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基于UPLC-Q-TOF-MS分析下瘀血湯活性成分及其抗肝癌作用機(jī)制網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究

2022-08-02 03:32鄧哲歐陽(yáng)昭廣龍紅萍唐玲朱文豪孟繁穎周思倩懷家軒田雪飛
關(guān)鍵詞:瘀血靶點(diǎn)肝癌

鄧哲,歐陽(yáng)昭廣,龍紅萍,唐玲,朱文豪,孟繁穎,周思倩,懷家軒,田雪飛

1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院,湖南中醫(yī)藥大學(xué)方證轉(zhuǎn)化湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 長(zhǎng)沙 410208;2.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院,廣東 廣州 510182;3.湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,湖南 長(zhǎng)沙 410208;4.湖南中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410208

原發(fā)性肝癌發(fā)病隱匿、侵襲及轉(zhuǎn)移性強(qiáng)、病程進(jìn)展迅速、預(yù)后差。中醫(yī)藥治療肝癌具備一定優(yōu)勢(shì),研究顯示血瘀證是原發(fā)性肝癌最常見(jiàn)的基本證候。肝癌患者常出現(xiàn)脅腹部脹痛結(jié)塊、刺痛不移,舌質(zhì)黯紅、有瘀斑瘀點(diǎn),舌下脈絡(luò)瘀曲,脈澀等。國(guó)醫(yī)大師周仲瑛認(rèn)為,血瘀是肝癌發(fā)病的重要病機(jī),貫穿肝癌病程始終,也是促使癌毒形成的關(guān)鍵病理因素。下瘀血湯出自《金匱要略》,由大黃、桃仁、土鱉蟲(chóng)組成,用于治療女子產(chǎn)后瘀血內(nèi)停致少腹疼痛。國(guó)醫(yī)大師周岱翰將其用于辨治消化系統(tǒng)腫瘤,認(rèn)為治療肝癌應(yīng)以活血化瘀為主,選方以下瘀血湯為先。近年研究表明,下瘀血湯可抑制肝癌細(xì)胞增殖,促進(jìn)其凋亡,且可輔助經(jīng)動(dòng)脈化療栓塞(TACE)治療原發(fā)性肝癌。目前對(duì)于下瘀血湯的活性成分及其治療原發(fā)性肝癌作用機(jī)制尚未明確。本研究應(yīng)用超高效液相色譜-四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜(UPLC-Q-TOF-MS)對(duì)下瘀血湯的成分進(jìn)行分析鑒定,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及分子對(duì)接探究下瘀血湯主要活性成分的作用靶點(diǎn)及信號(hào)通路,闡明其抗肝癌作用機(jī)制,并運(yùn)用體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,為下瘀血湯的深入研究與臨床應(yīng)用提供參考。

1 材料

1.1 藥物與細(xì)胞

下瘀血湯配方顆粒(按《金匱要略》原方配比,大黃∶桃仁∶土鱉蟲(chóng)=5∶1∶2,批號(hào)分別為1016935、1071233、1036473),廣東一方制藥有限公司。肝癌細(xì)胞HepG2和Huh-7細(xì)胞株,中國(guó)浙江美森細(xì)胞科技有限公司。

1.2 主要儀器與試劑

Agilent 1290UPLC-6540 accurate mass Q-TOF 色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(配置MassHunter 質(zhì)譜工作站),美國(guó)Agilent 公司;Biofuge primoR 臺(tái)式離心機(jī),美國(guó)Thermo公司;Milli-Q超純水制備儀,美國(guó)Millipore公司;XS105電子分析天平,瑞士Mettler-Toledo公司。mRNA提取試劑盒(貨號(hào)DP501),北京天根生化科技有限公司;mRNA 反轉(zhuǎn)錄試劑盒(貨號(hào)E047-01B),蘇州近岸蛋白質(zhì)科技股份有限公司;胰蛋白酶(貨號(hào)CTCC-002-006)、DMEM 高糖培養(yǎng)基(貨號(hào)CTCC-002-008)、胎牛血清(貨號(hào)CTCC-002-001)、抗生素(貨號(hào)15240112),中國(guó)賽默飛世爾科技有限公司;色譜純乙腈、甲酸,自制超純水。

