er . Det er et mål basert På Kolmogorov–Smirnov-statistikken og evaluerer overrepresentasjonen av gensett ved ekstremer (topp eller bunn) av rangert liste. Jo nærmere ES er til 1, jo nærmere genene er til toppen av listen (gener har en tendens til å bli økt i tilstanden). Jo nærmere -1, jo nærmere genene er til bunnen av listen (gener har en tendens til å bli redusert i tilstanden).

I dette arbeidet REPRESENTERER PFGM og NFGM molekylære signaturer av blodkarets diameter. FOR å evaluere effekter av urteforbindelser på blodkarets diameter ble ES-verdiene (ESPFGM og ESNFGM) AV PFGM og NFGM målt for hver sammensatt indusert genuttrykksprofil. Verdien TES = ESPFGM-ESNFGM ble brukt som en indeks for å vurdere påvirkning av hver urteforbindelse på blodkarets diameter. For en forbindelse, jo større ER DENS tes-verdi, desto sterkere er dens evne til å utvide blodårene. Jo mindre DENS tes-verdi, desto sterkere er dens evne til å begrense blodkaret.

Karakterisering Av De Sammensatte Regulerte Genene I PFGM og NFGM

i dette arbeidet, for hver forbindelse, er dets regulerte gener i PFGM og NFGM ekvivalent med den ledende delmengden som er definert som kjerneelementene i de to modulene som bidrar TIL ES i gsea-metoden. Den ledende delmengden kan tolkes som kjernen i et gensett som står for anrikningssignalet. Den ledende delmengden AV PFGM og NFGM for hver sammensatt indusert genekspresjonsprofil kan ekstraheres ved metoden implementert I R-pakkene, GSEA-P.

Kjemikalier og Legemidler

Ferulsyre (98% renhet), liquiritin (98% renhet), magnolol (98% renhet) og ginsenoside Rb2 (93,8% renhet) ble oppnådd Fra National Institutes For Food And Drug Control (Nifdc, Beijing, Kina). Borneol (98% renhet), ginsenoside Rc (98% renhet), artemisinin (99% renhet), chenodeoxycholsyre (98% renhet), daidzin (98% renhet) og bacopaside I (98% renhet) ble kjøpt fra Shanghai yuanye Bio-Technology Co., Ltd. Andre reagenser var av analytisk renhet.

Eksperimentelle Dyr

Førti mannlige Sprague-Dawley (SD) rotter som veide 230-250 g i en alder av 7-9 uker og ble kjøpt fra Dyreavlssenteret I Beijing Vital River Laboratories Company (Beijing, Kina). Rottene ble opprettholdt under en 12 h lys / mørk syklus og hadde fri tilgang til mat og vann. Dyrene ble tatt vare på Av China Academy Of Chinese Medical Sciences Laboratory Animal Care Center. Alle dyreforsøk ble utført i samsvar med anbefalingene fra institusjonelle retningslinjer og etikk. Protokollen ble godkjent Av Animal Ethical And Welfare Committee, China Academy Of Chinese Medical Sciences.

Fremstilling Av Aorta Ringer For Spenningsmålinger

ex vivo-eksperimentet ble utført på thoracic aortas av rotter i henhold til protokollen beskrevet tidligere (Chen et al., 2019). Nemlig ble rottene bedøvet ved intraperitoneal injeksjon av klorhydrat og ble deretter ofret ved cervikal dislokasjon. Etter åpning av brystet ble rottens thorax aortas oppnådd og ble umiddelbart plassert i iskald Krebs–Henseleit (KH) oppløsning av følgende sammensetning (i mmol/L): NaCl 120, KCL 4.8, MgSO4•7H2O 1.2, KH2PO4 1.2, CaCl2 2.5, NaHCO3 25 og glukose 11 (pH 7.4). Fettvevet som festet seg til arteriene ble forsiktig fjernet for å unngå endotelcelleskader, og blodkaret ble kuttet i omtrent 3 mm lange ringer. I endotel-denuded eksperimenter ble endotelet mekanisk fjernet ved forsiktig å gni luminal overflaten av aorta ringen frem og tilbake flere ganger med plastrør. Aorta ringer ble suspendert i orgelbad inneholdende 5 ml KH oppløsning ved 37°C gasset med 95% O2 + 5% CO2, som ble opprettholdt konstant gjennom forsøkene. Etter likevekt under ingen spenning i 20 min ble aortaringene tillatt å balansere i 90 min ved en hvilespenning på 1,0 g. I løpet av likevektsperioden ble kh-løsningen endret hvert 20. minutt. Endringer i spenning ble registrert av krafttransdusere (FT-102, Chengdu Techman Software Co., Ltd. Kina) koblet til et datainnsamlingssystem (BL-420F, Chengdu Techman Software Co., Ltd. Kina) og ble lagret i en datamaskin. Videre, for å sikre nøyaktigheten og repeterbarheten av studien, ble 3,0–4,5 g valgt som inklusjonskriterium for prekontraktil kraft i henhold til foreløpige eksperimenter.

