国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

基于網(wǎng)絡藥理學及實驗驗證分析西黃丸治療胃癌血瘀證的潛在活性成分及作用機制

2023-06-23 17:30:43賀忠寧陳鴻郭秋均花寶金李叢煌
世界中醫(yī)藥 2023年2期

賀忠寧 陳鴻 郭秋均 花寶金 李叢煌

摘要 目的:應用中醫(yī)藥整合藥理學研究平臺(TCMIP V2.0)預測西黃丸治療胃癌血瘀證的潛在活性成分,并初步探討其分子機制。方法:利用TCMIP V2.0平臺中藥材數(shù)據(jù)庫及中藥分子機制模型數(shù)據(jù)庫(BATMAN-TCM),收集西黃丸已報道的化學成分信息;利用中藥(含方劑)靶標預測功能,收集西黃丸的候選靶標譜;利用疾病數(shù)據(jù)庫,收集胃癌疾病及血瘀證證候基因集;利用病證方關(guān)聯(lián)分析模塊,構(gòu)建“病-證-方”關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡,由網(wǎng)絡拓撲特征值確定核心網(wǎng)絡;利用David 6.8平臺對“病-證-方”的核心網(wǎng)絡進行生物學功能分析,包括基因本體(GO)富集分析和京都基因和基因組百科全書(KEGG)通路富集分析;根據(jù)化學成分對應的靶點個數(shù)和頻次,圈定西黃丸治療胃癌血瘀證的潛在核心成分及其對應的靶點和通路信息;利用Cytoscape 3.8.0軟件繪制“核心成分-核心靶點-核心通路”圖;再利用Autodock 4.2對主要成分和核心靶點進行分子對接驗證。結(jié)果:西黃丸主要通過4味中藥、13個核心化學成分、19個核心靶標、33條核心通路發(fā)揮其治療胃癌血瘀證的藥理作用。其治療的機制可能主要集中麝香、乳香等兩味中藥,涉及的通路主要包括腫瘤通路、致癌相關(guān)通路、免疫系統(tǒng)通路、內(nèi)分泌與代謝相關(guān)通路等; 磷酸肌醇3激酶(PIK3CG)、磷脂酰肌醇3(PIK3R1)、核因子B1(NFKB1)、腫瘤蛋白P53(TP53)、細胞周期蛋白42(CDC42)等靶點可能在其治療胃癌血瘀證中發(fā)揮了重要的作用。分子對接結(jié)果顯示核心成分與靶點之間有較強的結(jié)合力。體外實驗發(fā)現(xiàn):西黃丸可以顯著抑制胃癌(MGC-803)細胞擬態(tài)管道的形成(P<0.01),且抑制作用等同于低氧誘導因子-1α(Hypoxia Inducible Factor-1,HIF-1α)抑制劑2-甲氧基雌二醇(2-ME)。體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn):西黃丸及2-ME均可以顯著降低小鼠胃癌組織中擬態(tài)管道的形成數(shù)目,二者的作用相似。結(jié)論:西黃丸的潛在化學成分可以治療胃癌血瘀證患者,還能抑制胃癌小鼠血管生成擬態(tài)的形成。

關(guān)鍵詞 中醫(yī)藥整合藥理學;TCMIP V2.0;西黃丸;胃癌;血瘀證;調(diào)氣解毒;分子對接;病-證-方

Active Components and Mechanism of Xihuang Pills against Gastric Cancer with Blood Stasis Syndrome:Based on Network Pharmacology and Experimental Verification

HE Zhongning1,CHEN Hong2,GUO Qiujun1,HUA Baojin1,LI Conghuang1

(1 Guang′anmen Hospital,China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 10053,China; 2 School of Traditional Chinese Medicine,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110016,China)