2 方法

2.1 下瘀血湯成分分析

2.1.1 供試品溶液制備

精密稱(chēng)取下瘀血湯配方顆粒2.0 g,置50 mL錐形瓶中,分別加50%、70%、100%甲醇溶液30 mL,超聲溶解30 min,靜置后取2 mL溶液,室溫、8 000 r/min離心5 min,上清液用0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾,得樣品1 mL,置進(jìn)樣瓶中,進(jìn)樣分析。

2.1.2 色譜條件

Agilent Extend C18 色譜柱(2.1 mm×100 mm,1.8 μm),流動(dòng)相A為水(含0.1%甲酸)、B為乙腈,梯度洗脫(見(jiàn)表1),流速0.4 mL/min,進(jìn)樣量1 μL。

表1 下瘀血湯成分測(cè)定流動(dòng)相梯度洗脫程序(%)

2.1.3 質(zhì)譜條件

電噴霧離子源(ESI);準(zhǔn)確質(zhì)量數(shù)用ESI-L Low Concentration Tuning Mix(G1969-85000)校正,采用正負(fù)離子分析模式,MRE掃描方式。一級(jí)掃描范圍:m/z 100~1 500;除溶劑氣為氮?dú)?;干燥氣溫?25 ℃,體積流量6.8 L/min;鞘氣溫度350 ℃;毛細(xì)管電壓4.0 kV;Fragment電壓110 V。二級(jí)質(zhì)譜Fragment電壓:10、20、40 kV;掃描范圍:m/z 100~1 000。

2.2 下瘀血湯成分潛在作用靶點(diǎn)收集

基于UPLC-ESI-Q-TOF-MS分析得到的下瘀血湯化學(xué)成分信息,采用TCMSP(https://tcmsp-e.com/)進(jìn)行成分查詢(xún)及靶點(diǎn)收集。對(duì)于TCMSP未收錄成分,應(yīng)用PubChem 數(shù)據(jù)庫(kù)(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)查詢(xún)SMILES號(hào),再使用SwissTargetPrediction數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.swisstargetprediction.ch/)進(jìn)行靶點(diǎn)補(bǔ)充,選擇評(píng)分高的靶點(diǎn)。利用UniProt數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.uniprot.org/)將靶點(diǎn)全稱(chēng)轉(zhuǎn)化為基因簡(jiǎn)稱(chēng)。

2.3 成分-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

以“primarylivercancer”為關(guān)鍵詞,檢索GeneCards(https://www.genecards.org/)、OMIM(https://omim.org/)數(shù)據(jù)庫(kù),查找相應(yīng)靶點(diǎn),去掉假陽(yáng)性和重復(fù)靶點(diǎn)后,建立原發(fā)性肝癌靶點(diǎn)數(shù)據(jù)集。通過(guò)R語(yǔ)言軟件(https://www.r-project.org/)將下瘀血湯活性成分靶點(diǎn)和原發(fā)性肝癌靶點(diǎn)進(jìn)行匹配,獲得下瘀血湯抗肝癌潛在靶點(diǎn)。采用Cytoscape3.8.2 軟件(https://cytoscape.org/)構(gòu)建下瘀血湯抗肝癌成分-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)。

2.4 蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

將潛在靶點(diǎn)輸入STRING數(shù)據(jù)庫(kù)(https://string-db.org/),設(shè)置物種為“Homo sapiens”,得到蛋白相互作用(PPI)關(guān)系,結(jié)果以TSV格式導(dǎo)出,應(yīng)用R語(yǔ)言軟件計(jì)算靶點(diǎn)互作頻次,并繪制柱狀圖。

2.5 GO功能及KEGG通路富集分析

將下瘀血湯抗肝癌靶點(diǎn)導(dǎo)入Metascape 數(shù)據(jù)庫(kù)(https://metascape.org/gp/index.html#/main/step1),設(shè)置物種為“Homo sapiens”,進(jìn)行GO功能及KEGG通路富集分析。

2.6 分子對(duì)接

通過(guò)UniProt、PDB 數(shù)據(jù)庫(kù)下載核心靶點(diǎn)蛋白CASP3、ESR1、MYC、PPARG的3D結(jié)構(gòu),使用PyMOL軟件進(jìn)行蛋白修飾,去除水分子與小分子配體,保存為pdb格式。在PubChem數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)下瘀血湯主要活性成分的2D結(jié)構(gòu),采用Chem3D軟件對(duì)各成分結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。采用AutoDock Vina軟件對(duì)活性成分與核心靶點(diǎn)蛋白進(jìn)行分子對(duì)接,用結(jié)合能評(píng)價(jià)二者的結(jié)合能力。選取結(jié)合能較好的2個(gè)活性成分,借助PyMOL軟件將對(duì)接結(jié)果進(jìn)行可視化繪圖。

