Original Title: Potential of bioactive compound of Cyperus rotundus L. rhizome extract as inhibitor of PD-L1/PD-1 interaction: An in silico study
Source: doi.org/10.34044/j.anres.2022.56.4.09
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

សក្តានុពលនៃសមាសធាតុជីវសកម្មពីចម្រាញ់មើមរុក្ខជាតិ Cyperus rotundus L. ក្នុងនាមជាអ្នករារាំងអន្តរកម្ម PD-L1/PD-1៖ ការសិក្សាតាមបែប in silico

ចំណងជើងដើម៖ Potential of bioactive compound of Cyperus rotundus L. rhizome extract as inhibitor of PD-L1/PD-1 interaction: An in silico study

អ្នកនិពន្ធ៖ Wirdatun Nafisah (Brawijaya University), Fatchiyah Fatchiyah (Brawijaya University), Muhammad Hermawan Widyananda (Brawijaya University), Yuyun Ika Christina (Brawijaya University), Muhaimin Rifa’i (Brawijaya University), Nashi Widodo (Brawijaya University), Muhammad Sasmito Djati (Brawijaya University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2022 Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Bioinformatics / Oncology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ យន្តការគេចវេសពីប្រព័ន្ធភាពស៊ាំរបស់កោសិកាមហារីក គឺត្រូវបានសម្របសម្រួលដោយអន្តរកម្មប្រូតេអ៊ីន PD-L1/PD-1 ដែលធ្វើឱ្យការព្យាបាលជំងឺមហារីកជួបការលំបាក។ ការសិក្សានេះស្វែងរកសមាសធាតុជីវសកម្មពីរុក្ខជាតិឱសថ Cyperus rotundus L. (CRE) ដើម្បីរារាំងអន្តរកម្មនេះ និងធ្វើឱ្យកោសិកា T សកម្មឡើងវិញ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រតាមកុំព្យូទ័រ (In silico) ដើម្បីទស្សន៍ទាយ និងវិភាគអន្តរកម្មរវាងសមាសធាតុជីវសកម្មក្នុងរុក្ខជាតិ និងប្រូតេអ៊ីនគោលដៅ បើប្រៀបធៀបជាមួយសារធាតុរារាំង BMS-202។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
BMS-202 (Control Inhibitor)
សារធាតុរារាំងត្រួតពិនិត្យ (BMS-202)
មានថាមពលភ្ជាប់ទាបបំផុត និងមានស្ថិរភាពខ្ពស់ក្នុងការក្លែងធ្វើចលនាម៉ូលេគុលយឺតយ៉ាវ។ ទោះបីជាមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ប៉ុន្តែវាជាសារធាតុគីមីសំយោគ ដែលមិនមែនជាគោលដៅនៃការស្វែងរកឱសថធម្មជាតិថ្មីពីរុក្ខជាតិឡើយ។ ថាមពលភ្ជាប់ -១១.២ kcal/mol និងមានចំណងអ៊ីដ្រូសែន ៣ ជាមួយប្រូតេអ៊ីន PD-L1។
Luteolin (Cmpd3)
សមាសធាតុ Luteolin (Cmpd3)
មានថាមពលភ្ជាប់ទាបល្អបន្ទាប់ពី BMS-202 មានចំណងអ៊ីដ្រូសែនច្រើនជាងគេបំផុត (៤ចំណង) និងមានស្ថិរភាពខ្លាំងបំផុតក្នុងចំណោមសមាសធាតុពីរុក្ខជាតិ។ ថាមពលភ្ជាប់នៅខ្សោយជាងសារធាតុរារាំង BMS-202 បន្តិចបន្តួច។ ថាមពលភ្ជាប់ -៨.៩ kcal/mol និងបង្កើតបានចំណងអ៊ីដ្រូសែនចំនួន ៤។
