Klinická metabolická analýza v kombinaci se sledovatelností biosyntetické cesty: Nový přístup k ukazateli kvality čínské Materia Medica

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Zvýraznění

„Objev klinicky aktivních složek jako vodítko, Reverzní analýza metabolických transformací jako spojení a Sledovatelnost biosyntetických drah jako klíč“, nová výzkumná strategie pro objevování ukazatele kvality čínské materia medica (CMM), podporuje standard kvality CMM.

cistancheumětléčit onemocnění ledvinzlepšit funkci ledvin

Abstraktní

Ukazatel kvality (Q-marker) čínské materia medica (CMM) hraje důležitou roli při kontrole kvalityCMMprodukty. Jeho výzkumná strategie a technika však zůstávají nejasné. Na základě skutečnosti, že standard kvalityCMMby měla být spojena s klinickou účinností. Užívejte tabletovou léčbu Jing1 Jiangtangcukrovka typu 2jako příklad. je objeven a ověřen Q-marker související s aktivitou prostřednictvím reverzní analýzy metabolismu léčiv na klinikách a sledovatelnosti botanických biosyntetických drah. Proto jsme navrhli novou výzkumnou strategii Q-markeru CMM s „Objevem klinických aktivních složek jako vodítkem, Reverzní analýzou metabolických transformací jako spojením a Sledovatelností biosyntetických drah jako klíčem“, abychom zlepšili kontrolu kvalityCMMprodukty.

Klíčová slova: čínský materiál lékařský, marker kvality, klinická metabolická analýza, biosyntetická dráha, tableta Jinqi Jiangtang,Cukrovka typu 2

Zkratky: Q-marker, Quality marker; CMMCčínská materia medica; CAS,(S)-canadinsyntáza; STOXX, (S)-tetrahydro protoberberin oxidáza; JOJTT, tablety Jinqi Jiangtang; UPLC, ultravýkonná kapalinová chromatografie; UPLC-MS/MS, ultravýkonná kapalinová chromatografie-tandemová hmotnostní spektrometrie; STZ, streptozocin; HFD, dieta s vysokým obsahem tuku; FBG Hladina glukózy v krvi nalačno; PBG Postprandiální hladina glukózy v krvi; OGTT, orální glukózový toleranční test.

akteosidvcistanchemají dobré účinky naledvina

Pozadí

Kontrola kvalityČínská materia medica (CMM)je důležitým základem pro zajištění bezpečnosti a účinnosti CMM a také je to po dlouhou dobu klíčová a obtížná otázka ve výzkumu standardizace čínské medicíny. Značka kvality (O-marker) souřadnicového měřicího stroje se stala žhavým problémem v tradicičínská medicínas významnou rolí v kontrole kvality CMM [1]. Jeho výzkumná myšlenka a technika se staly klíčovými vědeckými problémy, které bylo třeba rozšířit a zlepšit. V současnosti je separace a test bioaktivity aktivních složek hlavní výzkumnou strategií pro objevování Q-markeru CMM. Tento přístup však může být do značné míry slepý, nejistý, časově náročný a pracný. Aby se obohatila a zlepšila teorie, technické metody a výzkumné cesty Q-markeru CMM, je nutné podporovat transformace a vývoj modelu hodnocení kvality CMM s Q-markerem jako jádrem. Strategie založená na reverzní analýze metabolismu léčiv na klinikách a sledovatelnosti botanických biosyntetických cest k objevu Q-markeru CMM bude užitečným doplňkem pro rozšíření současných nápadů a přístupů výzkumu Q-markerů v čínské medicíně.

Z koncepce, principu a původního záměru Q-markeru CMM proto navrhujeme nový výzkumný nápad pro objev a validaci Q-markeru, přičemž jako modelový lék jsme vybrali tablety Jinqi Jiangtang (JQJTT) s významnou klinickou účinností. [2,3]. Na základě skutečnosti, že kvalitativní standard CMM by měl korelovat s klinickou účinností, bylo by efektivní začít s identifikací bioaktivních složek v klinických vzorcích (např. krev, moč), následovanou sledovatelností botanickými biosyntetickými cestami k odhalení bioaktivní látky. a inherentní klíčové sekundární metabolity, které mohou být potenciálním O-markerem. S finální validací klasickým hypoglykemickým vyhodnocovacím modelem může být potvrzený O-marker přenesen a vysledován, což umožňuje jeho dostupnost při kontrole kvality celého výrobního procesu JOJTT. Tato strategie klade důraz na „REVERSE“ – od klinického profilu metabolismu léčiv až po klíčový botanický meziprodukt v biosyntetických drahách – což zajišťuje, že objevený Q-marker je klinicky a botanicky příbuzný a přímo spojuje přirozenou vlastnost a klinický význam CMM. Tato nová koncepce Q-markeru CMM s „Objevem klinicky aktivních složek jako vodítkem, Reverzní analýzou metabolických transformací jako spojením a Sledovatelností biosyntetických drah jako klíčem“ poskytuje užitečnou strategii pro teoretické inovace, technologický průlom a výzkum. myšlenkové rozšíření kontroly kvality CMM.