Abstract Objective:To predict the potential active components of Xihuang Pills against gastric cancer with blood stasis syndrome based on Integrative Pharmacology-based Research Platform of Traditional Chinese Medicine (TCMIP V2.0) and to explore the molecular mechanism.Methods:The chemical constituents of Xihuang Pills were retrieved from TCMIP V2.0 and a Bioinformatics Analysis Tool for Molecular mechANism of Traditional Chinese Medicine (BATMAN-TCM), and the candidate targets of Xihuang Pills were predicted.Genes related to the gastric cancer and blood stasis syndrome were screened out and the disease-syndrome-prescription network was constructed.The core network was determined based on the network topology eigenvalue and David 6.8 was employed for the Gene Ontology (GO) term enrichment and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) pathway enrichment of the core network.According to the number and frequency of the chemical components, the potential core components of Xihuang Pills against gastric cancer with the blood stasis syndrome and the corresponding targets and pathways were determined.Cytoscape 3.8.0 was used to plot the “core component-core target-core pathway” network, and Autodock 4.2 was applied for the docking of major components and core targets.Results:Xihuang Pills exerts therapeutic effect on gastric cancer with blood stasis syndrome through 4 medicinals, 13 core chemical components, 19 core targets, and 33 core pathways.The main medicinals were Moschus and Olibanum, and the pathways involved mainly included tumor pathway, carcinogenesis-related pathway, immune system pathway, and endocrine and metabolism-related pathway.Phosphatidylinositol-4, 5-bisphosphate 3-kinase, catalytic subunit gamma (PIK3CG), phosphoinositide-3-kinase regulatory subunit 1 (PIK3R1), nuclear factor kappa B subunit 1 (NFKB1), tumor protein p53 (TP53), and cell division cycle 42 (CDC42) may play an important role in the treatment of blood stasis syndrome of gastric cancer.Molecular docking showed high binding affinity between the core components and the targets.In vitro experiments showed that Xihuang pills significantly inhibited the formation of mimicry channels in gastric cancer (MGC-803) cells (P<0.01), and the inhibitory effect was equivalent to 2-methoxy-estradiol (2-ME), an inhibitor of Hypoxia Inducible Faction-1 (HIF-1α).In vivo experiments showed that both Xihuang Pills and 2-ME could significantly reduce the number of mimicry channels in mouse gastric cancer tissue, and their effects were similar.Conclusion:The potential chemical components of Xihuang pills can treat the patients with blood stasis syndrome of gastric cancer and inhibit the formation of angiogenic mimicry in mice with gastric cancer.

Keywords Integrative Pharmacology of traditional Chinese medicine; TCMIP V2.0; Xihuang Pills; Gastric cancer; Blood stasis; Regulating qi and detoxifying; Molecular docking; Disease-syndrome-prescription

中圖分類號:R273文獻標識碼:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2023.02.003

胃癌是常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤,據(jù)全球癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2018年胃癌新發(fā)病例超過100萬例,死亡病例達78萬例,使其成為最常診斷的第五大癌癥和癌癥死亡的第3大原因[1]。盡管目前手術(shù)、放化療、靶向治療等治療手段不斷進步,但胃癌的總體預后仍然很差,晚期胃癌患者的生存率小于5%[2]。

胃癌可歸屬于中醫(yī)癓瘕、積聚等范疇,《醫(yī)林改錯》言:“肚腹結(jié)塊,必有形之血?!敝嗅t(yī)學認為“久病必瘀”“久病入絡”,童克家等[3]的臨床研究顯示:血瘀證素在晚期胃癌患者中占比較高,約占48.23%。血瘀證與現(xiàn)代醫(yī)學血液高凝狀態(tài)、血管生成、乏氧狀態(tài)等病理狀態(tài)密切相關(guān)[4],且貫穿于腫瘤發(fā)生發(fā)展的始終;有研究表明,血瘀證是導致腫瘤發(fā)生發(fā)展及復發(fā)轉(zhuǎn)移的重要原因[5]。

調(diào)氣解毒法在腫瘤患者的治療過程中起到了關(guān)鍵作用,氣行則血行,氣滯則血凝,胃癌患者多氣血運行不暢,癌毒內(nèi)蘊于中焦,故臨床治療可以調(diào)氣解毒,活血散結(jié)為法。而西黃丸可作為調(diào)氣解毒法的代表方劑,西黃丸出自《外科證治全生集》,方由牛黃、麝香、乳香、沒藥等四味藥構(gòu)成,組方以麝香破血化瘀;牛黃清熱解毒;乳香、沒藥活血行氣,消腫止痛;全方共奏活血散結(jié),調(diào)氣解毒之效。郭秋均的研究顯示:西黃丸可通過調(diào)控乏氧微環(huán)境抑制胃癌細胞的生長及轉(zhuǎn)移[6]。