Effekter Av Urtekomponenter på Sammentrekning Indusert Av Fenylefrin

ved jevn sammentrekning indusert av fenylefrin (Phe) (1 µol/L) i aorta ringer, ble en kumulativ konsentrasjon av urtekomponenter (oppløst I KH-oppløsning eller inneholdende 0,2% DMSO) tilsatt direkte til organbadet, og effekten av urtekomponenten ble registrert. Det samme VOLUMET AV kh-oppløsning ble tilsatt til kjøretøykontrollgruppen, og responsene ble stoppet ved å vaske aortaringene med fersk KH-løsning. Effektene ble uttrykt som prosentandelen av avslapning indusert av urtekomponenter.

Dataanalyse

For Det Første, for å vurdere betydningen av effektene av urteforbindelser på den vaskulære fenotypen representert ved de to funksjonelle modulene, beregnet vi en nominell p-verdi for HVER tes-verdi ved å sammenligne fordelingen av den faktiske verdien til en nullmodell som oppnådde TES-verdier for hver forbindelse ved tilfeldig prøvetaking av genmedlemmer AV PFGM og NFGM 1000 ganger med konserverte tall for de to modulene(Supplerende Tabell 3). For Det andre ble betydningen av den overlappende analysen mellom reguleringen av de seks forbindelsene med relakserende effekter målt Ved Fishers eksakte test (Supplerende Tabell 5). Endelig følger den statistiske analysen av den funksjonelle annotasjonen av gensett I WebGestalt (http://software.broadinstitute.org/gsea/msigdb/annotate.jsp) instruksjonene til den tilsvarende nettsiden.

Vasorelaksatorisk aktivitet uttrykkes som prosentvis avslapning Av Phe (1 µ/L) førtraksjonsnivåer. Verdier er uttrykt som middel ± SD av resultatene av de åtte prøvene. Forskjeller på tvers av gruppene ble bestemt ved enveisanalyse av varians. Statistisk signifikans ble definert som P < 0,05. Konsentrasjonen for 50% AV MAXIMAL effect (EC50) – verdier av in vitro-eksperimenter ble oppnådd ved ikke-lineær regresjon. Generering av grafer og statistisk analyse ble utført ved Hjelp Av GraphPad Prism (GraphPad Software, versjon 5.01) og SPSS 18.0 programvare.

Resultater

Transkriptombasert Funksjonell Genmodulreferanse

vi presenterer EN TFGMR-strategi som er i stand til å berikke sykdomsrelaterte funksjonelle genmoduler i legemiddelinducerte transkripsjonsprofiler for å oppdage terapeutisk evne til legemidler for sykdommer ved å regulere spesifikke funksjonelle mekanismer. Her brukes TFGMR til transkriptomressurser for 102 urtekomponenter for systematisk å oppdage nye vasodilatorer ved å regulere blodkarets diameter (Figur 1). For det første konstruerte vi to funksjonelle genmoduler PFGM og NFGM som positivt og negativt regulerer blodkarets diameter. PFGM inneholder 167 genmedlemmer, hvorav 55 kjernegener avledet FRA GO BP «positiv regulering av blodkarets diameter» (GO: 0097755) og 112 co-uttrykte gener av kjernegenene(Supplerende Tabell 1). NFGM inneholder 122 medlemmer, inkludert 72 kjernegener fra GO BP «negativ regulering av blodkarets diameter» (GO: 0097756) og deres 50 co-uttrykk (Supplerende Tabell 2). Deretter undersøkte vi anrikningen av BÅDE PFGM og NFGM til hver av de urteforbindelsesinducerte genuttrykksprofilene VED GSEA-tilnærming for å vurdere effekten av hver urteforbindelse på blodkarets diameter.