JQJTT, klasický starověký vzorec, se poprvé objevil v Qianjin Fang, který byl publikován v roce 652 n. l. (dynastie Tang v Číně), je zaznamenán ve vydání čínského lékopisu 2015 (svazek 1), které se skládá z Coptis Chinensis, Astragalus membranaceus a Lonicera. japonsko). Podle čínského lékopisu z roku 2015 (svazek 1) byly tři kousky odvaru připraveny na alkaloidový extrakt,

saponinový extrakt a extrakt organické kyseliny, v daném pořadí; a přimíchány k opravě tablet. Dvojitě zaslepená, placebem kontrolovaná randomizovaná klinická studie potvrdila, že JQJTT s bioaktivitami, jako je snížení hladiny glukózy v krvi, zlepšení metabolismu lipidů a citlivost na inzulín, má jednoznačný terapeutický účinek na diabetes 2. typu [4]. Standard kvality JQJTT je však stále potřeba dále zlepšovat.

Koncepce a současný výzkum Q-markeru CMN

O-marker CMM jsou chemické složky, které jsou vlastní surovému léčivu nebo vznikají během zpracování, úzce souvisí s atributem CMM a indikátory odrážejícími bezpečnost a účinnost CMM na klinice. Q-marker by měl splňovat čtyři základní požadavky [1]:(1)Q-marker existuje v surových drogách, extraktech a (nebo) formulacích;(2)O-marker by měl být kvalitativně identifikován a kvantitativně stanoven a měl by úzce souviset s funkční vlastnosti CMM;(3)Q-Marker je v souladu s teorií a praxí tradiční čínské medicíny;(4)Q-marker má vlastnosti přenositelnosti a sledovatelnosti. Inovativní akademický koncept Q-markeru CMM má důležitou akademickou hodnotu a praktický význam pro studium standardů kvality CMM. Jeho výzkumná myšlenka a technické metody se staly klíčovými vědeckými problémy, které je třeba zlepšit.

Hlavní výzkumná cesta na Q-marker CMM

Hlavní výzkumnou cestou k nalezení Q-markeru je identifikace chemické složky, objev exkluzivní složky a validace její bioaktivity, čímž bylo v několika případech dosaženo úspěchu [5,6]. Jako běžná výzkumná cesta v této oblasti má však taková metoda určité nevyhnutelné nedostatky. Chemické složky v běžných CMM již byly z velké části prozkoumány a je těžké a pracné najít nové složky. Stále není známo, zda lze výlučnou složku zjistit nebo zda souvisí s bioaktivitou. Navíc je obvykle obtížné potvrdit, zda je nalezená složka skutečně výlučná, že výlučná složka by s rozvojem fytochemie byla nevýlučná. . Například koptisin je obecně považován za výlučnou složku C. Chinensis, ale bylo hlášeno, že koptisin lze izolovat také z Corydalis yanhusuo WT Wang[7]. Kromě toho může být obtížné vyhodnotit biologickou aktivitu výlučné složky, pokud je nízká nebo obtížně se koncentruje. Proto podle principu Q-markeru CMM zkoumáme nový výzkumný přístup založený na konotaci Q-markeru, že by měl být spojen s klinickou účinností a může být použit k hodnocení kvality CMM, což zdůrazňuje základní atributy „související klinická účinnost, botanicky inherentní, sledovatelná při zpracování a kvalitativně a kvantitativně zjistitelná“.

Jak je všem známo, po získání velkého počtu složek (potenciálního Q-markeru) fytochemickou separací by mělo následovat hodnocení jejich biologické aktivity pro potvrzení. Avšak kromě skutečnosti, že není možné vyhodnotit bioaktivity všech izolovaných složek, je korelace mezi výzkumem na buňkách nebo zvířatech a klinickou účinností špatně objasněna, což vede k objevu „pseudo-Q-markeru“, který je obtížné zjistit. kontrolovat kvalitu a spojit se s klinikou [8-11]. Aktivní složky tedy mohly být zjištěny z terminálně-klinického účinku. Ve skutečnosti, objasnění jejich metabolického pravidla in vivo a upstream prototyp nebo metabolity by mohly být obráceně analyzovány, což je zásadní pro prozkoumání potenciálního Q-markeru souvisejícího s klinikou.