中醫(yī)藥整合藥理學研究平臺(Integrative Pharmacology-based Research Platform of Traditional Chinese Medicine,TCMIP)主要包括來自《中醫(yī)藥百科全書》(ETCM)的5個數(shù)據(jù)庫資源,提供了中醫(yī)藥包括化學成分、作用靶點等方面的基本信息,同時,采用人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡計算及可視化等方法和技術(shù),形成7大整合藥理學分析模塊,可用于查詢和挖掘疾病、證候和方劑的生物學基礎和機制,進而有效揭示中藥治療疾病的藥效物質(zhì)基礎及分子作用機制[7-8]。本研究借助中醫(yī)藥整合藥理學研究平臺,探討西黃丸治療胃癌血瘀證的藥效物質(zhì)基礎及分子作用機制網(wǎng)絡,為進一步深入研究西黃丸的有效成分、分子作用機制及臨床應用提供一定的數(shù)據(jù)基礎[9]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 數(shù)據(jù)庫 中醫(yī)藥整合藥理學研究平臺(TCMIP V2.0),中醫(yī)藥分子機制模型數(shù)據(jù)庫(a Bioinformatics Analysis Tool for Molecular mechANism of Traditional Chinese Medicine,BATMAN-TCM)(http://bionet.ncpsb.org.cn/batman-tcm/)生物信息注釋可視化和集成發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(The Database for Annotation,Visualization and Integrated Discovery,DAVID)(https://david.ncifcrf.gov),有機小分子活性數(shù)據(jù)庫(Pubchem)(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov),RCSB蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(RCSB Protein Data Bank)(http://www.rcsb.org/),蛋白質(zhì)相互作用分析數(shù)據(jù)庫(STRING)(https://cn.string-db.org),分子在線對接平臺(Cavity-detection guided Blind Docking,CB-DOCK)(http://clab.labshare.cn)。

1.1.2 細胞 人胃癌MGC-803細胞系購自中國醫(yī)學科學院基礎醫(yī)學研究所細胞資源中心,編號:1101HUM-PUMC000660。

1.1.3 動物 4~6周齡無特定病原體(Specific Pathogen Free,SPF)級BALB/c裸鼠,購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司,動物許可證號:SYXK(京)2017-0033。倫理審批號:IACUC-GAmH-2022-012。飼養(yǎng)于北京大學醫(yī)學部實驗動物中心SPF級動物房飼養(yǎng)于北京大學溫度20~26 ℃,相對濕度40%~70%,自由飲食。

1.1.4 藥物 西黃丸(北京同仁堂藥店,批號:13043355),2-ME(國家標準物質(zhì)中心,批號:138019)。

1.1.5 試劑與儀器 低氧工作站(RUSKINN公司,英國,型號:INVIVO2 200),光學倒置顯微鏡(Nikon公司,日本,型號:TS100)。

1.2 方法

1.2.1 網(wǎng)絡藥理學實驗

1.2.1.1 疾病靶點來源 TCMIP V2.0中“疾病相關(guān)分子庫”來源于基因相關(guān)性數(shù)據(jù)庫(DisGeNET),人類表型本體數(shù)據(jù)庫(HPO),Drugbank數(shù)據(jù)庫,治療靶點數(shù)據(jù)庫(TTD)等數(shù)據(jù)庫[10]。在TCMIP V2.0“疾病相關(guān)分子庫”中,以“Gastric cancer”“Stomach cancer”“Neoplasms of the Stomach”“Stomach Neoplasms”作為疾病關(guān)鍵詞進行檢索,檢索出的所有靶點,作為胃癌的候選靶點集。

1.2.1.2 證候靶點來源 在TCMIP V2.0“疾病相關(guān)分子庫”中,以“不同的臨床表現(xiàn)”為切入點,通過血瘀證候相關(guān)臨床表現(xiàn)的英文詞條進行檢索,相關(guān)基因集取并集,得出血瘀證的候選靶點譜。具體檢索詞見表1。