FIGUR 1
www.frontiersin.org Figur 1 en transkriptombasert funksjonell genmodulreferanse (tfgmr) strategi for å forutsi kandidatvasodilatorer fra urtekomponenter basert på spesifikke funksjonsgenmoduler for å regulere blodkarets diameter og urtekomponentinducerte transkripsjonsprofiler. GÅ, Gene Ontology; BP, biologisk prosess; PFGM, funksjonell genmodul som positivt regulerer blodkarets diameter; NFGM, funksjonell genmodul som negativt regulerer blodkarets diameter; GSEA, gensett berikelse tilnærming; ES, Berikelse Score.

Karakterisering Av Funksjonell Genmodul For Regulering Av Blodkarets Diameter

VI karakteriserte PFGM og NFGM med hensyn til BÅDE GO og pathway-berikelse for å vurdere funksjonell tilknytning av de to modulene med vaskulær fenotype ved Hjelp Av WebGestalt (Liao et al., 2019). GO-analysen av topp 10 BPs viste at BÅDE PFGM og NFGM involverer samme BPs av «divalent uorganisk kationhomeostase», «regulering av anatomisk strukturstørrelse», «sirkulasjonssystemprosess», «muskelsystemprosess», «G-proteinkoblet reseptorsignalvei» og «andre messenger-mediert signalering» (Figur 2). Tilsvarende viste baneanalyse av Top 10 Kyoto encyclopedia of genomes and genomes (KEGG) pathways at de to modulene var signifikant involvert i veier for «regulering av lipolyse i adipocytter», «syklisk guanosinmonofosfat (cGMP)-cGMP-avhengig proteinkinase (PKG) signalvei», «kalsium signalvei», «vaskulær glatt muskelkontraksjon» og «neuroaktiv ligand–reseptor interaksjon» (Figur 2). BÅDE GO og pathway vilkår beriket FOR PFGM og NFGM er åpenbart relatert til vaskulær fenotype.

FIGUR 2
www.frontiersin.org

Figur 2 Funksjonelle merknader FOR PFGM og NFGM medlemmer.

Forutsi Kandidat Vasodilatorer Fra Urte Komponenter AV TFGMR

vår antagelse er at vasodilatorer bør for det meste øke uttrykket AV PFGM (ESPFGM > 0) medlemmer og redusere AT AV NFGM (ESNFGM < 0). Derfor ble verdien TES = ESPFGM-ESNFGM valgt som en indeks for å identifisere kandidatvasodilatorer. For en forbindelse, jo større ER DENS tes-verdi, desto høyere er dens evne til å utvide blodårene. De bestilte genlister ble først produsert for de 102 urtekomponentinducerte genuttrykksprofilene. DERETTER BLE gsea-metoden benyttet for å måle tes-verdien for hver urteforbindelse. De 102 forbindelsene ble bestilt etter DERES tes-verdier og beskrevet i Supplerende Tabell 3. Topp 10 kandidatforbindelser og deres tes-verdier ble oppført I Tabell 1.

TABELL 1
www.grenser.Org

Tabell 1 Topp 10 kandidatvasodilatorer spådd av TFGMR og deres vasorelakserende effekter på Phe-kontraherte aortaringer.

Vasorelakserende Effekter Av Top 10 Kandidatkomponenter på Phe-Kontraherte Aorta Ringer

vasorelakserende effekter av top 10 forventede kandidatvasodilatorer ble evaluert på vaskulær spenning av endotel-intakte thoracale aorta ringer innsnevret Av Phe. Typisk opprinnelig spor viste AT KH-oppløsning (kontrollgruppe, inneholdt 0,2% DMSO) ikke slapp vaskulære ringer forutbestemt Med Phe (Supplerende Figur 1). Sammenlignet med kontrollgruppen viste alle de 10 urtekomponentene signifikante og doseavhengige vasorelakserende effekter På phe-kontraherte aortaringer (P < 0,05, Figur 3). Blant dem presenterte ferulsyre den kraftigste vasodilasjonen (Emax = 87.46 ± 2.90%), mens minimumspotensialet ble fremkalt av liquiritin (Emax = 11.10 ± 3.34%) (Figur 3 Og Tabell 1). Dette høye nivået på nye spådommer indikerte AT tfgmr-strategien er praktisk nyttig i prediksjon av nye vasorelaxant-midler og har potensielle anvendelser i stoffutvikling.