Asociace vnitřních vlastností a bioaktivity sekundárních metabolitů poskytuje důležité vodítko pro zkoumání Q-markeru

Sekundární metabolity v rostlinných biosyntetických drahách jsou hlavním zdrojem aktivních složek v CMM, které jsou během růstu a vývoje rostlin ovlivňovány půdou, klimatem, symbiotickými organismy, kultivačními metodami a dalšími faktory, které vytvářejí své vlastní jedinečné biosyntetické dráhy [12]. . To znamená, že ačkoli chemické složky (prekurzory, meziprodukty a sekundární metabolity) rostlin ze stejného zdroje mají různé struktury, většinou se skládají z určité základní strukturní jednotky a tvoří se do různých vnitřních složek. Navíc bylo dosaženo adekvátních úspěchů v biosyntetických drahách aktivních složek (sekundárních metabolitů) běžného CMM [13-15]. Například cesta biosyntézy berberinu, jedné z aktivních složek C. Chinensis, patří k dráze syntézy benzylisochinolinových alkaloidů. Syntéza benzylisochinolinových alkaloidů začíná z L-tyrosinu, který tvoří dva klíčové meziprodukty včetně (S)-scoreline a (S)-tetrahydrokolumbaminu prostřednictvím vícestupňové enzymatické reakce. (S)-tetrahydrocolumbamin je poté transformován na berberin (obrázek 1), stejně jako strukturně podobné aktivní složky, jako je koptisin, palmatin, kolumbamin a magnoflorin [16], což vede k vědeckému problému, zda může kontrola kvality C. Chinensis být realizováno řízením (S)-tetrahydrocolumbaminu nebo (S)-scoreline, běžného upstreamového klíčového meziproduktu známých aktivních složek C. Chinensis. Pokud ano, je možné korelovat a řídit několik navazujících aktivních složek s podobnou strukturou a účinky, aby bylo možné vyhodnotit kvalitu CMM. Proto je nová strategie přístupu – „aktivní složky jsou objeveny z kliniky, upstream prototypy nebo metabolity aktivních složek jsou reverzně analyzovány metabolickým pravidlem in vivo a tyto vnitřní složky slouží jako potenciální Q-marker“, je inovativní vývoj pro rozšíření současné cesty výzkumu Q-markeru CMM (obrázek 2).

Q-marker JQJTT lze prozkoumat integrační strategií – „Objev klinických aktivních složek, Reverzní analýza metabolických transformací a Sledovatelnost biosyntetických drah“

V současné době je kvalita JQJTT řízena kvalitativními a kvantitativními dílčími složkami a obecnými požadavky na přípravky, které nedostačují k tomu, aby odrážely integrální kvalitu formule, a je obtížné propojit přenos kvality a stopu surových drog, odvarových kousků a přípravky. Se svým relativně jednoduchým složením, do značné míry prozkoumaným metabolismem bioaktivních složek in vivo a botanickými biosyntetickými cestami může být JQJTT modelem podporujícím výzkum o objevu a validaci Q-markeru CMM.

Výroba a kontrola kvality reprezentativního vzorku JQJTT a odběr séra pacientů, kterým byl podáván JQJTT

Přípravek JQJTT se vyrábí z kvalifikovaných Coptis Chinensis, Astragalus membranaceus a Lonicera japonica podle techniky v čínském lékopisu 2015 vydání (svazek 1). Na základě národních zákonných norem lze vícesložkové stanovení a chemický otisk použít k integrálnějšímu hodnocení kvality surových drog, odvarů a přípravků, což zajišťuje, že následné výsledky výzkumu mohou být srovnatelné a sledovatelné. Kromě toho, v souladu s lékařskou etikou a kritérii inkluze a vyloučení, pacienti scukrovka typu 2dostanou JQJTT a odeberou se vzorky jejich séra.

Identifikace absorbovaných složek a metabolických produktů JQJTT a jejich zpětná analýza podle transformací

Na základě zavedené metodologie jsou absorbované složky a jejich metabolické produkty JQJTT určeny pomocí UPLC-QTOF/MSE nebo UPLC-Q-Orbitrap MS/MS a lze spekulovat o neznámé struktuře sloučeniny a neshodných složkách. Dále, po strategii reverzní analýzy, lze spekulovat a objasňovat složky JOJTT absorbované v krvi a jejich transformační pravidlo podle strukturních metabolických charakteristik složek a jejich produktů (obrázek 3).

