생합성 경로의 추적 가능성과 결합된 임상 대사 분석: 한약재의 품질 마커에 대한 새로운 접근

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하이라이트

중국 약재(CMM)의 품질 마커를 발견하기 위한 새로운 연구 전략인 "임상 활성 성분의 발견을 지침으로, 대사 변환의 역분석을 링크로, 생합성 경로의 추적성을 핵심으로"는 CMM의 품질 표준을 촉진합니다.

시스탄체~할 수 있다신장 질환을 치료하다신장 기능 개선

추상적인

한약재(CMM)의 품질마커(Q-marker)는 한약재의 품질관리에 중요한 역할을 합니다.CMM제품. 그러나 연구 전략과 기술은 아직 불분명하다. 의 품질 기준이 있다는 사실을 바탕으로CMM임상적 효능과 관련이 있어야 합니다. Jing1 Jiangtang 정제 치료를 가져 가라.제2형 당뇨병예로서. 클리닉에서 약물 대사의 역분석과 식물 생합성 경로의 추적성을 통해 활성과 관련된 Q-마커를 발견하고 검증합니다. 따라서 우리는 "임상 활성 성분의 발견을 지침으로, 대사 변환의 역분석을 연결로, 생합성 경로의 추적 가능성을 핵심으로" CMM의 Q-marker의 새로운 연구 전략을 제안하여 품질 관리를 개선했습니다.CMM제품.

키워드: 한약재, 품질마커, 임상대사분석, 생합성경로, Jinqi Jiangtang Tablet,제2형 당뇨병

약어: Q-마커, 품질 마커; CMM중국산 약재; CAS,(S)-카나딘 합성효소; STOXX, (S)-테트라히드로 프로토베르베린 산화효소; JOJTT, Jinqi Jiangtang 정제; UPLC, 초고성능 액체 크로마토그래피; UPLC-MS/MS, 초고성능 액체 크로마토그래피-탠덤 질량 분석기; STZ, 스트렙토조신; HFD, 고지방식이; FBG 공복 혈당; PBG 식후 혈당; OGTT, 경구 포도당 내성 테스트.

악티오사이드안에시스탄체에 좋은 영향을 미치다신장

배경

품질 관리한약재(CMM)이는 CMM의 안전성과 유효성을 보장하기 위한 중요한 기반이며, 오랫동안 한의학 표준화 연구에서 핵심적이고 어려운 문제이기도 합니다. CMM의 품질 마커(O-marker)는 전통적인중국 약CMM의 품질 관리에서 중요한 역할을 합니다[1]. 그 연구 아이디어와 기술은 확장과 개선이 요구되는 핵심 과학 문제가 되었습니다. 현재 CMM의 Q-marker를 발견하기 위한 주요 연구 전략은 활성 성분의 분리 및 생체 활성 테스트입니다. 그러나 이 접근 방식은 대체로 맹목적이고 불확실하며 시간이 많이 걸리고 힘들 수 있습니다. CMM의 Q-marker의 이론, 기술적 방법 및 연구 경로를 풍부하게 하고 개선하기 위해서는 Q-marker를 핵심으로 하는 CMM 품질 평가 모델의 변형 및 발전을 촉진해야 합니다. CMM의 Q-marker를 발견하기 위한 임상에서의 약물 대사의 역분석과 식물 생합성 경로의 추적성에 기반한 전략은 현재 중국 의학 Q-marker 연구 아이디어와 접근 방식을 확장하는 유용한 보완책이 될 것입니다.

따라서 CMM의 Q-marker의 개념, 원리 및 원래 의도에서 우리는 Q-marker의 발견 및 검증을 위한 새로운 연구 아이디어를 제안하고 임상 효능이 상당한 Jinqi Jiangtang Tablets(JQJTT)을 모델 약물로 선택합니다. [2,3]. CMM의 품질 기준은 임상 효능과 상관 관계가 있어야 한다는 사실에 근거하여, 임상 시료(예: 혈액, 소변)에서 생리 활성 성분의 식별부터 시작하여 생리 활성 성분을 발견하기 위한 식물 생합성 경로를 통한 추적성이 뒤따르는 것이 효과적일 것입니다. 및 잠재적인 O-마커일 수 있는 고유의 주요 2차 대사산물. 기존의 저혈당 평가 모델에 의한 최종 검증을 통해 확인된 O-marker를 전송 및 추적할 수 있어 JOJTT의 전체 생산 공정에 대한 품질 관리에 사용할 수 있습니다. 이 전략은 "REVERSE"(임상 약물 대사 프로필에서 생합성 경로의 주요 식물 중간체까지)를 강조하여 발견된 Q-마커가 임상 및 식물학적으로 관련되어 CMM의 자연적 특성과 임상적 중요성을 직접 연결합니다. "임상 활성 성분의 발견을 지침으로, 대사 변환의 역분석을 연결로, 생합성 경로의 추적 가능성을 핵심으로"라는 CMM의 Q-마커에 대한 이 새로운 개념은 이론적 혁신, 기술 혁신 및 연구에 유용한 전략을 제공합니다. CMM의 품질 관리의 아이디어 확장.

