Ziel der Studie ist es, mithilfe von Netzpharmakologie, molekularem Docking und molekularer Dynamiksimulation die potenziellen Wirkmechanismen von Xiao Qing Long Tang (XQL) bei der Prävention und Behandlung von hochalpinem Lungenödem (HAPE) zu untersuchen und diese mittels eines tierexperimentellen Modells zu validieren. Die aktiven Inhaltsstoffe von XQL, Arzneimittelziele und HAPE-bezogene Ziele wurden aus BATMAN-TCM, GeneCards und der Online-Mendelschen Erbkrankheitsdatenbank (OMIM) gesammelt. Ein Protein-Protein-Interaktionsnetzwerk (PPI) wurde auf Basis der Schnittmenge der Ziele erstellt, wobei Schlüsselziele mittels Cytoscape-Software gefiltert und visuell dargestellt wurden. Funktionelle Annotationen und Signalwegsanalysen der Schnittmengen-Ziele erfolgten mittels Gen-Ontologie (GO) und Kyoto-Enzyklopädie der Gene und Genome (KEGG). Die Bindungsfähigkeit von aktiven Inhaltsstoffen an Schlüsselziele wurde mit AutoDock und GROMACS bewertet. Im experimentellen Teil wurde ein HAPE-Modell bei Mäusen unter hypobarer Hypoxie (Simulation auf 6000 m Höhe, 48 Stunden) induziert. Die therapeutische Wirkung wurde mittels Hämatoxylin-Eosin(HE)-Färbung, Wassergehalt der Lungen, Verhältnis von Feucht/Trockenmasse, Echtzeit-Quantitativer Polymerase-Kettenreaktion (Real-time PCR) zur Genexpressionsmessung sowie Immunhistochemie und Western Blot zur Proteinexpressionsbestimmung analysiert. Netzpharmakologische Analysen ergaben 355 aktive Inhaltsstoffe von XQL, 2142 Arzneimittelziele, 716 HAPE-assoziierte Ziele und 236 Überschneidungen. Schlüsselziele waren Interleukin (IL)-6, Tumornekrosefaktor (TNF), Proteinkinase B1 (Akt1) und hypoxieinduzierbarer Faktor-1α (HIF-1α). Die GO-Analyse umfasste 738 biologische Prozesse (BP), 72 zelluläre Komponenten (CC) und 135 molekulare Funktionen (MF). KEGG-Analysen zeigten eine signifikante Anreicherung in zwei wichtigen Signalwegen: Phosphatidylinositol-3-Kinase (PI3K)/Akt und HIF-1α. Molekulares Docking und molekulardynamische Simulationen zeigten gute Bindungsaffinität zwischen ausgewählten aktiven Inhaltsstoffen und Schlüsselzielen. Im HAPE-Modell unter hypobarer Hypoxie stiegen Lungenwassergehalt, Feucht/Trocken-Gewichtsverhältnis und pathologische Schadenswerte signifikant an (P<0,01). Es wurden zahlreiche Erythrozyten im Alveolarraum und -interstitium beobachtet, Entzündungszellen vermehrt, Alveolarsepten deutlich verdickt und Alveolen verschmolzen. Die XQL-Behandlungsgruppe verbesserte diese Pathologien signifikant (P<0,01). Die Expression von Entzündungsfaktoren TNF-α, IL-6 und IL-1β war im Lungengewebe der Modellgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant erhöht (P<0,01), während die XQL-Behandlungsgruppe signifikant niedrigere Expressionslevel aufwies (P<0,05, P<0,01). Die mRNA-Expression relevanter Gene der Schlüsselwege PI3K, Akt1, Mammalischer Zielprotein von Rapamycin (mTOR) und HIF-1α war in der Modellgruppe signifikant erhöht (P<0,01) und zeigte nach XQL-Gabe eine dosisabhängige Abnahme (P<0,05, P<0,01). Immunhistochemie und Western Blot zeigten im Lungengewebe eine deutlich erhöhte Expression der Schlüsselproteine PI3K, phosphoryliertes (p)-PI3K, Akt1, p-Akt1, mTOR, p-mTOR und HIF-1α in der Modellgruppe (P<0,05, P<0,01), welche nach XQL-Behandlung signifikant reduziert war (P<0,05, P<0,01). Fazit: Xiao Qing Long Tang kann Lungenentzündungen lindern und das hochalpine Lungenödem verbessern, wahrscheinlich durch Regulierung der Expression des PI3K/Akt/mTOR- und HIF-1α-Signalwegs. Diese Studie liefert neue Ansätze und theoretische Grundlagen für die Anwendung der traditionellen chinesischen Medizin bei der Behandlung von HAPE.

Xiao Qing Long Tang; hochalpines Lungenödem; Phosphatidylinositol-3-Kinase (PI3K)/Proteinkinase B (Akt)/Mammalisches Ziel von Rapamycin (mTOR); hypoxieinduzierbarer Faktor-1α (HIF-1α); integrierte Pharmakologie; traditionelle chinesische Medizin