FIGUR 3
www.frontiersin.org

Figur 3 Vasorelaxant effekter av ulike urte komponenter på rotte thoracic aorta ringer med endotel (n = 8) precontracted Med Phe. Avslapping ( % ) ble beregnet som en prosentandel av reduksjon i maksimal spenning indusert Av Phe. Data vises som middel ± SD. * P< 0,05 mot kontrollgruppen.

Inferring Mekanismer Av Urte Forbindelser Med Vasorelaxant Effekter

de seks forbindelser med åpenbare relaxant effekter ble undersøkt for deres tilsvarende mekanismer basert på deres regulering PÅ PFGM og NFGM. For det første undersøkte vi kjernegener som er betydelig regulert i de to modulene av de seks forbindelsene. For hver forbindelse er de regulerte gener medlemmene i den ledende delmengden av anrikningsanalysen(Se Materialer og Metoder). Som vist i Supplerende Tabell 4, påvirker ferulsyre, borneol, daidzin, magnolol, kenodeoksykolsyre og artemisinin 67, 59, 50, 58, 59, OG 59 gener I PFGM, og 52, 49, 39, 44, 44, og 43 gener i NFGM, henholdsvis. De regulerte gener av disse forbindelsene ble sammenlignet ,og det ble funnet at de regulerte gener for de seks forbindelsene signifikant overlapper hverandre (Supplerende Tabell 5, Fishers eksakte test P << 0,01), noe som innebærer at de seks forbindelsene deler lignende mekanismer for deres relakserende effekter. Dette ble videre validert ved funksjonell analyse av disse regulerte gener av disse forbindelsene. I topp 27 beriket GO vilkår, regulerte gener av seks forbindelser betydelig beriket i åtte samme GO vilkår knyttet til vaskulær fenotype, inkludert vaskulær prosess i sirkulasjonssystemet, regulering av vasokonstriksjon, regulering av tube størrelse, regulering av systemet prosessen, regulering av blodsirkulasjonen, regulering av anatomisk struktur størrelse, og sirkulasjonssystemet prosessen. I tillegg til lignende mekanismer har hver forbindelse også sin eksklusive mekanisme. For eksempel kan ferulsyre og chenodeoxycholsyre regulere gener I GO-begrepet » ion homeostase.»Borneol påvirker gener betydelig I go-termer» regulering av cellulær komponentbevegelse » og «biologisk adhesjon» (Figur 4 og Supplerende Tabell 6).

FIGUR 4
www.frontiersin.org Figur 4 Funksjonell analyse for gener regulert av de seks forbindelsene ferulsyre, borneol, daidzin, magnolol, chenodeoxycholsyre og artemisinin. En kobling mellom en forbindelse (rød) og en funksjonsnode (grønn) indikerer at de regulerte gener av forbindelsen er betydelig involvert i funksjonsannotasjonen. Nodestørrelsen er korrelert med nettverksgraden til noden.

Diskusjon

Høyt blodtrykk bidrar til de patofysiologiske konsekvensene av de fleste kardiovaskulære sykdommer. Dermed er inhibering eller reversering av høyt blodtrykk en uvurderlig strategi for behandling av kardiovaskulære sykdommer og relatert organskade (Carey et al., 2018). Selv om det har vært mer enn 69 legemidler i 15 forskjellige klasser av antihypertensive stoffer, som kalsiumantagonister, angiotensinkonverterende enzymhemmere, β-adrenoceptorantagonister, diuretika og direktevirkende vasodilatorer, har mange flere hypertensive pasienter resistent hypertensjon eller er ukontrollerte for ikke-adherens eller intoleranse mot tilgjengelige antihypertensive midler (Oparil og Schmieder, 2015). Derfor er nye agenter fortsatt nødvendig for å bekjempe høyt blodtrykk. TCMs inneholder for det meste hundrevis av kjemiske komponenter, som er stoffgrunnlaget FOR tcm farmakologi og gir en rikelig kilde til kjemisk legemiddelfunn. I dette arbeidet undersøkte vi systematisk effekten av urteingredienser på den vaskulære fenotypen ved å bruke en transkriptombasert tilnærming, TFGMR.

