Esplorare la farmacofilogenesi da molteplici prospettive: un caso di studio sulle Lithospermeae

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 7636 (2023) Citare questo articolo

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Lithospermeae Dumort., una tribù della sottofamiglia Boraginoidae, è un'erba perenne contenente circa 470 specie in 26 generi, distribuiti principalmente nelle regioni temperate e tropicali. Per acquisire una comprensione più profonda delle piante medicinali di Lithospermeae e proteggere e sviluppare meglio le risorse medicinali vegetali, sono stati analizzati la fitochimica, la farmacologia e l'uso tradizionale delle Lithospermeae con valore medicinale. L'analisi filogenetica è stata effettuata sulla base della sequenza spaziatrice trascritta interna. Attraverso l'analisi spaziale e il modello di distribuzione delle specie, è stato analizzato il modello di distribuzione spaziale delle piante medicinali Lithospermeae. Nel frattempo, i target e i percorsi rilevanti coinvolti negli effetti farmacologici delle piante medicinali comunemente utilizzate sono stati previsti utilizzando la farmacologia di rete per esplorare ulteriormente l’origine genetica delle Lithospermeae e arricchire la farmacofilogenesi delle piante medicinali. In questo studio, la composizione chimica, l'efficacia tradizionale e la moderna attività farmacologica delle Lithospermeae sono state raccolte per la prima volta e analizzate in combinazione con il modello di distribuzione geografica, la filogenesi molecolare e la farmacologia di rete. Sulla base dei nostri risultati, è stata discussa preliminarmente la farmacofilogenesi delle Lithospermeae, fornendo le basi scientifiche per la ricerca di base sulle Lithospermeae. Allo stesso tempo, questo studio ha esplorato la relazione tra lo sviluppo dell’industria regionale delle piante medicinali e la protezione della biodiversità. Inoltre, i nostri risultati forniscono indicazioni e indicazioni teoriche per lo studio delle relazioni filogenetiche nelle piante medicinali e lo sviluppo delle risorse delle piante medicinali Lithospermeae.

La farmacofilogenesi è una materia di frontiera che studia la relazione tra la genetica delle piante medicinali, la composizione chimica e l'efficacia, che include sia l'attività farmacologica che l'efficacia tradizionale. La farmacofilogenesi come campo è interdisciplinare e gli oggetti di ricerca coinvolgono campi multidisciplinari, tra cui la filogenesi vegetale, la tassonomia vegetale, la chimica vegetale, la farmacologia, la sistematica molecolare, la genomica, ecc. È stato sottolineato che le piante con relazioni genetiche simili contengono componenti chimici o bioattivi simili, così come effetti terapeutici simili1,2. Nella fase iniziale dello sviluppo della farmacofilogenesi, il metodo sistematico cladistico si concentrava principalmente sulle caratteristiche morfologiche che si basavano sul precedente lavoro di identificazione delle specie e differenziazione dei caratteri. Tuttavia, l’errore commesso utilizzando questo approccio è stato ampio. Negli ultimi anni, con lo sviluppo della biologia molecolare, la relazione tra morfologia vegetale e sistematica molecolare è diventata l'approccio principale utilizzato per studiare la relazione sistematica tra le piante3,4. È stato osservato che le specie dello stesso genere hanno caratteristiche morfologiche simili e nessuna differenza significativa nelle sequenze molecolari, indicando che sono strettamente imparentate tra loro. Allo stesso tempo, l’evoluzione delle radiazioni esiste ampiamente nelle piante5. La radiazione adattativa e la differenziazione isolata delle specie appartenenti allo stesso genere possono avere origine dal cambiamento climatico, fungendo da principale forza trainante per l’evoluzione della radiazione in molti lignaggi vegetali6. In quanto tale, il cambiamento climatico può potenzialmente portare a variazioni nella stessa specie, compresi cambiamenti nella composizione chimica e nell’attività biologica7. Pertanto, introduciamo la distribuzione geografica come utile supplemento alla teoria della farmacofilogenesi. Lithospermeae ha un'ampia distribuzione di specie e una ricca biodiversità. In particolare, i dati sulla distribuzione delle specie ottenuti in questo studio erano diversi da quelli precedentemente riportati. Man mano che i ricercatori forniscono più dati nel database Global Biodiversity Information Facility (GBIF, https://www.gbif.org/), i risultati sulla distribuzione delle specie possono essere arricchiti e migliorati. Attraverso questo, speriamo di esplorare l’associazione tra clima e relazioni genetiche tra le specie.