Farmacologia di rete combinata con database GEO che identifica i meccanismi e i bersagli molecolari di Polygoni Cuspidati Rhizoma su Peri

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Jul 07, 2023

Farmacologia di rete combinata con database GEO che identifica i meccanismi e i bersagli molecolari di Polygoni Cuspidati Rhizoma su Peri

Scientific Reports volume 12, Numero articolo: 8227 (2022) Cita questo articolo 2047 Accessi 2 Citazioni 1 Dettagli metriche altmetriche Il peri-impianto è una malattia cronica che porta al riassorbimento osseo e

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 8227 (2022) Citare questo articolo

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La peri-implantologia è una malattia cronica che porta al riassorbimento osseo e alla perdita degli impianti. Polygoni Cuspidati Rhizoma (PCRER), una pianta erboristica tradizionale cinese, è stata utilizzata per trattare le malattie del metabolismo osseo. Tuttavia, il suo meccanismo di anti-assorbimento osseo rimane ancora sconosciuto. Il nostro obiettivo era identificare il suo bersaglio molecolare e il meccanismo coinvolto nella teoria del potenziale trattamento PCRER per i peri-implantari mediante la farmacologia di rete. I principi attivi della PCRER e i potenziali bersagli correlati alla malattia sono stati recuperati dai database TCMSP, Swiss Target Prediction e SEA e quindi combinati con i geni differenziali della malattia peri-implantare ottenuti nel database di microarray GEO. I geni incrociati sono stati utilizzati per la costruzione dell'interazione proteina-proteina (PPI) e per l'analisi dell'ontologia genetica (GO) e dell'arricchimento KEGG. Utilizzo del database STRING e del plug-in Cytoscape per costruire una rete di interazione proteica e schermare i geni dell'hub e verificati tramite docking molecolare tramite il software AutoDock vina. Per l'analisi sono stati selezionati un totale di 13 composti attivi e 90 target incrociati di PCRER. L'analisi di arricchimento GO e KEGG ha indicato che gli obiettivi anti-Peri-implants della PCRER svolgono principalmente un ruolo nella risposta nella segnalazione di IL-17, nella via di segnalazione del calcio, nella via di segnalazione del recettore Toll-like, nella via di segnalazione del TNF, tra gli altri. E CytoHubba ha esaminato dieci geni hub (MMP9, IL6, MPO, IL1B, SELL, IFNG, CXCL8, CXCL2, PTPRC, PECAM1). Infine, i risultati del docking molecolare hanno indicato la buona capacità di legame con composti attivi e geni hub. Si prevede che i componenti principali di PCRER siano farmaci efficaci per il trattamento dei peri-impianti mediante azione antinfiammatoria e promuovano il metabolismo osseo. Il nostro studio fornisce nuove riflessioni sullo sviluppo della medicina naturale per la prevenzione e il trattamento dei peri-implantari.

Peri-impianto, che si riferisce al danno infiammatorio ai tessuti duri e molli intorno agli impianti, inclusa la mucosite peri-impianto e l'infiammazione peri-impianto. La mucosite perimplantare è limitata ai tessuti molli circostanti, piuttosto i periimplantari potrebbero penetrare negli impianti e causare un grave riassorbimento osseo che, se non trattato, può causare la perdita dell'impianto1. Studi recenti hanno dimostrato che fino al 56% dei pazienti implantari e addirittura il 43% dei siti implantari sono affetti da Peri-implants2.

Gli impianti perimplantari si manifestano principalmente con infiammazione dei tessuti molli, formazione di ascessi e fistole3. La placca sottogengivale è la principale causa patogena di questa malattia e i batteri patogeni sono principalmente batteri anaerobici come Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis, Actinobacillus actinomycetemcomitan, ecc. Enormi fattori sistemici e locali, inclusi batteri patogeni, scarsa igiene orale, fumo e alcol i consumi sono associati allo sviluppo dei Peri-implants4. Esistono somiglianze e differenze nella comprensione e nel trattamento degli impianti nella medicina tradizionale cinese e occidentale. Nella medicina occidentale, sia i perimplanti che la parodontite sono malattie infettive causate dai microrganismi della placca. Pertanto, il trattamento dei peri-implantari prevede principalmente l’applicazione a lungo termine di un gran numero di farmaci antibatterici per combattere la distruzione infiammatoria batterica, la degradazione delle fibre di collagene e della matrice, in modo da eliminare la tasca parodontale e ripristinare la perdita ossea5. La minociclina cloridrato potrebbe inibire l'attività dell'enzima collagene, ha un'eccellente affinità con il tessuto osseo e ha una forte attività di sterilizzazione ad ampio spettro antimicrobico, inoltre favorisce la rigenerazione dei tessuti molli circostanti l'impianto grazie alla sua permeabilità ideale6,7. Ma l’uso degli antibiotici comporta spesso molte reazioni avverse, come reazioni allergiche, reazioni gastrointestinali e così via8.

