Роли Концептуализация, официален анализ, разследване, методология, писане - оригинален проект

китайска

Партньорско училище по здравни и биомедицински науки, Университет RMIT, Виктория, Австралия

Роли Формален анализ, придобиване на финансиране, методология, надзор, писане - преглед и редактиране

Партньорско училище по здравни и биомедицински науки, Университет RMIT, Виктория, Австралия

Ролеви методологии, надзор, писане - преглед и редактиране

Affiliation School of Science, RMIT University, Виктория, Австралия

Софтуер за роли, надзор, писане - преглед и редактиране

Affiliation School of Science, RMIT University, Виктория, Австралия

Роли Концептуализация, методология, писане - преглед и редактиране

Партньорско училище по здравни и биомедицински науки, Университет RMIT, Виктория, Австралия

Роли Концептуализация, валидиране, писане - преглед и редактиране

Партньорско училище по здравни и биомедицински науки, Университет RMIT, Виктория, Австралия

Методология на ролите, писане - преглед и редактиране

Присъединителен отдел на ендокринната система, Виетнамски военномедицински университет, Ханой, Виетнам

  • Шики Луо,
  • Джордж Бин Ленон,
  • Харшарн Гил,
  • Андрю Хунг,
  • Даниел А. Диас,
  • Мингди Ли,
  • Лин Тоан Нгуен

Фигури

Резюме

Цитат: Luo S, Lenon GB, Gill H, Hung A, Dias DA, Li M, et al. (2020) Инхибиращ ефект на китайска билкова формула за отслабване RCM-107 върху активността на а-амилазата на панкреаса: Ензиматични и in silico подходи. PLoS ONE 15 (4): e0231815. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0231815

Редактор: Jie Zheng, Университет в Акрон, САЩ

Получено: 25 септември 2019 г .; Прието: 27 март 2020 г .; Публикувано: 29 април 2020 г.

Наличност на данни: Налични са минимални анонимизирани данни като файлове с поддържаща информация (протокол S1. Протокол за анализ на алфа-амилаза, набор от данни S2. Набор от данни за анализ на алфа-амилаза, оценки на качеството на S1. Оценки на качеството на всички използвани билки) Софтуерът за докинг е споделен чрез предоставяне на връзките за изтегляне в ръкописа. Протоколът е качен и на protocol.io https://www.protocols.io/private/AFCFDB071C9E11EAA1240242AC110002.

Финансиране: Този изследователски проект се подпомага от RMIT University, School of Health and Biomedical Sciences Seeding grant (341333) & Tong Lee Pty Ltd (RE-0256). Финансистите не са играли роля в дизайна на проучването, събирането и анализа на данни, решението за публикуване или подготовката на ръкописа.

Конкуриращи се интереси: Авторите са прочели политиката на списанието и авторите на този ръкопис имат следните конкурентни интереси, за да декларират: Китайският медицински център Tong Kang Lee подкрепи това проучване. Това обаче не променя придържането ни към политиките PLOS ONE за споделяне на данни и материали. Няма патенти, продукти в разработка или предлагани на пазара продукти, свързани с това изследване, които да бъдат декларирани.

Въведение

Затлъстяването е определено като хронично заболяване от Обществото за затлъстяване (TOS) през 2018 г. поради възникващата му епидемиологична тенденция [1]. Повишава риска от развитие на други метаболитни нарушения като хипертония, диабет тип 2, сърдечно-съдови заболявания и инфаркт на миокарда [2, 3]. Най-малко 2,8 милиона възрастни умират поради наднормено тегло или затлъстяване всяка година [4]. В световен мащаб над 1,9 милиарда възрастни са с наднормено тегло, докато над 650 милиона възрастни са били със затлъстяване през 2016 г. [4].

Понастоящем има различни терапевтични цели за намаляване на теглото, като панкреатична липаза, алфа-амилаза, глюкагон като пептид-1 (GLP-1) рецептор и серотонин 2С рецептор [5–7]. Заедно с общото намаляване на употребата на подтискащи апетита, които действат върху централната нервна система (ЦНС), напр. фенфлурамин, d-фенфлурамин и римонабант [5], лекарства, които действат в периферията, са получили по-широко приложение [5]. Някои периферно действащи лекарства са се оказали успешни в управлението на теглото с лека непоносимост, особено тези, които намаляват храносмилането и усвояването на хранителните вещества [6].

При хората различните форми на въглехидрати представляват между 40% и 80% от общия калориен прием [5, 6]. Храни с нисък GI (GI стойност ® Phaseolus vulgaris екстракт от бял боб демонстрира ефекти на загуба на тегло в клинични изпитвания при хора чрез инхибиторната му активност на амилазата [10].