JQJTT는 서기 652년(중국 당나라) 간행된 Qianjin Fang에 처음 등장한 고전 고대 공식인 JQJTT는 Coptis Chinensis, Astragalus membranaceus 및 Lonicera로 구성된 중국 약전 2015년 판(1권)에 기록되어 있습니다. 자포니카). 중국 약전 2015년 판(1권)에 따르면, 3개의 달인 조각은 알칼로이드 추출물로 제조되었으며,

각각 사포닌 추출물 및 유기산 추출물; 정제의 보수에 혼합. JQJTT는 혈당 강하, 지질 대사 개선, 인슐린 감수성과 같은 생체 활성으로 이중 맹검 위약 대조 무작위 임상 시험에서 제2형 당뇨병에 확실한 치료 효과가 있음을 확인했습니다[4]. 그러나 JQJTT의 품질 표준은 여전히 ​​더 개선되어야 합니다.

CMN의 Q-marker 개념 및 현황 연구

CMM의 O-marker는 생약에 고유하거나 가공과정에서 형성되는 화학성분으로 CMM 속성과 밀접한 관련이 있으며 임상에서 CMM의 안전성과 효능을 반영하는 지표이다. Q-marker는 4가지 기본 요건[1]을 충족해야 합니다. (1)Q-marker는 생약, 추출물 및 (또는) 제형에 존재합니다. CMM의 기능적 특성, (3)Q-Marker는 중국 전통 의학의 이론 및 실습과 일치합니다. CMM Q-marker의 혁신적인 학문적 개념은 CMM 품질 기준 연구에 중요한 학문적 가치와 실천적 의의를 갖는다. 그 연구 아이디어와 기술적 방법은 개선이 요구되는 주요 과학적 문제가 되었습니다.

CMM의 Q-marker에 대한 주요 연구 경로

Q-marker를 찾기 위한 주요 연구 경로는 화학 성분의 식별, 독점적인 구성 요소의 발견 및 생체 활성의 검증을 통해 이루어지며 여러 사례에서 성공을 거두었습니다[5,6]. 그러나 이 분야의 일반적인 연구 경로로서 이러한 방법에는 몇 가지 불가피한 결함이 있습니다. 일반적인 CMM의 화학 성분은 이미 많이 연구되었으며 새로운 성분을 찾는 것은 어렵고 힘든 일입니다. 배타적인 성분을 찾을 수 있는지, 생리활성과 관련이 있는지는 아직 불명이며, 또한 식물화학의 발달로 배타적인 성분이 발견되지 않는 경우가 대부분이다. . 예를 들어, 콥티신은 일반적으로 C. Chinensis의 배타적 구성성분으로 간주되지만, 콥티신은 또한 호송나무 yanhusuo WT Wang에서 분리될 수 있다고 보고되었습니다[7]. 또한 단독성분의 생리활성이 낮거나 농축이 어려운지 평가하기 어려울 수 있다. 따라서 CMM의 Q-marker의 원리에 따라 임상적 효능과 연관되어야 하고 기본 속성을 강조하는 CMM의 품질 평가에 사용될 수 있다는 Q-marker 내포에 기반한 새로운 연구 접근 방식을 모색하고 있습니다. "관련 임상 효능, 식물학적으로 고유하고, 처리 과정에서 추적 가능하고, 정성적 및 정량적으로 검출 가능".

모두가 알고 있는 바와 같이 식물화학적 분리를 통해 많은 수의 성분(잠재적 Q-marker)을 얻은 후 확인을 위해 생물 활성 평가를 따라야 합니다. 그러나 분리된 모든 성분의 생물학적 활성을 평가하는 것은 불가능하다는 점 외에 세포나 동물에 대한 연구와 임상적 효능 간의 상관관계가 잘 규명되지 않아 확인이 어려운 "pseudo-Q-marker"의 발견으로 이어졌습니다. 품질을 관리하고 클리닉 [8-11]과 연결합니다. 따라서 말기임상효과에서 유효성분을 알 수 있었다. 실제로 생체 내 대사 규칙을 명확히 하고 상류 프로토타입 또는 대사 산물을 역으로 분석할 수 있으며 이는 임상 관련 잠재적 Q-마커를 탐색하는 데 기본입니다.