2.7 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

2.7.1 動(dòng)物

SPF級(jí)SD大鼠20只,體質(zhì)量270~300 g,雌雄各半,6~8周齡,購(gòu)自湖南斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司,動(dòng)物合格證號(hào)ZS-202107050003,動(dòng)物倫理編號(hào)LLBH-202106090001。飼養(yǎng)于湖南中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心屏障級(jí)動(dòng)物房,溫度(22±2)℃,相對(duì)濕度50%~80%,12 h/12 h光暗循環(huán),普通飲食,適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)湖南中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利倫理審查委員會(huì)審核批準(zhǔn)。

2.7.2 血漿樣品制備

將大鼠隨機(jī)分為下瘀血湯含藥血清組和空白血清組,每組10只。下瘀血湯(大黃7.5 g,桃仁1.5 g,土鱉蟲(chóng)3.0 g)換算成配方顆粒為2.0 g/劑,按臨床等效劑量的5倍給藥。下瘀血湯含藥血清組大鼠予0.18 g/d下瘀血湯灌胃,灌胃體積10 mL/kg??瞻籽褰M予等量生理鹽水灌胃。每日2 次,連續(xù)5 d。取材前禁食12 h,末次給藥1 h后,3%戊巴比妥鈉30 mg/kg麻醉,無(wú)菌條件下腹主動(dòng)脈采血,常溫靜置,4 ℃、4 000 r/min離心10 min,取上清液,過(guò)濾,-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

2.7.3 CCK8法測(cè)定細(xì)胞增殖

將 HepG2 和 Huh-7 細(xì)胞以 1×10個(gè)/mL 接種于 96孔板,每孔100 μL,細(xì)胞培養(yǎng)24 h后,加入不同濃度含藥血清配制的細(xì)胞培養(yǎng)液,設(shè)置空白組、對(duì)照組及2.5%、5%、10%、15%、20%含藥血清組,每組6個(gè)復(fù)孔,加入相應(yīng)含藥血清培養(yǎng)24 h,每孔加CCK8溶液10 μL(1/10培養(yǎng)基量),1 h后于酶標(biāo)儀450 nm處測(cè)定吸光度(OD值),計(jì)算細(xì)胞增殖抑制率[(對(duì)照組OD值-給藥組OD值)÷(對(duì)照組OD值-空白組OD值)×100%]。

2.7.4 RT-qPCR檢測(cè)

將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期HepG2和Huh-7細(xì)胞以2×10個(gè)/mL接種于6孔板,每孔2 mL,設(shè)置對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組,每組設(shè)3個(gè)復(fù)孔,于37 ℃、5%CO、飽和濕度培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h,分別加入空白血清和20%下瘀血湯含藥血清培養(yǎng)48 h。提取總RNA并進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄,然后進(jìn)行定量擴(kuò)增。PCR反應(yīng)條件:95 ℃、10 min,95 ℃15 s、60 ℃ 30 s,40個(gè)循環(huán)。引物序列見(jiàn)表2。采用2法計(jì)算基因表達(dá)量。

表2 各基因PCR引物序列

2.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

3 結(jié)果

3.1 下瘀血湯活性成分

下瘀血湯UPLC-ESI-Q-TOF-MS正負(fù)離子流圖見(jiàn)圖 1。運(yùn)用 Agilent MassHunter Qualitative Analysis 工作站中的分子特征提?。∕FE)功能,根據(jù)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量、質(zhì)譜碎片離子信息,結(jié)合文獻(xiàn)[19-21]對(duì)成分進(jìn)行鑒定。鑒定出下瘀血湯49個(gè)活性成分,其中大黃28個(gè)、桃仁17個(gè)、土鱉蟲(chóng)4個(gè)。見(jiàn)表3。