Tetramethylcyclopentadiene (Cmpd2)
សមាសធាតុ Tetramethylcyclopentadiene (Cmpd2)
មានសកម្មភាពរារាំងអង់ស៊ីមមួយចំនួនពាក់ព័ន្ធនឹងជំងឺមហារីក ផ្អែកតាមការទស្សន៍ទាយរបស់ PASS Server។ មិនមានបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែនជាមួយប្រូតេអ៊ីនគោលដៅទេ ហើយមានអស្ថិរភាពក្នុងការក្លែងធ្វើចលនាម៉ូលេគុល។ ថាមពលភ្ជាប់ខ្សោយត្រឹម -៦.២ kcal/mol។
NCGC00380624-01 (Cmpd1)
សមាសធាតុ NCGC00380624-01 (Cmpd1)
មានសក្តានុពលមួយចំនួនទាក់ទងនឹងការប្រឆាំងការរលាក និងជាសារធាតុជម្រុញ Apoptosis។ មានថាមពលភ្ជាប់ខ្សោយជាងគេបំផុត គ្មានចំណងអ៊ីដ្រូសែន និងរបូតចេញពីប្រូតេអ៊ីនគោលដៅកំឡុងពេលក្លែងធ្វើចលនាម៉ូលេគុល។ ថាមពលភ្ជាប់ត្រឹមតែ -៤.០ kcal/mol និងរបូតចេញនៅនាទីទី ៣៦ns។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះពឹងផ្អែកលើការវិភាគក្នុងកុំព្យូទ័រ (In silico) និងឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់សម្រាប់ការចម្រាញ់ទិន្នន័យពីវត្ថុធាតុដើម ដែលទាមទារធនធានកុំព្យូទ័រមានកម្លាំងខ្លាំង និងទិន្នន័យជីវគីមីវិទ្យាជាក់លាក់។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុដើមរុក្ខជាតិ Cyperus rotundus L. (ស្មៅក្រវាញជ្រូក) ដែលប្រមូលបានពីតំបន់ East Java ប្រទេសឥណ្ឌូនេស៊ី។ ដោយសារកត្តាអាកាសធាតុ គុណភាពដី និងបរិស្ថានមានភាពខុសគ្នា សមាសធាតុជីវសកម្មនៅក្នុងរុក្ខជាតិប្រភេទនេះដែលដុះនៅប្រទេសកម្ពុជាអាចមានកំហាប់ ឬគុណភាពខុសគ្នា។ នេះតម្រូវឱ្យមានការសិក្សាផ្ទៀងផ្ទាត់ឡើងវិញដោយប្រើប្រាស់ពូជរុក្ខជាតិក្នុងស្រុក ដើម្បីបញ្ជាក់ពីប្រសិទ្ធភាពពិតប្រាកដសម្រាប់កម្ពុជា។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រតាមកុំព្យូទ័រ (In silico) និងការស្រាវជ្រាវរុក្ខជាតិឱសថនេះ គឺមានសារៈសំខាន់ និងអាចយកមកអនុវត្តបានយ៉ាងល្អសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍវិស័យឱសថសាស្ត្រនៅកម្ពុជា។

ជារួម បច្ចេកទេសក្លែងធ្វើតាមកុំព្យូទ័រនេះ គឺជាឧបករណ៍ដ៏មានប្រសិទ្ធភាព និងសន្សំសំចៃខ្ពស់សម្រាប់អ្នកស្រាវជ្រាវកម្ពុជាក្នុងការរុករកឱសថថ្មីៗពីរុក្ខជាតិធម្មជាតិ មុននឹងបោះជំហានចូលទៅកាន់ការពិសោធន៍ក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ផ្ទាល់ (In vitro & In vivo)។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ស្វែងយល់ពីមូលដ្ឋានទិន្នន័យជីវគីមីវិទ្យា (Bioinformatics Databases): អ្នកស្រាវជ្រាវគួរចាប់ផ្តើមរៀនអំពីរបៀបស្វែងរក និងទាញយកទម្រង់ប្រូតេអ៊ីនគោលដៅជំងឺ ពីមូលដ្ឋានទិន្នន័យ RSCB PDB និងការទាញយកទម្រង់ 3D នៃសមាសធាតុឱសថពីមូលដ្ឋានទិន្នន័យគីមី PubChem