2차 대사 산물의 고유 특성 및 생체 활성 연관성은 Q-마커 탐색에 중요한 단서를 제공합니다.

식물 생합성 경로의 이차 대사 산물은 CMM의 활성 성분의 주요 공급원이며 토양, 기후, 공생 유기체, 재배 방법 및 식물의 성장 및 발달 동안 기타 요인의 영향을 받아 고유한 생합성 경로를 형성합니다[12] . 즉, 같은 근원에서 유래한 식물의 화학성분(전구체, 중간체, 2차 대사체)은 다양한 구조를 가지고 있지만 대부분은 일정한 기본 구조 단위로 구성되어 서로 다른 고유 성분을 형성한다. 또한, 일반적인 CMM[13-15]의 활성 성분(2차 대사 산물)의 생합성 경로에서 적절한 성과가 있었습니다. 예를 들어, C. Chinensis의 활성 성분 중 하나인 베르베린의 생합성 경로는 벤질이소퀴놀린 알칼로이드 합성 경로에 속합니다. 벤질이소퀴놀린 알칼로이드 합성은 다단계 효소 반응을 통해 (S)-스코어린 및 (S)-테트라히드로콜롬바민을 포함한 두 가지 주요 중간체를 형성하는 L-티로신에서 시작됩니다. (S)-tetrahydrocolumbamine은 베르베린(그림 1)뿐만 아니라 콥티신, 팔마틴, 콜롬바민, 마그노플로린과 같은 구조적으로 유사한 활성 성분으로 변형되어 C. Chinensis의 품질 관리가 C. Chinensis의 알려진 활성 성분의 공통 상류 주요 중간체인 (S)-테트라히드로콜롬바민 또는 (S)-스코어라인을 제어함으로써 실현됩니다. 그렇다면 CMM의 품질을 평가하기 위해 유사한 구조와 효과를 가진 여러 다운스트림 활성 성분을 상호 연관시키고 제어할 수 있습니다. 따라서 새로운 접근 전략 – "활성 성분은 클리닉에서 발견되고, 활성 성분의 상류 프로토타입 또는 대사 산물은 생체 내 대사 규칙에 의해 역으로 분석되며, 이러한 고유 성분은 잠재적인 Q-마커 역할을 한다"는 확장을 위한 혁신적인 개발입니다. CMM의 Q-마커의 현재 연구 경로(그림 2).

JQJTT의 Q-marker는 통합 전략으로 탐색할 수 있습니다. "임상 활성 성분의 발견, 대사 변환의 역분석 및 생합성 경로의 추적 가능성"

현재 JQJTT의 품질은 부분성분의 정성과 정량, 제제의 일반요구사항에 의해 관리되고 있는데, 이는 제형의 일체적 품질을 반영하기에는 불충분하고, 생약, 과즙, 과즙의 품질 전달과 추적을 연결하기 어렵다. 준비. JQJTT는 비교적 단순한 구성, 생체 내 생리 활성 성분의 대사 및 식물 생합성 경로를 많이 탐구하여 CMM의 Q-마커 발견 및 검증에 대한 연구를 촉진하는 모델이 될 수 있습니다.

JQJTT 대표 샘플의 생산 및 품질 관리 및 JQJTT 투여 환자의 혈청 수집

JQJTT 제제는 중국 약전 2015년 판(1권)의 기술에 따라 적격 Coptis Chinensis, Astragalus membranaceus 및 Lonicera japonica로 생산됩니다. 국가 법정 표준에 따라 다성분 측정 및 화학적 지문을 적용하여 생약, 달인 조각 및 제제의 품질을보다 통합적으로 평가할 수 있으므로 후속 연구 결과를 비교하고 추적할 수 있습니다. 또한 의료 윤리와 포함 및 제외 기준에 따라 환자는제2형 당뇨병JQJTT를 제공하고 혈청 샘플을 수집합니다.

JQJTT의 흡수성분 및 대사산물 동정 및 변형에 따른 역분석

확립된 방법론에 기초하여, JQJTT의 흡수된 성분 및 대사 산물은 UPLC-QTOF/MSE 또는 UPLC-Q-Orbitrap MS/MS에 의해 결정되며, 미지의 화합물 구조 및 불일치 성분을 추측할 수 있습니다. 다음으로 역분석의 전략에 따라 혈액에 흡수된 JOJTT의 구성성분과 그 변환 규칙은 구성성분과 그 생성물의 구조적 대사 특성에 따라 추측되고 해명될 수 있다(그림 3).