圖1 下瘀血湯UPLC-ESI-Q-TOF-MS正負(fù)離子流圖

表3 下瘀血湯成分鑒定和歸屬

3.2 成分-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)分析

通過(guò)GeneCards、OMIM數(shù)據(jù)庫(kù)共獲取原發(fā)性肝癌相關(guān)靶點(diǎn)15 711個(gè)。應(yīng)用R語(yǔ)言軟件將下瘀血湯活性成分靶點(diǎn)與肝癌相關(guān)靶點(diǎn)進(jìn)行匹配,兩者取交集后獲得下瘀血湯抗肝癌潛在靶點(diǎn)63個(gè)。利用Cytoscape 3.8.2得到下瘀血湯抗肝癌成分-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò),見(jiàn)圖2。該網(wǎng)絡(luò)有82個(gè)節(jié)點(diǎn)、193條邊,平均度值4.7。預(yù)測(cè)得到下瘀血湯抗肝癌有效活性成分17個(gè),其中大黃素甲醚、大黃素、亞油酸、棕櫚酸、蘆薈大黃素、山柰酚、沒(méi)食子酸、腺苷、尿嘧啶的度值>5,度值≥2的成分占88.23%;交集靶點(diǎn)共63個(gè),其度值≥2,其中NCOA2、PTGS1、GABRA1、F7、CASP3的度值≥5,度值≥3的靶點(diǎn)占30.15%。

圖2 下瘀血湯抗肝癌成分-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)

3.3 蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)分析

利用STRING數(shù)據(jù)庫(kù)得到下瘀血湯抗肝癌潛在靶點(diǎn)PPI網(wǎng)絡(luò),結(jié)果見(jiàn)圖3。該網(wǎng)絡(luò)共63個(gè)節(jié)點(diǎn)、250條邊,平均度值7.98。由于靶點(diǎn)DIO1、SLC7A7、PRSS1、SLC22A5、F7 未參與PPI 網(wǎng)絡(luò),故予剔除。其中度值≥3的靶點(diǎn)占76.19%,度值>10的靶點(diǎn)主要有CASP3、ESR1、PPARG、MYC、RELA、CYP1A1、MAPK8、 PGR、 AR、 CYP3A4、 GSTP1、 AHR、CYP1B1、 ICAM1、 IKBKB、 CCNB1、 GSTM1、NCOA1、SLC2A4等,將其作為下瘀血湯抗肝癌核心靶點(diǎn),30個(gè)核心靶點(diǎn)見(jiàn)圖4。相互作用頻次較高的靶點(diǎn)有CASP3、ESR1、PPARG、MYC,表明下瘀血湯活性成分與其有較高的結(jié)合活性,提示這些靶點(diǎn)可能是下瘀血湯抗肝癌的關(guān)鍵靶點(diǎn)。

圖3 下瘀血湯抗肝癌靶點(diǎn)PPI網(wǎng)絡(luò)

圖4 基于PPI網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅南吗鲅獪垢伟┖诵陌悬c(diǎn)

3.4 GO功能分析

對(duì)核心靶點(diǎn)進(jìn)行GO功能分析,從生物過(guò)程、細(xì)胞組分和分子功能三方面進(jìn)行基因功能注釋?zhuān)?.01的前20個(gè)條目見(jiàn)圖5。結(jié)果顯示,核心靶點(diǎn)分子功能主要涉及氧化還原酶活性、核受體反應(yīng)、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶活性、脂質(zhì)結(jié)合、激酶結(jié)合、蛋白絲氨酸/蘇氨酸/酪氨酸激酶活性、整合素結(jié)合等;生物過(guò)程主要涉及激素反應(yīng)、缺氧反應(yīng)、化學(xué)應(yīng)激的細(xì)胞反應(yīng)、激素水平的調(diào)節(jié)、節(jié)律過(guò)程、細(xì)胞死亡的正向調(diào)節(jié)、炎癥反應(yīng)、雌二醇反應(yīng)、細(xì)胞內(nèi)受體信號(hào)通路、細(xì)胞增殖的負(fù)調(diào)控、循環(huán)系統(tǒng)過(guò)程、上皮細(xì)胞增殖調(diào)節(jié)等;細(xì)胞組分主要涉及膜筏、復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子、復(fù)雜受體、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶復(fù)合物、細(xì)胞外基質(zhì)、線(xiàn)粒體外膜等。

圖5 下瘀血湯抗肝癌潛在靶點(diǎn)GO富集分析

3.5 KEGG通路富集分析

對(duì)核心靶點(diǎn)進(jìn)行KEGG通路富集分析,選?。?.01的信號(hào)通路進(jìn)行可視化,見(jiàn)圖6。與肝癌發(fā)病相關(guān)的機(jī)制主要涉及化學(xué)致癌作用-受體活化、癌癥通路、乙型肝炎、鞘脂信號(hào)通路、PI3K-Akt信號(hào)通路、癌癥的MicroRNAs、AMPK信號(hào)通路、cGMP-PKG信號(hào)通路、緊密連接蛋白等。

