バイオインフォマティクスと生化学的知見から、カルコシンの抗肝ステアトーシスメカニズムが明らかになった

Bioinformatic and biochemical findings disclosed anti-hepatic steatosis mechanism of calycosin.

• Xuebing Cheng
• Na Liu
• Hangyu Liu
• Na Huang
• Xiaodong Sun
• Guangdong Zhang

抄録

これまでの報告で明らかになっているように、カルコシンは機能性フラボノイドであり、薬理活性が確認されている。カルコシンの抗がん作用を実証するためのエビデンスがほとんどであるが、カルコシンを用いた抗脂肪肝の研究は限られたものである。最近では、ネットワーク薬理学に基づいた新しい方法が、カルコシンの抗脂肪肝薬の生物学的標的と分子機構の解明に貢献していると考えられる。本研究では、バイオインフォマティクスの結果の一部を確認するために、ヒトおよび動物実験を実施した。その結果、ネットワーク薬理学に基づくバイオインフォマティクスデータから、カルコシンの抗脂肪肝のバイオターゲットは、アルデヒド脱水素酵素（ALDH2）、ニーマンピックC1（NPC1）、高移動度群蛋白質1（HMGB1）であることが示唆された。ビリルビンUDPグルクロノシル転移酵素1（UGT1A1）、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ3（MAPK3）、上皮成長因子受容体（EGFR）、ヒドロキシトリプタミン受容体2（HTR2）、遊走阻害因子（MIF）、チトクロームP450、ファミリー19A1（CYP19A1）。さらに、脂肪肝治療の重要な生物学的特徴とメカニズムがすべて明らかになった。人間の調査結果では、血液検査は変更されたグルコースおよび脂質の内容、高められたインシュリン抵抗および炎症性の圧力を示しました。そして患者からの脂肪肝切片は ALDH2、NPC1 の否定的な表現および肯定的な HMGB1 の表現で起因しました。生体内での研究では、カルコシン処理高脂肪食（HFD）を摂取したマウスは、肝臓重量の減少、空腹時血清グルコースとインスリンの減少、肝機能性トランスアミナーゼ、血中脂質、代謝酵素、炎症性サイトカインの減少を示しました。また、遺伝子検査では、カルコシン処理した肝臓サンプルでALDH2、NPC1 mRNAのアップレギュレーション、HMGB1 mRNAのダウンレギュレーションが認められた。これらのバイオインフォマティクスデータは、抗脂肪肝のためのカルコシンの生物学的標的、機能、メカニズムを示している。興味深いことに、これらのバイオインフォマティクス的知見は、臨床および動物サンプルで部分的に検証することができる。

As revealed in previous reports, calycosin is a functional flavonoid characterized with identified pharmacological activities. Most of evidences are used to demonstrate the anti-cancer benefits of calycosin, however, the existing study of anti-fatty liver medicated by calycosin is limitedly reported. Recently, an emerging avenue based on network pharmacology may contribute to excavate the biological targets and molecular mechanisms of calycosin for anti-fatty liver. In confirmatory experiments, the human and animal studies were subjected to verify some of bioinformatic results. Accordingly, bioinformatic data based on network pharmacology suggested that discoverable biotargets of calycosin for anti-fatty liver were aldehyde dehydrogenase (ALDH2), Niemann pick C1 (NPC1), high mobility group protein 1 (HMGB1), bilirubin UDP glucuronosyltransferase 1 (UGT1A1), mitogen-activated protein kinase 3 (MAPK3), epidermal growth factor receptor (EGFR), hydroxytryptamine receptor 2 (HTR2), migration inhibitory factor (MIF), cytochrome P450, family 19A1 (CYP19A1). Furthermore, all significant biological characteristics and mechanisms of to treat fatty liver were revealed in several. In human findings, the blood tests showed changed glucose and lipid contents, elevated insulin resistance and inflammatory stress. And fatty liver sections from patients resulted in negative expressions of ALDH2, NPC1, and positive HMGB1 expression. In a study in vivo, calycosin-treated high fat diet (HFD)-fed mice exhibited reduced liver weights, decreased fasting serum glucose and insulin, liver functional transaminases, blood lipids, metabolic enzymes, and inflammatory cytokines. And the data in gene tests displayed up-regulations of ALDH2, NPC1 mRNAs, and down-regulation of HMGB1 mRNA in calycosin-treated liver samples. Together, the current bioinformatic data demonstrate biological targets, functions and mechanisms of calycosin for anti-fatty liver. Interestingly, these bioinformatic findings can be partially verified with clinical and animal samples.

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