  2. អនុវត្តការប្រើប្រាស់កម្មវិធីតម្រៀបម៉ូលេគុល (Molecular Docking): ទាញយក និងដំឡើងកម្មវិធីវិភាគដោយឥតគិតថ្លៃដូចជា PyRx (Autodock Vina) ដើម្បីអនុវត្តការដាក់តម្រៀបថ្នាំទៅនឹងប្រូតេអ៊ីន រួចរៀនអានលទ្ធផល និងមើលរូបភាពអន្តរកម្មតាមរយៈ Discovery Studio Visualizer
  3. សិក្សាពីការចម្រាញ់ និងវិភាគរុក្ខជាតិឱសថបូរាណខ្មែរ: សហការជាមួយមន្ទីរពិសោធន៍គីមី ដើម្បីស្វែងយល់ពីដំណើរការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ LC-HRMSGC-MS សម្រាប់ការកំណត់អត្តសញ្ញាណសារធាតុជីវសកម្ម (Bioactive compounds) នៅក្នុងរុក្ខជាតិក្នុងស្រុក។
  4. សិក្សាការធ្វើក្លែងធ្វើចលនាម៉ូលេគុល (Molecular Dynamics Simulation): រៀនប្រើប្រាស់កម្មវិធីកម្រិតខ្ពស់សម្រាប់ការក្លែងធ្វើបរិស្ថានសិប្បនិម្មិតដូចជា YASARAGROMACS ដើម្បីវាយតម្លៃស្ថិរភាពនៃចំណងអន្តរកម្មរវាងថ្នាំ និងប្រូតេអ៊ីនតាមពេលវេលាជាក់លាក់ណាមួយ។
  5. ចាប់ផ្តើមគម្រោងស្រាវជ្រាវឱសថពីរុក្ខជាតិក្នុងស្រុក: ផ្តួចផ្តើមគម្រោងស្រាវជ្រាវដោយប្រមូលរុក្ខជាតិឱសថខ្មែរ (ឧទាហរណ៍ ស្មៅក្រវាញជ្រូកពីខេត្តណាមួយនៃកម្ពុជា) មកចម្រាញ់ រួចយកទិន្នន័យគីមីទាំងនោះទៅធ្វើតេស្តសក្តានុពលព្យាបាលតាមបែប In silico និងបោះពុម្ពផ្សាយលទ្ធផលស្រាវជ្រាវ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Molecular docking (ការដាក់តម្រៀបម៉ូលេគុល / ការក្លែងធ្វើអន្តរកម្មម៉ូលេគុល) ជាបច្ចេកទេសក្នុងកុំព្យូទ័រ (In silico) ដែលប្រើដើម្បីទស្សន៍ទាយពីរបៀប និងកម្លាំងដែលម៉ូលេគុលតូចមួយ (ដូចជាថ្នាំឱសថ) ភ្ជាប់ទៅនឹងប្រូតេអ៊ីនគោលដៅនៃជំងឺ ដើម្បីវាយតម្លៃថាតើវាអាចរារាំងដំណើរការរបស់ប្រូតេអ៊ីននោះបានកម្រិតណា។ ដូចជាការយកកូនសោរាប់ពាន់សាកល្បងចាក់ចូលទៅក្នុងមេកូនសោមួយ តាមរយៈកុំព្យូទ័រ ដើម្បីរកមើលថាកូនសោមួយណាអាចចាក់ចូល និងស៊ីគ្នាបានល្អជាងគេបំផុត។
Molecular dynamics simulation (ការក្លែងធ្វើចលនាម៉ូលេគុលយឺតយ៉ាវ / ការក្លែងធ្វើឌីណាមិកម៉ូលេគុល) ជាការប្រើប្រាស់កម្លាំងម៉ាស៊ីនកុំព្យូទ័រ ដើម្បីសិក្សាពីចលនា និងស្ថិរភាពនៃចំណងរវាងម៉ូលេគុល និងប្រូតេអ៊ីន នៅក្នុងបរិយាកាសសិប្បនិម្មិតមួយ (មានទឹក សីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធដូចក្នុងរាងកាយ) តាមពេលវេលាជាក់លាក់ ដើម្បីបញ្ជាក់ថាចំណងនោះជាប់រឹងមាំ ឬងាយរបូតវិញ។ ដូចជាការយកកូនសោដែលចាក់ចូលមេកូនសោហើយ មកអង្រួន តក់ ឬសាកល្បងក្នុងស្ថានភាពរញ្ជួយនានា ដើម្បីមើលថាតើវានៅជាប់ល្អ ឬក៏របូតចេញមកវិញ។
PD-L1/PD-1 interaction (អន្តរកម្ម PD-L1/PD-1) គឺជាដំណើរការដែលប្រូតេអ៊ីន PD-L1 ដែលស្ថិតនៅលើកោសិកាមហារីក បានទៅភ្ជាប់ជាមួយនឹងប្រូតេអ៊ីន PD-1 ដែលនៅលើកោសិកាភាពស៊ាំ (T cells) ដែលសកម្មភាពនេះបញ្ជូនសញ្ញាធ្វើឱ្យកោសិកាភាពស៊ាំងងុយដេក និងមិនអាចសម្លាប់កោសិកាមហារីកបាន។ ដូចជាចោរ (កោសិកាមហារីក) បង្ហាញលិខិតឆ្លងដែនក្លែងក្លាយ (PD-L1) ទៅឱ្យប៉ូលីស (PD-1) ធ្វើឱ្យប៉ូលីសគិតថាជាមនុស្សល្អ ហើយក៏ដោះលែងមិនចាប់ខ្លួន។