圖6 下瘀血湯抗肝癌潛在靶點(diǎn)KEGG通路富集分析

3.6 分子對(duì)接結(jié)果

將下瘀血湯抗肝癌17個(gè)活性成分與4個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)(CASP3、ESR1、MYC、PPARG)進(jìn)行分子對(duì)接分析,結(jié)果見(jiàn)表4。結(jié)合能越小表示該活性成分與靶點(diǎn)蛋白的親和力越高,結(jié)合能<-5.0 kcal/mol表明成分與靶點(diǎn)親和活性較強(qiáng)。分子對(duì)接結(jié)果顯示,大部分活性成分與靶點(diǎn)結(jié)合能<-5.0 kcal/mol,表明下瘀血湯活性成分與4個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)具有較好的親和力,其中兒茶素二聚體、大黃酚葡萄糖苷與CASP3、ESR1、MYC、PPARG的結(jié)合能<-6.0 kcal/mol,且結(jié)合體構(gòu)象較穩(wěn)定,分子對(duì)接模式見(jiàn)圖7。

表4 下瘀血湯主要活性成分與核心靶點(diǎn)分子對(duì)接結(jié)合能(kcal/mol)

圖7 Procyanidin B1、Chrysophanol glucoside與關(guān)鍵靶點(diǎn)分子對(duì)接模式

3.7 下瘀血湯含藥血清對(duì)肝癌細(xì)胞增殖的影響

不同濃度(2.5%、5%、10%、15%、20%)下瘀血湯含藥血清作用于HepG2和Huh-7細(xì)胞12 h后,與對(duì)照組比較,血清濃度在10%開(kāi)始對(duì)細(xì)胞增殖有抑制作用,細(xì)胞增殖抑制率隨血清濃度升高而增加,在含藥血清濃度為20%時(shí)抑制效果最佳(<0.01),并可抑制靶點(diǎn)CASP3、ESR1、PPARG、MYC 表達(dá)(<0.01)。見(jiàn)圖8、圖9。

圖8 不同濃度下瘀血湯含藥血清的肝癌細(xì)胞增殖抑制率(,n=6)

圖9 下瘀血湯含藥血清對(duì)關(guān)鍵靶點(diǎn)表達(dá)的抑制作用(,n=3)

4 討論

肝癌是世界范圍內(nèi)最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一,其高發(fā)病率、高死亡率、高惡性程度,以及臨床治療手段的缺乏,使探尋肝癌治療的新藥物、新靶點(diǎn)尤為迫切。肝癌與多種因素相關(guān):持續(xù)肝炎病毒感染、長(zhǎng)期酒精攝取、長(zhǎng)時(shí)間接觸致癌劑黃曲霉素等,糖尿病、肥胖等代謝疾病也是誘發(fā)肝癌的危險(xiǎn)因素。大多數(shù)肝癌由慢性炎癥發(fā)展而來(lái),病程通常由慢性肝病發(fā)展成肝纖維化,再到肝硬化,最后惡化形成肝癌。中醫(yī)認(rèn)為,肝纖維化-肝硬化-肝癌的病程是瘀血逐漸聚集形成毒結(jié)的表現(xiàn)。肝癌病機(jī)多為情志抑郁,氣機(jī)阻滯,血行不暢,導(dǎo)致氣滯血瘀;或由濕熱邪毒,或蟲(chóng)蠱、酒毒為害日久,瘀血毒結(jié)聚于肝臟?!案尾匮钡纳硖匦詻Q定其病理狀態(tài)下易肝血瘀阻,故血瘀貫穿病程始終,其肝纖維化-肝硬化-肝癌的過(guò)程也佐證“血瘀”病機(jī)。國(guó)醫(yī)大師周岱翰認(rèn)為,肝癌病機(jī)不外肝氣郁結(jié),氣滯血瘀,壅塞脈絡(luò),無(wú)論初病、久病,活血化瘀是最常用之法,治療多以下瘀血湯為主方加減。下瘀血湯為《金匱要略》為婦人產(chǎn)后瘀血內(nèi)停致少腹疼痛而設(shè),“產(chǎn)婦腹痛,法當(dāng)以枳實(shí)芍藥散,假令不愈者,此為腹中有干血著臍下,宜下瘀血湯主之;亦主經(jīng)水不利”。方中大黃入血分,逐瘀蕩熱,推陳致新;桃仁活血化瘀,且有潤(rùn)燥之功;土鱉蟲(chóng)善開(kāi)血閉,可攻干血,逐瘀破結(jié)。三藥合用,破血之功峻猛。因下瘀血湯有活血逐瘀、攻堅(jiān)破積之長(zhǎng),故凡瘀血內(nèi)行、瘀阻經(jīng)絡(luò)之證均可因證施治,現(xiàn)代醫(yī)家將其辨證用于肝癌治療?,F(xiàn)代研究顯示了下瘀血湯治療肝癌的有效性。如王曜等研究顯示,用下瘀血湯加減治療原發(fā)性肝癌肝熱血瘀證TACE術(shù)后患者,可有效改善患者的肝功能和生活質(zhì)量,并減輕化療毒副反應(yīng)。張浩等通過(guò)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究表明,下瘀血湯可有效抑制肝癌細(xì)胞與裸鼠皮下移植瘤的增殖,促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡。