Vaskulær spenning har blitt rapportert å spille en kritisk rolle i å regulere blodtrykket. En av de dominerende mekanismene for antihypertensive stoffer er å redusere vaskulær motstand ved vasodilasjon. I denne studien har vasorelaxant effekter av topp 10 kandidatkomponentene blitt undersøkt. Resultatene viste at alle 10 komponentene har varierende grad av vasodilasjon. Blant dem hadde ferulsyre, borneol og daidzin sterke avslappende effekter, som er i samsvar med tidligere funn (Suzuki et al., 2007; Deng et al., 2012; Silva-Filho et al., 2012; Zhao et al., 2014; Zhou et al., 2017; Santos et al., 2019). Magnolol, artemisinin og chenodeoxycholsyre fremkalte en moderat avslapning, også i samsvar med rapportene fra tidligere studier (Teng et al., 1990; Li et al., 2005; Seok et al., 2012; Wang et al., 2017). I tillegg rapporterte vårt arbeid først vasorelaxant-effektene av fire urteforbindelser, liquiritin, ginsenoside Rc, bacopaside I og ginsenoside Rb2, selv om effekten er lav (Emax (%Phe) < 30%, Tabell 1). Interessant, ble det funnet at vasorelaxant effekter av noen av disse komponentene avtalt godt med de farmakologiske effektene av deres opprinnelige urter (se detaljer I Supplerende Tabell 7). For eksempel er ferulsyre og magnolol hovedkomponenter AV TCM » chuanxiong «(Ligusticum chuanxiong Hort) og» houpo » (Magnolia officinalis Rehd. Et Wils), henholdsvis. I tcm-teorien kan disse urter fremme» Qi » – sirkulasjon i kroppen, fjerne vind og eliminere fuktighet, i tråd med teorien om vasodilatasjon (Liu et al., 2017). Dette funnet antydet AT tfgmr-strategien er en velegnet modell for å forutsi vasorelaxant-effektene AV TCM.genuttrykk profiler kan brukes som en signatur av aktiviteten til et gitt legemiddel eller sykdom for å finne sammenhenger mellom narkotika og sykdommer ved hjelp av deres transkripsjonelle responser (Lamb, 2007; Subramanian et al., 2017). Uttrykket profil-basert metode har blitt brukt for narkotika reposisjonering, mål prediksjon, og oppdage immunmodulerende effekter av narkotika (Iorio et al., 2010; Sirota et al., 2011; Kidd et al., 2016; Li et al., 2019). Med mer finkornet, storskala omics datasett blir offentlig tilgjengelig, gir den nåværende kunnskapen en mer nøyaktig avgrensning av den biologiske modulen / nettverket av patologiske prosesser. Vi her identifisert og kommenterte to fartøy diameter-relaterte genmoduler PFGM og NFGM, ved å undersøke gener involvert i positiv og negativ regulering av fartøyet diameter fra en genom-skala gen funksjonelle kart.

TFGMR brukes til å karakterisere anrikningen AV PFGM og NFGM i de urtekomponentinduserte genuttrykksprofilene og definere EN tes-verdi for hver urtekomponent for å måle sin vasorelakserende effekt. Vasorelaxant effekter av topp 10 kandidat urte komponenter ble undersøkt av ex vivo eksperimenter av aorta ring sammentrekning indusert Av Phe. Blant dem, seks forbindelser, ferulsyre, borneol, magnolol, artemisinin, chenodeoxycholsyre og daidzin, fremkalte en åpenbar avslapping (Emax (%Phe) > 50%, Tabell 1) og kan brukes som potensielle terapeutiske midler for sykdommer med høyt blodtrykk.Det skal bemerkes at selv om BARE en database med urte kjemikalier ble testet AV TFGMR, er metoden faktisk egnet for screening av kjemikalier som handlingene på genuttrykksnivåene er kjent for. I tillegg bør kandidatforbindelsene testes for deres direkte effekter på dilatasjon av motstandsbeholdere, som vil bli evaluert ved laserdopplerflowmetri i videre arbeid.