JQJTT의 성분 변환 규칙은 "조약, 달인 조각 및 제제"에 따라 추적 가능합니다.

혈액에 흡수된 성분 및 대사 산물이 명확해짐에 따라 JQJTT와 관련된 생약, 달인 조각 및 제제의 이러한 구성 요소를 UPLC 또는 UPLC-MS/MS로 검출하여 역추적 및 분석하고 궁극적으로 2차 대사 산물이 무엇인지 확인합니다. 생약이나 식물에 집중.

혈액에 흡수된 성분 및 대사 산물이 명확해짐에 따라 JQJTT와 관련된 생약, 달인 조각 및 제제의 이러한 구성 요소를 UPLC 또는 UPLC-MS/MS로 검출하여 역추적 및 분석하고 궁극적으로 2차 대사 산물이 무엇인지 확인합니다. 생약이나 식물에 집중.

식물 생합성 경로에 의한 JQJTT의 잠재적인 Q-마커 발견

명확한 생합성 경로를 단서로 삼아 양질의 전달 능력과 추적 가능한 특성을 가진 흡수된 성분을 선택하여 업스트림 2차 대사 산물 또는 주요 중간체를 분석합니다. 품질을 전송할 수 있고 추적 및 감지할 수 있습니다.

치료 효과와 관련된 고전적 평가 모델에 의한 JQJTT의 Q-마커 검증

JQJTT의 잠재적인 Q-마커는 UPLC 또는 UPLC-MSMS에 의해 정성 및 정량적으로 분석됩니다. 중국 약전에 따라 JQJTT의 여러 배치에 대한 생물학적 검정은 세포에서 확립된 저혈당 모델(HepG2 세포를 사용하여 확립된 인슐린 저항성 세포 모델)[17] 및 동물(고지방 식이를 공급한 후 복강내 주사한 쥐)에서 수행됩니다. 스트렙토조신)[18]. 다변수 통계 분석을 사용하여 O-마커와 저혈당 활성 간의 통합 관련성을 평가하고 JQJTT의 Q-마커를 최종적으로 확인합니다. 필요한 경우 후향적 임상 관찰을 적용하여 확인할 수 있습니다.

위의 모든 것에 대해 우리는 공통 아이디어와 기술을 결합하여 CMM의 Q-marker에 대한 새로운 접근 방식을 형성합니다.

이는 "임상 활성 성분의 발견, 대사 변환의 역분석 및 생합성 경로의 추적 가능성"을 기반으로 하여 CMM'Q-마커의 이론 및 기술적 방법을 풍부하게 하고 개선합니다(그림 4).

논의

혁신적인 발상의 제안인 Q-marker는 중요한 학문적 가치와 실천적 의의를 지닌 현행 품질관리의 결핍을 보완합니다. 그리고 O-marker를 핵심으로 하는 CMM에서 품질 관리의 혁명과 발전을 촉진하기 위해서는 연구 아이디어와 기술을 확장하고 개선해야 합니다.

본 논문에서는 CMM의 품질기준이 임상적 치료효과와 상관관계가 있어야 한다는 점에서 O-marker의 발견은 임상관찰을 통한 생리활성성분의 규명에서 출발하여 역분석을 거쳐야 한다는 참신한 이념을 제안한다. 생체 내 약물 대사에 대해. 이 전략은 품질 관리에 관한 기존 연구가 임상 안전성 및 유효성과 연관되기 어려운 단점을 극복하고 기존 연구가 맹목적이고 우발적 인 것을 방지합니다. 우리의 제안은 확실한 치료 효과와 명확한 생합성 경로를 전제로 하여 CMM의 현재 품질 관리를 이상적으로 혁신하도록 촉진합니다. 게다가 새로운 전략은 기존 CMM의 Q-marker 연구 방식을 부정하는 것이 아니라 새로운 탐색이라는 점을 지적해야 한다. 물론 CMM의 Q-marker에 대한 우리의 연구 방법에는 불가피한 한계가 있습니다. 예를 들어, 이 연구 전략은 동물 또는 광물 의약품이 아닌 식물 의약품에 적용될 수 있습니다. 그리고 피험자의 식물 생합성 경로와 화학 물질을 부분적으로 해명해야 한다. 또한 일부 연구실에서는 임상 샘플을 확보하는 것이 불편할 수 있지만 CMM의 O-marker의 개념, 원리 및 원래 의도에 따라 연구 경로가 다양해야 합니다. 각 연구 전략에는 특정 적용 범위가 있습니다. 그것은 CMM의 Q-marker의 이론과 기술적 방법의 혁신과 발전을 공동으로 촉진하기 위해 다른 연구 대상에 따라 선택하고 변경해야합니다.