La medicina tradizionale cinese (MTC) è utilizzata in Cina da migliaia di anni e ha un effetto terapeutico multi-bersaglio su una varietà di malattie, comprese le malattie metaboliche complesse delle ossa, come l'osteoporosi e la parodontite9,10. Per molto tempo, la Polygoni Cuspidati Rhizoma Et Radix (PCRER) è stata considerata una pianta invasiva in Europa e Nord America, ma la sua recente inclusione nella Farmacopea Europea ne consente l'utilizzo come pianta medicinale tradizionale11. PCRER contiene principalmente antrachinoni, stilbeni e alcuni composti di acidi grassi, che hanno una varietà di effetti farmacologici, tra cui antinfiammatori, antivirali, antiapoptotici, regolatori dei lipidi nel sangue, antitrombosi, protezione del miocardio, antiossidanti, antitumorali e altri effetti farmacologici. Come medicina tradizionale cinese, la PCRER veniva spesso utilizzata in combinazione con diverse MTC per trattare lesioni epatiche, malattia infiammatoria pelvica cronica, acne, irregolarità mestruali, ustioni e artrite, ecc.12,13,14. Alcuni studi hanno riportato che gli estratti di PCRER o i suoi composti principali hanno effetti antiossidanti e antibatterici ed è stato utilizzato in Corea, Cina e Giappone per trattare l'osteomielite15,16. È stato inoltre dimostrato che possiede attività antibatterica contro lo Streptococcus mutans ed è stato utilizzato da organizzazioni mediche civili per mantenere l'igiene orale in Corea del Sud17,18. Hadzik et al. estratti ottenuti dalla PCRER con la più alta attività batteriostatica e battericida contro gli agenti patogeni della carie, in particolare lo streptococco. Inoltre, la citotossicità degli estratti PCRER nei confronti di S. mutans era bassa alla concentrazione antibatterica e sembra avere un effetto stimolante sui fibroblasti umani normali, che può accelerare la guarigione delle ferite gengivali19. Attualmente esistono numerosi esperimenti sul trattamento dei peri-implantari con la medicina tradizionale cinese o con composti PCRER come Mangiferina20, Cranberry21, Quercetina22, Resveratrolo23. Tuttavia, il meccanismo specifico di trattamento dei peri-implantari con la PCRER non è ancora chiaro.

 1. Then, the volcano plot and heatmaps of DEGs from three dataset were plotted by the ‘Pheatmap’ and ‘ggplot’ package in the R software. Finally, we combined the differential genes in the three data sets, deleted the duplicate values, and established the gene target database of peri-implantitis after standardization with Uniprot database./p> 0.4 as interception criteria) and. tsv data were obtained34. Next, to further identify the core therapeutic targets, Cytoscape plug-in MCODE (Molecular Complex Detection) was used to identify significant modules (MCODE score ≥ 4) and another plug-in Cytohubba was used. MCC algorithm was used to study node degree (score ≥ 10) of key nodes in significant modules35, the hub genes contained in PPI network was screened./p> 1 and P < 0.05. Joint analysis of gene chips in the GEO database (GSE178351, GSE57631, GSE106090) contained 11 samples from healthy individuals and 16 Peri-implants patients which identified 1398 differentially expressed genes related to Peri-implants (Supplementary Table S2), volcano plot of the distribution of three dataset’s DEGs are shown in Fig. 1, the heatmap of the three data sets are shown in Fig. 2, the quality assessment results of the three data sets are shown in Figure S1./p>