本研究應(yīng)用UPLC-ESI-Q-TOF-MS結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)明確下瘀血湯的有效成分,預(yù)測(cè)下瘀血湯抗肝癌的作用機(jī)制,并通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。UPLC-ESI-QTOF-MS鑒定出下瘀血湯49個(gè)化學(xué)成分,其中大黃28個(gè)、桃仁17個(gè)、土鱉蟲(chóng)4個(gè)。成分-靶點(diǎn)-疾病網(wǎng)絡(luò)顯示,大黃中的沒(méi)食子酸、蘆薈苷、山柰酚、蘆薈大黃素、大黃酸、大黃素、大黃酚、大黃素甲醚、大黃酚葡萄糖苷,桃仁中的檸檬苦素、苦杏仁苷、兒茶素、棕櫚酸、β-谷甾醇乙酸酯、亞油酸,土鱉蟲(chóng)中的腺苷、尿嘧啶為下瘀血湯潛在抗肝癌核心成分。山柰酚治療肝病-肝纖維化-肝癌前景良好,可通過(guò)多種抗氧化和抗凋亡機(jī)制保護(hù)肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞,降低肝臟微環(huán)境中的免疫炎癥反應(yīng),防止細(xì)胞凋亡,還可抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng),抑制炎癥和腫瘤生長(zhǎng)。兒茶素、苦杏仁苷對(duì)肝癌細(xì)胞具有抑制增殖、誘導(dǎo)凋亡的作用。蘆薈大黃素可有效抑制肝癌細(xì)胞的增殖與遷移,其機(jī)制與Src/STAT3信號(hào)通路相關(guān)。大黃素具有抑制肝癌細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移,促進(jìn)凋亡,抑制腫瘤微環(huán)境血管新生等多重作用。大黃素甲醚可通過(guò)AMPK/Sp1/DNMT1信號(hào)通路上調(diào)miR-370誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。沒(méi)食子酸可通過(guò)抑癌基因p53抑制人肝癌細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)凋亡。棕櫚酸可調(diào)節(jié)癌細(xì)胞膜流動(dòng)性和葡萄糖代謝,發(fā)揮抑制肝細(xì)胞癌進(jìn)展的作用。上述研究提示,下瘀血湯可能通過(guò)山柰酚、兒茶素、苦杏仁苷、蘆薈大黃素、大黃素等活性成分發(fā)揮抗肝癌作用。

核心靶點(diǎn)GO 和KEGG 通路富集分析結(jié)果中,PI3K-Akt是經(jīng)典的炎癥信號(hào)通路,乙型肝炎是誘發(fā)肝癌的常見(jiàn)病因。肝癌具有男性多于女性的性別差異,激素水平可能是導(dǎo)致性別差異的關(guān)鍵因素。激活A(yù)MPK信號(hào)通路可通過(guò)抑制脂質(zhì)代謝抑制肝癌細(xì)胞增殖。cGMP-PKG信號(hào)通路對(duì)維持血管穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要,激活cGMP-PKG信號(hào)通路可抑制腫瘤細(xì)胞血管生成,提示下瘀血湯可能通過(guò)該通路調(diào)控肝癌血管生成。緊密連接是上皮細(xì)胞間的黏連復(fù)合物,是腸屏障的重要組成部分,腸屏障的破壞會(huì)導(dǎo)致腸道致病菌透過(guò)腸屏障,通過(guò)腸-肝循環(huán)誘發(fā)肝癌。此外,通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞的缺氧、應(yīng)激、炎癥、激酶結(jié)合等反應(yīng),可抑制肝癌的增殖、侵襲與轉(zhuǎn)移。因此,下瘀血湯可能通過(guò)PI3K-Akt信號(hào)通路、激素水平、AMPK信號(hào)通路調(diào)控的脂質(zhì)代謝、cGMP-PKG信號(hào)通路調(diào)控的抗血管生長(zhǎng)、緊密連接調(diào)控的腸屏障,以及缺氧、應(yīng)激、炎癥、激酶結(jié)合等多途徑發(fā)揮抗肝癌作用。