Китайските билкови формули са терапевтични билки, традиционно използвани в комбинация, а не индивидуално. Много изследвания in vitro и in vivo [11–16] демонстрират синергичните действия на билковите формули, което показва, че билковите формули показват значително по-добри фармакологични ефекти от отделните билки при различни състояния, включително затлъстяване [17]. Парк и др. [15] съобщава за по-силен ефект на намаляване на теглото на две билки (Panax ginseng и Veratrum nigrum), използвани в комбинация, а не отделно при мишки, индуцирани с високо съдържание на мазнини. Активни класове като фенолно и флавоноидно съдържание от дадено билково лекарство могат да бъдат отговорни за техните синергични ефекти [17]. Предизвикателство обаче е да се оценят точно тези синергични ефекти, тъй като точното химично вещество и фармакологичните свойства на китайските билки не са ясно дефинирани [18]. Разработен е интегриран подход за систематичен анализ, включващ литература, експериментални и изчислителни изследвания, за да подпомогне анализирането на сложни мултилигандни цели-синергични действия [17, 18].

В допълнение, молекулярният докинг се използва често при проектирането на лекарства, целящ да предскаже местата на свързване на лиганд с целеви протеин. Ефектът на лиганда върху целевия протеин може да се предскаже чрез сравняване на мястото на свързване с установено лекарство (например инхибитор), което има известно действие върху този протеин. Също така е приложено молекулярно докинг за идентифициране на ключови активни съединения, които могат да се свържат със съответните мишени в известния активен център [18].

В тази статия ние изследвахме формулата RCM-107 (Slimming Plus), модифицирана от предишната ни проучена формула RCM-104, която демонстрира значителни ефекти върху загубата на тегло в клинични проучвания [19]. RCM-107 съдържа осем китайски билки, включително Camellia sinensis/Lu cha ye; Poria/Poria cocos (schw.) Вълк./Фу линг; Nelumbinis folium/Nelumbo nucifera Gaertn./Той вие; Коренище Alismatis/Alisma orientalis (сам.) Juzep./Ze xie; Plantaginis сперма/Plantago asiatica L./Che qian zi; Сперма от касия/Cassia obtusifolia L./Jue ming zi; Sophorae flos/Sophora japonica L./Huai hua и Gardeniae fructus/Gardenia jasminoides Ellis./Zhi zi [20]. Неотдавнашната ни работа показа мощен инхибиторен панкреатичен липазен ефект на тази формула, който може да доведе до намаляване на липидната абсорбция, като по този начин загуба на тегло. Също така, ние идентифицирахме присъствието на шест активни химични съединения в RCM-107 и свързаните единични билки, като EGCG, епикатехин-3-галат (ЕКГ), (-) - епикатехин (EC), кафеен, рутин и кроцин [21 ]. Към днешна дата обаче няма публикувани научни доказателства, показващи ефектите на RCM-107 и отделните му растителни съставки върху активността на панкреатичната алфа-амилаза.

Следователно, настоящото проучване има за цел първо да определи ефектите на RCM-107 и отделните билки в тази формула върху инхибирането на свински панкреатична алфа-амилаза (PPA), използвайки експериментални анализи за инхибиране на амилазата. Свинската форма на ензима е подходящ избор за тази работа поради голямото сходство на последователността между алфа-амилаза на панкреас при хора, свине и мишки [22]. Следователно резултатите от настоящото проучване могат лесно да бъдат екстраполирани, за да се разберат механизмите на действие на формулата върху редица бозайници, включително хора.

В допълнение, ключови активни компоненти, които биха могли да действат като потенциални инхибитори на PPA от отделните съединения в тези билки в RCM-107, получени от литературата [20, 23–35], ще бъдат прогнозирани чрез молекулярни докинг анализи.

2. Материали и методи

2.1 Анализ на инхибиране на амилазата

2.1.1 Материали.