Datatilgjengelighetserklæring

Offentlig tilgjengelige datasett ble analysert i denne studien. Disse dataene finner du her: NCBI Genuttrykk Omnibus, GEO-serien tiltredelsesnummer: GSE85871.

Etisk Erklæring

dyrestudien ble gjennomgått og godkjent Av China Academy Of Chinese Medical Sciences’ Laboratory Animal Care Center.

Forfatterbidrag

pl og CC designet forskning, utførte eksperimenter, analyserte data og skrev manuskriptet. WZ, DY og SL utførte eksperimenter og samlet og analysert data. JZ og AL overvåket arbeidet og skrev og gjennomgikk manuskriptet.

Finansiering

denne forskningen ble støttet Av National Natural Science Foundation Of China (No. 81703945, no. 31800678) Og Technology And Innovation Fund Of Shanxi Agricultural University (No. 2016yj17, NO. 2017yj40).

Interessekonflikt

forfatterne erklærer at forskningen ble utført i fravær av kommersielle eller økonomiske forhold som kan tolkes som en potensiell interessekonflikt.

Supplerende Materiale

Supplerende Materiale for denne artikkelen kan bli funnet online på:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphar.2019.01144/full#supplementary-material

Bader, E. M., Zolty, R. (2010). Vasodilatoreffekt i rasemessige undergrupper ved behandling av kongestiv hjertesvikt. J. Card. Mislykkes. 16 (8), S97-S97. doi: 10.1016 / j.cardfail.2010.06.340

CrossRef Full Text | Google Scholar

Berger, S. I., Iyengar, R. (2009). Network analyses in systems pharmacology. Bioinformatics 25 (19), 2466–2472. doi: 10.1093/bioinformatics/btp465

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Binns, D., Dimmer, E., Huntley, R., Barrell, D., O’Donovan, C., Apweiler, R. (2009). QuickGO: a web-based tool for Gene Ontology searching. Bioinformatics 25 (22), 3045–3046. doi: 10.1093/bioinformatikk/btp536

PubMed Abstract | CrossRef Full Text/Google Scholar

Carey, R. M., Whelton, P. K., Wri, A. A. H. g. (2018). Forebygging, deteksjon, evaluering og behandling av høyt blodtrykk hos voksne: synopsis av 2017 American College Of Cardiology / American Heart Association hypertension guideline. Anne. Int. Med. 168 (5), 351–358. doi: 10.7326 / M17-3203

CrossRef Full Text/Google Scholar

Chen, C., Guo, C., Gao, J., Shi, Kf, Cheng, Jt, Zhang, J., et al. (2019). Vasorelaksant og antihypertensive effekter Av Tianshu Kapsel på rotter: en in vitro og in vivo tilnærming. Biomed. Pharmacother. 111, 188–197. doi: 10.1016 / j.biopha.2018.12.061

PubMed Abstract | CrossRef Full Text / Google Scholar

Deng, Y., Ng, E. S. K., Yeung, J. H. K., Kwan, Yw, Lau, Cbs, Koon, Jcm, Et al. (2012). Mekanismer av cerebral vasodilator handlinger av isoflavonoider Av Gegen på rotte isolert basilær arterie. J. Ethnopharmacol. 139 (1), 294–304. doi: 10.1016 / j.jep.2011.11.021

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Iorio, F., Bosotti, R., Scacheri, E., Belcastro, V., Mithbaokar, P., Ferriero, R., et al. (2010). Discovery of drug mode of action and drug repositioning from transcriptional responses. Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A 107 (33), 14621–14626. doi: 10.1073/pnas.1000138107

CrossRef Full Text | Google Scholar

Kidd, B. A., Wroblewska, A., Boland, M. R., Agudo, J., Merad, M., Tatonetti, N. P., et al. (2016). Kartlegging av effekten av legemidler på immunsystemet. Nat. Bioteknologi. 34 (1), 47–54. doi: 10.1038 / nbt.3367

PubMed Abstract | CrossRef Full Text/Google Scholar

Lamb, J. (2007). Connectivity Map: et nytt verktøy for biomedisinsk forskning. Nat. Rev. Kreft 7 (1), 54-60. doi: 10.1038 / nrc2044