참고문헌

1. Liu CX, Cheng YY, Guo DA 등 한약재의 품질 평가 및 공정 관리를 위한 품질 마커의 신개념. Chin Herb Med, 2017. 9: 3-13.

2. Yue SJ, Liu J, Feng WW, et al. 당뇨병에 대한 Huangqi와 Huanglian의 시너지 메커니즘의 시스템 약리 기반 해부. Front Pharmacol 2017. 8: 694.

3. Gao LH, Liu Q, Liu SN, et al. 정제된 JinQi-JiangTang 정제는 쥐의 인슐린 저항성을 줄이고 베타 세포 기능을 개선하여 당뇨병 전단계를 개선합니다. J Ethnopharmacol 2014. 151: 675-685.

4. Chao M, Zou D, Zhang Y, et al. 제2형 당뇨병 환자의 한약으로 인슐린 저항성을 개선합니다. Endocr, 2009. 36(2): 268.

5. Zhong Y, Zhu J, Yang Z, et al. 한의학의 CMC 연구를 위한 Q-marker 기반 전략: Panax Notoginseng 사포닌의 사례 연구. 식물의학, 2018. 44: 129-137.

6. Liao M, Shang H, Li Y, et al. 화학 분석 및 네트워크 약리학을 사용하여 지질 대사에 대한 알리스마 오리엔탈의 영향을 뒷받침하는 품질 마커를 밝히기 위한 통합 접근 방식. Phytomedicine, 2018. 45: 93-104.

7. Shi JM, Han WL, Ye WC, et al. WTWang의 Corydalis yanhusuo WTWang의 화학 성분에 대한 연구. Nat Prod Res Dev (Chin), 2011. 23: 647-651.

8. Feng WW, Zhang Y, Tang JF, et al. 잇꽃 주입의 품질 관리를 위한 바람직한 접근 방식인 생물학적 분석과 화학적 지문 채취의 조합. Anal Chim Acta, 2018. 1003:56-63.

9. Yan D, Xiong Y, Ma LN, et al. 임상적 효능을 기반으로 한 한약의 품질 평가 패턴 및 적정 모드 확립에 관한 제안. Chin Tradit Herbal Drugs (Chin), 2013. 44(1): 1-5.

10. 리어든 S. 쥐의 집이 실험을 망칠 수도 있다: 재현할 수 없는 많은 설치류 실험의 배후에는 환경적 요인이 있다. Nature, 2016. 530: 264.

11. Yan D, Liu J, Wang AT, et al. 근거기반의학을 기반으로 한 한의학에서 우세한 질병의 기전에 대한 연구 아이디어 탐색. Chin J Chin Mater Med (Chin), 2018. 13: 2633-2638.

12. Zi J, Mafu S, Peters RJ. 지베렐린과 그 너머까지! (Di) 테르페노이드 대사의 진화를 조사합니다. Annu Rev Plant Biol, 2014. 65(1): 259-286.

13. 그는 SM, Liang YL, Cong K, et al. Coptis 종의 benzylisoquinoline 알칼로이드 생합성에 관여하는 유전자의 식별 및 특성화. Front Plant Sci, 2018. 9: 731.

14. Kojima M, Uritani I. 클로로겐산 중간체의 분리와 관련하여 고구마 뿌리 조직에서 클로로겐산 생합성에 관한 연구. Plant Physiol, 1973. 51: 768-771.

15. Moses T, Papadopoulou KK, Osbourn A. 사포닌, 생합성 중간체 및 반합성 유도체의 대사 및 기능적 다양성. Crit Rev Biochem Mol Biol, 2014. 49: 439-462.

16. Ma Y, Guo J, Mao YP, et al. 약용 식물의 활성 성분의 생합성 경로 및 그 이용 가능성에 대한 분석. Chin J Tradit Chin Med Pharm, 2017. 32: 2079-2083.

17. Song JJ, Wang Q, Du M, et al. 카제인 글리코마크로펩티드 유래 펩티드 IPPKKNQDKTE는 AMPK 신호전달의 활성화를 통해 HepG2 세포에서 높은 포도당 유도 인슐린 저항성을 개선합니다. Mol Nutr Food Res, 2017. 61: 1600301.

18. Mansor LS, Gonzalez ER, Cole MA, et al. 저용량 스트렙토조토신과 함께 고지방식이를 사용하는 제2형 당뇨병의 새로운 쥐 모델에서 심장 대사. Cardiovasc Diabetol, 2013. 12:136-136.