Pravidlo transformace složek v JQJTT je sledovatelné podle „surových drog, odvarů a přípravků“

S objasněním složek absorbovaných v krvi a jejich metabolitů jsou tyto složky v surových drogách, odvarech a přípravcích souvisejících s JQJTT detekovány pomocí UPLC nebo UPLC-MS/MS, aby bylo možné zpětně sledovat a analyzovat a případně zajistit, jaké sekundární metabolity by měly být zaměřené na surové drogy nebo rostliny.

S objasněním složek absorbovaných v krvi a jejich metabolitů jsou tyto složky v surových drogách, odvarech a přípravcích souvisejících s JQJTT detekovány pomocí UPLC nebo UPLC-MS/MS, aby bylo možné zpětně sledovat a analyzovat a případně zajistit, jaké sekundární metabolity by měly být zaměřené na surové drogy nebo rostliny.

Objev potenciálního Q-markeru JQJTT botanickými biosyntetickými cestami

S objasněnými biosyntetickými cestami jako vodítkem jsou absorbované složky s kvalitní přenosovou schopností a sledovatelnými vlastnostmi vybrány pro analýzu jejich upstream sekundárních metabolitů nebo klíčových meziproduktů, které lze určit jako potenciální Q-markery, pokud jsou bioaktivní, inherentní a schopné přenášet kvalitu a lze je vysledovat a detekovat.

Validace Q-markeru JQJTT klasickým hodnotícím modelem ve vztahu k terapeutickému účinku

Potenciální Q-markery JQJTT jsou kvalitativně a kvantitativně analyzovány pomocí UPLC nebo UPLC-MSMS. Podle čínského lékopisu se biologické testy na různých šaržích JQJTT provádějí na zavedeném hypoglykemickém modelu v buňkách (model buněk s inzulínovou rezistencí vytvořený pomocí buněk HepG2)[17] a zvířat (krysy krmené stravou s vysokým obsahem tuků s následnou intraperitoneální injekcí streptozocin)[18]. Pomocí vícerozměrné statistické analýzy se hodnotí integrální význam mezi O-markerem a hypoglykemickou aktivitou a nakonec se potvrdí Q-marker JQJTT. V případě potřeby lze k ověření použít retrospektivní klinické pozorování.

Pro všechny výše uvedené kombinujeme společné nápady a techniky, abychom vytvořili nový přístup k Q-markeru CMM,

který je založen na "Objevu klinických aktivních složek, Reverzní analýze metabolických transformací a Sledovatelnosti biosyntetických drah", aby obohatil a zlepšil teorii a technické metody CMM'Q-markeru (obrázek 4).

Diskuse

Návrh inovativní koncepce, Q-marker, vyrovnává nedostatek současné kontroly kvality, která má důležité akademické hodnoty a praktický význam. A k podpoře revoluce a rozvoje řízení kvality v CMM s O-markerem jako jádrem je třeba rozšířit a zlepšit výzkumnou myšlenku a techniku.

V tomto článku, pokud jde o skutečnost, že standard kvality CMM by měl korelovat s klinickým terapeutickým účinkem, navrhujeme novou ideologii, že objev O-markeru může začít identifikací bioaktivních složek z klinického pozorování, po které následuje reverzní analýza o metabolismu léčiv in vivo. Tato strategie překonává nedostatek, který konvenční výzkum kontroly kvality těžko spojuje s klinickou bezpečností a účinností, a zabraňuje tomu, aby byl konvenční výzkum slepý a náhodný. Náš návrh prosazuje, aby současná kontrola kvality CMM byla ideálně inovována, s jasným terapeutickým účinkem a objasněnou cestou biosyntézy jako předpoklady. Kromě toho musíme zdůraznit, že nová strategie je novým průzkumem, nikoli popřením současné metody výzkumu Q-markerů CMM. Naše výzkumné metody Q-markeru CMM mají samozřejmě nevyhnutelná omezení. Tato výzkumná strategie může být například aplikována na rostlinná léčiva, nikoli na zvířata nebo minerální léčiva. Částečně by měly být objasněny botanické biosyntetické cesty a chemické látky subjektů. Kromě toho může být získávání klinických vzorků pro některé laboratoře nepohodlné, nicméně v souladu s koncepcí, principem a původním záměrem O-markeru CMM by cesta výzkumu měla být různorodá. Každá výzkumná strategie má určitý rozsah použití. Mělo by být vybráno a změněno podle různých výzkumných objektů, aby se společně podpořily inovace a vývoj teorie a technických metod Q-markeru CMM.