Immune checkpoint (ចំណុចត្រួតពិនិត្យប្រព័ន្ធភាពស៊ាំ) ជាយន្តការធម្មជាតិរបស់រាងកាយដែលមានតួនាទីជារបាំងហាមឃាត់មិនឱ្យប្រព័ន្ធភាពស៊ាំវាយប្រហារកោសិកាខ្លួនឯងខ្លាំងពេក (ចៀសវាងជំងឺប្រឆាំងរាងកាយឯង)។ ប៉ុន្តែកោសិកាមហារីកតែងតែប្រើប្រាស់យន្តការនេះដើម្បីបោកបញ្ឆោតប្រព័ន្ធភាពស៊ាំឱ្យឈប់វាយប្រហារពួកវា។ ដូចជាប៉ុស្តិ៍ត្រួតពិនិត្យរបស់ប៉ូលីស ដែលចាំឃាត់យានយន្តបើកបរលឿនពេក ប៉ុន្តែពេលខ្លះឧក្រិដ្ឋជនអាចប្រើប្រាស់ប័ណ្ណអនុញ្ញាតពិសេសដើម្បីបើកកាត់ដោយសុវត្ថិភាព។
LC-HRMS / Liquid chromatography-high resolution mass spectrometry (ម៉ាសក្រូម៉ាតូក្រាហ្វីកម្រិតច្បាស់ខ្ពស់) ជាបច្ចេកវិទ្យាវិភាគគីមីកម្រិតខ្ពស់ ដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីបំបែក កំណត់អត្តសញ្ញាណ និងវាស់បរិមាណសមាសធាតុផ្សំផ្សេងៗដែលមាននៅក្នុងល្បាយដ៏ស្មុគស្មាញ (ដូចជាទឹកចម្រាញ់ពីរុក្ខជាតិ) ដោយផ្អែកលើទម្ងន់ម៉ាសម៉ូលេគុលរបស់វាយ៉ាងច្បាស់លាស់។ ដូចជាម៉ាស៊ីនរាប់កាក់ដ៏ឆ្លាតវៃ ដែលអាចបែងចែក និងប្រាប់យើងថាមានកាក់ប្រភេទអ្វីខ្លះ និងចំនួនប៉ុន្មានយ៉ាងច្បាស់លាស់ ដោយផ្អែកលើទម្ងន់ និងទំហំនៃកាក់នីមួយៗ។
Binding energy (ថាមពលភ្ជាប់) គឺជារង្វាស់នៃកម្លាំងអន្តរកម្មរវាងម៉ូលេគុលពីរ (ដូចជាថ្នាំ និងប្រូតេអ៊ីន) ដែលវាស់ជាឯកតា kcal/mol។ តម្លៃថាមពលភ្ជាប់កាន់តែទាប (អវិជ្ជមានកាន់តែខ្លាំង) បង្ហាញថាការភ្ជាប់គ្នានោះកាន់តែមានស្ថិរភាព និងពិបាកនឹងបំបែក។ ដូចជាកម្លាំងឆក់របស់មេដែក ដែលមេដែកមានកម្លាំងឆក់កាន់តែខ្លាំង វាទាមទារកម្លាំងកាន់តែច្រើនដើម្បីទាញវាចេញពីគ្នា។
Hypoxia-inducible factor 1α / HIF-1α (កត្តាជំរុញដោយកង្វះអុកស៊ីហ្សែន 1α) ជាប្រភេទប្រូតេអ៊ីនដែលកោសិកាបង្កើតឡើងនៅពេលរាងកាយ ឬជាលិកាខ្វះអុកស៊ីហ្សែន (ឧទាហរណ៍នៅក្នុងបរិស្ថាននៃដុំសាច់មហារីក)។ វាដើរតួជាអ្នកបញ្ជាឱ្យកោសិកាមហារីកបញ្ចេញប្រូតេអ៊ីន PD-L1 បន្ថែមទៀតដើម្បីការពារខ្លួនពីប្រព័ន្ធភាពស៊ាំ។ ដូចជាប្រព័ន្ធប្រកាសអាសន្ននៅក្នុងអគារមួយ នៅពេលដាច់ភ្លើង វាបញ្ជាឱ្យទ្វារសុវត្ថិភាពបិទដោយស្វ័យប្រវត្តិដើម្បីការពារអ្នកនៅខាងក្នុង។
Root-mean-square deviation / RMSD (គម្លាតរង្វាស់ជាមធ្យម) ជារង្វាស់ស្ថិតិនៅក្នុងការក្លែងធ្វើចលនាម៉ូលេគុល ដែលប្រើដើម្បីគណនាពីកម្រិតនៃការផ្លាស់ប្តូររូបរាង ឬទីតាំងរបស់ប្រូតេអ៊ីន ឬម៉ូលេគុល ធៀបនឹងទម្រង់ដើមរបស់វា។ តម្លៃ RMSD ទាប (ក្រោម 3 Å) បញ្ជាក់ថាទម្រង់នោះមានស្ថិរភាពខ្ពស់ និងមិនសូវរើបម្រះ។ ដូចជាការវាស់ស្ទង់មើលថាតើកៅអីមួយបានរំកិលចេញពីកន្លែងដើមប៉ុន្មានសង់ទីម៉ែត្រ បន្ទាប់ពីមានមនុស្សអង្គុយលើវាមួយសន្ទុះធំ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