PubMed Abstract / CrossRef Full Text / Google Scholar

Lamb, J., Crawford, E. D., Peck, D., Modell, J. W., Blat, I. C., Wrobel, M. J., et al. (2006). Connectivity Map: ved hjelp av genuttrykk signaturer for å koble små molekyler, gener og sykdom. Vitenskap 313 (5795), 1929-1935. doi: 10.1126 / vitenskap.1132939

PubMed Abstract | CrossRef Full Text/Google Scholar

Li, Hz, Xu, Cq, Han, Lp, Zhang, Hy, Yang, Bf, Zhang, Yq (2005). Effekter av artemisinin på muskeltonen i vaskulær glatt muskel hos rotter. Hake. Tradisjon. Urt. Narkotika 36 (5), 732-734. doi: 10.7501 / j.issn.0253-2670. 2005. 5. 318 (På Kinesisk)

CrossRef Full Text | Google Scholar

Li, P., Chen, J., Zhang, W. X., Li, H. M., Wang, W., Chen, J. X. (2019). Nettverk farmakologi basert undersøkelse av effekten av urte ingredienser på immun dysfunksjon i hjertesykdom. Pharmacol. Res. 141, 104-113. doi: 10.1016 / j. phr.2018.12.016

PubMed Abstract | CrossRef Full Text/Google Scholar

Liao, Y., Wang, J., Jaehnig, E. J., Shi, Z., Zhang, B. (2019). WebGestalt 2019: gensett analyseverktøy med fornyet UIs og Api-Er. Nukleinsyrer Res. 47 (W1), W199-W205. doi: 10.1093/nar/gkz401

CrossRef Full Text | Google Scholar

Liu, Z. K., Ng, C. F., Shiu, H. T., Wong, H. L., Wong, C. W., Li, K. K., et al. (2017). A traditional Chinese formula composed of Chuanxiong Rhizoma and Gastrodiae Rhizoma (Da Chuanxiong Formula) suppresses inflammatory response in LPS-induced RAW 264.7 cells through inhibition of NF-kappaB pathway. J. Ethnopharmacol. 196, 20–28. doi: 10.1016/j.jep.2016.12.014

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Lv, C., Wu, X., Wang, X., J., zeng, H., Zhao, J., et al. (2017). Genuttrykk profiler i respons til 102 tradisjonell Kinesisk medisin (TCM) komponenter: en generell mal for forskning På TCMs. Sci Rep 7 (1), 352. doi: 10.1038 / s41598-017-00535-8

PubMed Abstract | CrossRef Full Text/Google Scholar

Oparil, S., Schmieder, R. E. (2015). Nye tilnærminger i behandlingen av hypertensjon. Circ. Res. 116 (6), 1074-1095. doi: 10.1161 / CIRCRESAHA.116.303603

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Saji, T., Echizen, H., Fukushima, N., Hamaoka, K., Hayashi, M., Honda, M., et al. (2014). Guidelines for drug therapy in pediatric patients with cardiovascular diseases (JCS 2012)—Digest Version. Circ. J. 78 (2), 507–533. doi: 10.1253/circj.CJ-66-0083

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Santos, S. E., Ribeiro, F., Menezes, P. M. N., Duarte-Filho, L. A. M., Quintans, J. S. S., Quintans-Junior, L. J., et al (2019). Ny innsikt om relaxant effekter av (- ) – borneol monoterpen i rotte aorta ringer. Fundam. Clin. Pharmacol. 33 (2), 148–158. doi: 10.1111 / fcp.12417

PubMed Abstract | CrossRef Full Text/Google Scholar

Seok, Y. M., Kim, H. Y., Garmaa, O., Cha, B. Y., Woo, Jt, Kim, I. K. (2012). Effekter av magnolol på vaskulær sammentrekning i rotte aorta ringer. Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 39 (1), 28–36. doi: 10.1111/j.1440-1681. 2011. 05629.x

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Silva-Filho, J. C., Oliveira, N. N., Arcanjo, D. D., Quintans-Junior, L. J., Cavalcanti, S. C., Santos, M. R., et al. (2012). Investigation of mechanisms involved in (–)-borneol–induced vasorelaxant response on rat thoracic aorta. Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. 110 (2), 171–177. doi: 10.1111/j.1742-7843.2011.00784.x