EnzCheck ® Ultra Amylase Assay Kit (E33651) и фосфатен буферен физиологичен разтвор (PBS) таблетки (18912) са получени от Life Technologies Australia Pty Ltd (Mulgrave, AUS). Свинска панкреатична α-амилаза (PPA) (50 mg/5mL, 10102814001), диметилсулфоксид (DMSO, 472301-500mL) и акарбоза (A8980-1G) са закупени от Sigma-Aldrich (Австралия). RCM-107 капсули (15733, AUST L 285569) са предоставени от Китайския медицински център Tong Kang Lee (Kensington VIC Australia) и билкови гранули (Nong’s, HK), състоящи се от Camellia sinensis/matcha/Lu cha ye; Poria/Poria cocos (schw.) Вълк./Fuling (A1601642; 1006A1601642031019); Nelumbinis folium/Nelumbo nucifera Gaertn./Той да (A1601450; 1356A1601450060919); Коренище Alismatis/Alisma orientalis (сам.) Juzep./Ze xie (A1600004; 1015A1600004070119); Plantaginis сперма/Plantago asiatica L./Che qian zi (A1600813; 1072A1600813080819); Сперма от касия/Cassia obtusifolia L./Jue ming zi (A1500060; 1161A1500060040218); Sophorae flos/Sophora japonica L./Huai hua (A1601428; 1203A1601428071119) и Gardeniae fructus/Gardenia jasminoides Ellis./Zhi zi (A1600810; 1033A1600810050719) са доставени от GL клиниката за естествени грижи (Strathmore, VIC, Австралия).

2.1.2. приготвяне на пробата.

Всяка капсула RCM-107 съдържа 500 mg екстрахиран билков прах (включително 150 mg Camellia sinensis и 50 mg от останалите седем съставки), смесени с 180 mg помощни вещества, като силициев диоксид колоиден безводен, калциев хидроген фосфат дихидрат, магнезиев стеарат и микрокристална целулоза. Билков прах и гранули се получават чрез водна екстракция на суровините чрез кипене и лиофилизация. Съотношението между извлечени: сурови/сухи билки е 1:10. Двадесет милиграма билков прах RCM-107 и осем билкови гранули се претеглят и разтварят в 4 ml дестилирана вода, съдържаща 2% DMSO. Пробата се завихря за 5 минути и се обработва с ултразвук в продължение на 10 минути, след което се филтрира през филтър Millex-HP 0,45 μm (Millipore). Разреждането от основния разтвор (5 mg/ml) се извършва, за да се постигне крайна концентрация от 300 μg/ml. В допълнение беше проведено серийно разреждане на формулата RCM-107, за да се получи седем точки на калибриране, вариращи от 10–800 μg/mL. По същия начин се приготвя акарбозата за положителна контрола.

2.1.3 Анализ на флуоресценция.

2.1.4. Статистически анализ.

Пробите и контролите се изпълняват в три екземпляра. Резултатите са представени като средна стойност ± стандартна грешка от 3 независими експеримента. Кладенци, които съдържат или проби и буфер, или само ензим и буфер, бяха използвани за откриване на фонова автофлуоресценция. Концентрацията, осигуряваща 50% инхибиране (IC50), беше изчислена чрез нелинейна регресия (стойностите са средни ± стандартно отклонение SD) и статистическата значимост беше оценена с еднопосочен дисперсионен анализ (ANOVA), последван от тест за множество сравнения на Tukey чрез Graphpad Prism Версия на софтуера 7. Резултати със стойност P 0,05). Sophorae flos са показали значително инхибиране на PPA (P Фиг. 1. Потискащи ефекти на формулата RCM-107, осем единични билкови гранули и акарбоза (инхибитор) при 300 μg mL -1 върху а-амилазната активност на свински панкреас.

Ензимната активност при липса на проби или инхибитор е представена като 100%. Данните са изразени като средно ± стандартна грешка на средната стойност (SEM) от три независими експеримента, включително три повторения всеки път. **** показва Р 0,05) на PPA. Коренището на Alismatis леко повишава ензимната активност, вместо да го потиска. Въпреки че инхибиторната сила на формулата RCM-107, Gardeniae fructus, Nelumbinis folium и Camellia sinensis са по-малко активни от акарбозата, данните показват, че те могат да действат като по-лек инхибитор на PPA. От друга страна, коренището на Poria и Alismatis имаше малко или никакво въздействие върху потискането на този ензим.

Както формулата на RCM-107, така и известният инхибитор на амилазата, акарбоза, демонстрират своите ефекти чрез потискане на PPA по дозозависим начин (Фигура 2). Ензимната активност намалява драстично от 85% на 3%, когато концентрацията на формулата RCM-107 се повиши от 10–800 μg/mL. Инхибиторната сила на акарбозата е представена чрез постигане на максимално инхибиране (98%) при концентрация от 500 μg/ml. Акарбозата показва по-нисък IC50 (16,31 ± 1,74 μg/mL) в сравнение с формулата RCM-107 (119,5 ± 17,14 μg/mL). Тези данни показват, че формулата RCM-107 може да инхибира панкреатичната α-амилаза, но не толкова мощно, колкото положителната контрола.