Reference

1. Liu CX, Cheng YY, Guo DA, a kol. Nový koncept ukazatele kvality pro hodnocení kvality a řízení procesu čínských léčiv. Chin Herb Med, 2017. 9: 3−13.

2. Yue SJ, Liu J, Feng WW a kol. Systémová farmakologie založená disekce synergického mechanismu Huangqi a Huanglian pro diabetes mellitus. Front Pharmacol 2017. 8: 694.

3. Gao LH, Liu Q, Liu SN a kol. Rafinovaná tableta-JinQi-JiangTang zlepšuje prediabetes snížením inzulínové rezistence a zlepšením funkce beta-buněk u myší. J Ethnopharmacol 2014. 151: 675−685.

4. Chao M, Zou D, Zhang Y a kol. Zlepšení inzulinové rezistence pomocí tradiční čínské medicíny u pacientů s diabetem 2. Endocr, 2009. 36(2): 268.

5. Zhong Y, Zhu J, Yang Z, a kol. Strategie založená na Q-markerech pro výzkum CMC čínské medicíny: Případová studie saponinů Panax Notoginseng. Fytomedicína, 2018. 44: 129-137.

6. Liao M, Shang H, Li Y a kol. Integrovaný přístup k odhalení markerů kvality, které jsou základem účinků Alisma Orientale na metabolismus lipidů, pomocí chemické analýzy a síťové farmakologie. Fytomedicína, 2018. 45: 93−104.

7. Shi JM, Han WL, Ye WC, a kol. Studie o chemických složkách Corydalis yanhusuo WTWang. Nat Prod Res Dev (Chin), 2011. 23: 647−651.

8. Feng WW, Zhang Y, Tang JF a kol. Kombinace chemického otisku prstů s biologickým testem, preferovaný přístup pro kontrolu kvality injekce světlice barvířské. Anal Chim Acta, 2018. 1003:56−63.

9. Yan D, Xiong Y, Ma LN a kol. Návrh na vytvoření vzoru hodnocení kvality a správného režimu pro čínskou materia medicu na základě klinické účinnosti. Chin Tradit Herbal Drugs (Chin), 2013. 44(1): 1−5.

10. Reardon S. Myší dům může zničit experimenty: Za mnoha neopakovatelnými experimenty na hlodavcích stojí faktory prostředí. Příroda, 2016. 530: 264.

11. Yan D, Liu J, Wang AT, a kol. Zkoumání výzkumných myšlenek mechanismu dominantních onemocnění v tradiční čínské medicíně na základě medicíny založené na důkazech. Chin J Chin Mater Med (Chin), 2018. 13: 2633−2638.

12. Zi J, Mafu S, Peters RJ. Do giberelinů a ještě dál! Sledování vývoje metabolismu (Di) terpenoidů. Annu Rev Plant Biol, 2014. 65(1): 259−286.

13. He SM, Liang YL, Cong K a kol. Identifikace a charakterizace genů zapojených do biosyntézy benzylisochinolinových alkaloidů u druhů Coptis. Front Plant Sci, 2018. 9: 731.

14. Kojima M, Uritani I. Studie biosyntézy kyseliny chlorogenové v kořenové tkáni sladkých brambor se zvláštním odkazem na izolaci meziproduktu kyseliny chlorogenové. Plant Physiol, 1973. 51: 768-771.

15. Moses T, Papadopoulou KK, Osbourn A. Metabolická a funkční diverzita saponinů, biosyntetických meziproduktů a semisyntetických derivátů. Crit Rev Biochem Mol Biol, 2014. 49: 439−462.

16. Ma Y, Guo J, Mao YP a kol. Analýza biosyntetických drah aktivních složek léčivých rostlin a jejich dostupnost. Chin J Tradit Chin Med Pharm, 2017. 32: 2079−2083.

17. Song JJ, Wang Q, Du M a kol. Peptid IPPKKNQDKTE odvozený od kaseinového glykomakropeptidu zlepšuje inzulínovou rezistenci indukovanou vysokou glukózou v buňkách HepG2 prostřednictvím aktivace signalizace AMPK. Mol Nutr Food Res, 2017. 61: 1600301.

18. Mansor LS, Gonzalez ER, Cole MA, et al. Srdeční metabolismus v novém potkaním modelu diabetu 2. typu s použitím vysoce tučné stravy s nízkou dávkou streptozotocinu. Cardiovasc Diabetol, 2013. 12:136-136.