下瘀血湯抗肝癌潛在靶點(diǎn)PPI 網(wǎng)絡(luò)篩選得到CASP3、ESR1、PPARG、MYC為下瘀血湯抗肝癌的關(guān)鍵潛在靶點(diǎn)。CASP3是腫瘤細(xì)胞凋亡的執(zhí)行蛋白,通過(guò)促進(jìn)CASP3活化可有效促進(jìn)肝癌細(xì)胞的凋亡,抑制腫瘤生長(zhǎng),下瘀血湯中多種成分具有促進(jìn)細(xì)胞凋亡的作用。對(duì)于肝癌發(fā)病的性別差異,ESR1是一個(gè)編碼雌激素受體,可抑制肝臟致癌并建立性別特異性基因表,下瘀血湯可能通過(guò)ESR1調(diào)節(jié)激素水平,影響肝癌發(fā)病的性別差異。PPARG是過(guò)氧化物酶體增殖物激活的受體,PPARG的多態(tài)性可能會(huì)影響肝細(xì)胞癌的易感性,PPAR可通過(guò)鞘脂通路調(diào)控癌細(xì)胞凋亡,下瘀血湯可能通過(guò)抑制PPARG受體活化促進(jìn)凋亡,抑制腫瘤細(xì)胞增殖。MYC是最常見(jiàn)的活化原癌基因之一,可調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖和分化,MYC過(guò)表達(dá)可誘導(dǎo)侵襲性肝腫瘤,導(dǎo)致轉(zhuǎn)移形成,下瘀血湯可能通過(guò)作用于MYC抑制腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移。分子對(duì)接結(jié)果顯示,下瘀血湯主要活性成分與上述靶點(diǎn)蛋白具有較好的親和力,其中大黃酚葡萄糖苷和兒茶素二聚體的結(jié)合能力最佳,提示下瘀血湯可能通過(guò)大黃酚葡萄糖苷和兒茶素二聚體抑制4個(gè)靶點(diǎn),發(fā)揮抗肝癌作用。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步明確了下瘀血湯對(duì)肝癌細(xì)胞增殖的抑制作用,以及對(duì)4個(gè)潛在關(guān)鍵靶點(diǎn)表達(dá)的抑制作用。

綜上所述,本研究基于UPLC-ESI-Q-TOF-MS技術(shù)分析鑒定了下瘀血湯的化學(xué)成分,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)提示山柰酚、兒茶素、苦杏仁苷、蘆薈大黃素、大黃素、大黃酚葡萄糖苷等是其發(fā)揮抗肝癌作用的主要活性成分。下瘀血湯抗肝癌的作用機(jī)制主要與PI3K-Akt信號(hào)通路、炎癥反應(yīng)、激素水平調(diào)節(jié)、cGMP-PKG信號(hào)通路調(diào)控的抗血管生成、緊密連接調(diào)控的腸屏障、腫瘤細(xì)胞的缺氧、應(yīng)激、激酶結(jié)合等途徑相關(guān)。CASP3、ESR1、PPARG、MYC是下瘀血湯抗肝癌的潛在核心靶點(diǎn),分子對(duì)接顯示大黃酚葡萄糖苷、兒茶素二聚體與4個(gè)靶點(diǎn)蛋白有較好的親和活性。最后通過(guò)體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了下瘀血湯抑制肝癌細(xì)胞增殖的能力,以及對(duì)關(guān)鍵靶點(diǎn)表達(dá)的抑制作用。本研究可為進(jìn)一步闡明下瘀血湯抗肝癌的活性成分及作用機(jī)制提供研究方向和數(shù)據(jù)支持。

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