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Sirota, M., Dudley, J. T., Kim, J., Chiang, A. P., Morgan, A. A., Jørgensen, A., et al. (2011). Oppdagelse og preklinisk validering av legemiddelindikasjoner ved bruk av kompendier av offentlige genuttrykksdata. Sci. Transl. Med. 3 (96), 96ra77. doi: 10.1126 / scitranslmed.3001318

PubMed Abstract | CrossRef Full Text/Google Scholar

Subramanian, A., Narayan, R., Corsello, S. M., Peck, D. D., Natoli, T. E., Lu, X. D., Et al. (2017). Et Neste generasjons Tilkoblingskart: l1000-plattform og de første 1.000.000 profilene. Celle 171 (6), 1437-1452. doi: 10.1016 / j.celle.2017.10.049

PubMed Abstract | CrossRef Full Text/Google Scholar

Subramanian, A., Tamayo, P., Mootha, V. K., Mukherjee, S., Ebert, B. L., Gillette, M. A., et al. (2005). Genset berikelse analyse: en kunnskapsbasert tilnærming for å tolke genom-wide uttrykk profiler. Proc. Natl. Acad. Sci. Usa 102 (43), 15545-15550. doi: 10.1073 / pnas.0506580102

PubMed Abstract | CrossRef Full Text/Google Scholar

Suzuki, A., Yamamoto, M., Jokura, H., Fujii, A., Tokimitsu, I., Hase, T., et al. (2007). Ferulsyre gjenoppretter endotelavhengig vasodilasjon i aortas av spontant hypertensive rotter. Er. J. Hypertens 20 (5), 508-513. doi: 10.1016 / j. amjhyper.2006.11.008

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Teng, Cm, Yu, Sm, Chen, Cc, Huang, Yl, Huang, Tf (1990). EDRF-release Og Ca+(+)-kanalblokkering av magnolol, et antiplatelet middel isolert fra Kinesisk urt Magnolia officinalis, i rottebryst aorta. Livet Sci. 47 (13), 1153–1161. doi: 10.1016/0024-3205(90)90176-R

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Tian, P. (2011). Convergence where West meets East. Nature 480 (7378), S84–S86. doi: 10.1038/480S84a

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Wang, Z. C., Lv, Q., Liu, H., Wu, Y., Bai, Y. G., Cheng, Y. P., et al. (2017). Caveolae depletion contributes to vasorelaxant effects of chenodeoxycholic acid. Cell. Physiol. Biochem. 42 (3), 1013–1024. doi: 10.1159/000478683

PubMed Abstract | CrossRef Full Text/Google Scholar

Whelton, P. K., Carey, R. M., Aronow, W. S., Casey, D. E., Collins, K. J., Himmelfarb, C. D., Et al. (2018). 2017 Acc/AHA/AAPA/ABC/ACPM/AGS/APhA/ASH/ASPC/NMA / PCNA Retningslinje for forebygging, deteksjon, evaluering og behandling av høyt blodtrykk hos voksne: sammendrag: En Rapport Fra American College Of Cardiology / American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines. Sirkulasjon 138 (17), E426-E483. doi: 10.1161 / CIR.0000000000000597

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Zhao, J., Suyama, A., Tanaka, M., Matsui, T. (2014). Ferulic acid enhances the vasorelaxant effect of epigallocatechin gallate in tumor necrosis factor-alpha–induced inflammatory rat aorta. J. Nutr. Biochem. 25 (7), 807–814. doi: 10.1016/j.jnutbio.2014.03.013

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Zhou, Z. Y., Xu, J. Q., Zhao, W. R., Chen, X. L., Jin, Y., Tang, N., et al. (2017). Ferulic acid avslappet rotte aorta, små mesenteriske og koronararterier ved å blokkere spenningsstyrt kalsiumkanal og kalsium desensibilisering via defosforylering AV ERK1 / 2 og MYPT1. Eur. J. Pharmacol. 815, 26–32. doi: 10.1016 / j.ejphar.2017.10.008

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar

Zhu, Q., Wong, A. K., Krishnan, A., Aure, Mr, Tadych, A., Zhang, R., Et al. (2015). Målrettet utforskning og analyse av store kryssplattform menneskelige transkriptomiske kompendier. Nat. Metoder 12 (3), 211-214. doi: 10.1038 / nmeth.3249

PubMed Abstract | CrossRef Full Text | Google Scholar