加齢奇風湯の包括的なケミカルプロファイリングとネットワーク薬理学に基づくアルツハイマー病の解析

Comprehensive chemical profiling of Jia-Wei-Qi-Fu-Yin and its network pharmacology-based analysis on Alzheimer's disease.

• Hai-Ming An
• Da-Rong Huang
• Hua Yang
• Xin-Guang Liu
• Jing Du
• Yi Li
• Chao-Ran Li
• Han-Qing Pang
• Run-Zhou Liu
• Chao Peng
• Ping Li
• Wen Gao

抄録

加齢に伴うアルツハイマー病治療薬として開発された「加齢奇風陰（JWQFY）」は、古典的な漢方処方である「奇風陰（QFY）」を改良した新開発の抗アルツハイマー病薬であり、その化学成分や分子機構の解明には至っていない。しかし、その化学成分や分子機構の系統的な理解はいまだに得られていません。この問題を解決するために、JWQFYの包括的な化学的プロファイリングとネットワーク薬理学に基づいた解析を行った。まず、高速液体クロマトグラフィーと四重極飛行時間型タンデム質量分析法(HPLC-QTOF MS)を用いて136化合物を同定し、そのうち17化合物をQFYと比較してJWQFYに特異的に同定した。さらに、70種類の化合物をHPLC-QTOF質量分析法により定量した。次に、ネットワーク構築のために、公開データベースから70化合物のタンパク質標的を収集した。その結果、57の化合物がフィルタリングされ、655の標的と相互作用した。そのうち34化合物がADのKEGG経路にマップされており、JWQFYは抗炎症、神経細胞のアポトーシスの介在、Aβ産生抑制、タウタンパク質のリン酸化抑制などの抗AD効果を発揮する可能性があることが示唆された。さらに、化合物-標的-ADネットワークにおいて、ハブ化合物とハブ標的を、その程度、ノード間距離、近さなどのトポロジカルな特徴に基づいて同定した。そのうち4つのハブ化合物はJWQFYに特異的に由来するものであり、この式の修飾合理性を裏付けるものであった。本研究は、JWQFYの生理活性化合物とマルチターゲットメカニズムを理解するための科学的基盤を提供した。

Jia-Wei-Qi-Fu-Yin (JWQFY) is a newly developed anti-Alzheimer's disease (AD) prescription modified from a classical traditional Chinese medicine formula, Qi-Fu-Yin (QFY). However, a systematic understanding of its chemical constituents and molecular mechanisms is still elusive. To address this problem, comprehensive chemical profiling followed by network pharmacology-based analysis of JWQFY was performed. Firstly, a total of 136 compounds were characterized by high performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry (HPLC-QTOF MS), 17 of them were specifically identified in JWQFY comparing with QFY. Seventy compounds were further quantified via a validated HPLC coupled with triple quadrupole tandem mass spectrometry (QQQ MS) method. Then the protein targets of the seventy compounds were gathered from public databases for network construction. As a result, fifty-seven compounds were filtered, which interacted with 655 targets. Thirty-four of them were mapped into the KEGG pathway of AD, indicating JWQFY might exert anti-AD effects by anti-inflammation, neuronal apoptosis intervening, Aβ production inhibition and phosphorylating tau protein moderating. Furthermore, in the compound-target-AD network, a list of hub compounds and hub targets was identified based on their topological features, including the degree, node betweenness and closeness. Four of the hub compounds were specifically originated from JWQFY, supporting the modification rationality of this formula. This study provided a scientific basis for understanding the bioactive compounds and the multi-target mechanism of JWQFY.

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