1.2.1.3 方劑靶點來源 利用TCMIP V2.0中“中藥材數(shù)據(jù)庫”收集“麝香”“牛黃”“乳香”“沒藥”等4味藥材的化學成分信息,并結(jié)合BATMAN-TCM模型數(shù)據(jù)庫的化學成分及既往文獻研究加以補充,最終構(gòu)建方劑的化學成分庫。設置Tanimoto Score為0.8(高準確度)預測化學成分的候選靶點譜。TCMIP V2.0采用二維結(jié)構(gòu)進行相似性搜索,并采用Tanimoto Score定義的相似度計量方法,通過與已經(jīng)上市,或FDA已經(jīng)批準的藥物進行化學結(jié)構(gòu)相似性比對,以Tanimoto Score定義的相似度計量方法進行相似性打分[10]。

1.2.1.4 網(wǎng)絡構(gòu)建與分析 利用TCMIP V2.0“中醫(yī)藥關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡挖掘”模塊,根據(jù)胃癌疾病基因集、證候(血瘀證)基因集和方劑(西黃丸)候選靶點之間的相互作用信息,構(gòu)建“疾病-證候-方劑”關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡。TCMIP V2.0可針對疾病、證候、方劑、中藥成分,構(gòu)建可視化的中藥多維關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡;平臺鑲嵌了HAPPI,Reactome,OPHID,InAct,HPRD,PDZBase,MINT,DIP等數(shù)據(jù)庫中PPI數(shù)據(jù),設置了連接度(Degree),介度(Betweenness),緊密度(Closeness)3種網(wǎng)絡拓撲特征值,通過相關(guān)計算來預測中藥治療疾病發(fā)揮藥效的關(guān)鍵靶點;通過關(guān)鍵靶點的富集分析,確定關(guān)鍵靶點的生物學功能及其所參與的生物學通路[10],分析方劑治療疾病的機制。

1.2.1.5 靶點富集分析與分子網(wǎng)絡圖構(gòu)建 利用David 6.8平臺對關(guān)鍵靶點進行生物通路富集分析,分析西黃丸治療胃癌血瘀證主要參與的生物通路,探討其治療的可能作用機制。利用Cytoscape 3.8.0軟件構(gòu)建“中藥-成分-靶點-通路”分子網(wǎng)絡圖。

1.2.1.6 分子對接驗證關(guān)鍵靶點蛋白 在Pubchem數(shù)據(jù)庫下載西黃丸關(guān)鍵成分的sdf格式結(jié)構(gòu)文件,并利用Openbabel軟件將其轉(zhuǎn)化為pdb格式。借助RCSB PDB數(shù)據(jù)庫下載核心靶點蛋白的晶體結(jié)構(gòu),對接采用AutoDock 4.2軟件進行。在對接過程中,采用軟件中Autogrid模塊設置蛋白對接盒子,盒子大小根據(jù)蛋白質(zhì)與其已知配體的結(jié)合區(qū)域進行設定,對接采用拉馬克遺傳算法(LGA),并借助Pymol軟件對對接結(jié)果進行優(yōu)化制圖[11]。將出現(xiàn)頻次較多的主要成分和靶點中,選擇有實驗構(gòu)型且有相互作用關(guān)系的4對成分-靶點采用AutoDock 4.2軟件進行分子對接,結(jié)合能見圖5。一般認為,分子對接時化合物與蛋白的結(jié)合能<-5 kcal/mol(1 cal=4.184 J)時表示有一定結(jié)合能力,<-7 kcal/mol時表示結(jié)合活性較強,結(jié)合能越小說明對接效果越好[11]。

1.2.2 體內(nèi)外試驗

1.2.2.1 分組與模型制備 體外實驗制備常氧和乏氧2種細胞培養(yǎng)條件,分別分為空白組、西黃丸組、2-ME組、2-ME聯(lián)合西黃丸組。常氧條件將細胞置于細胞培養(yǎng)箱20%常氧培養(yǎng)24 h,乏氧條件則將細胞置于5%低氧工作站中培養(yǎng)24 h,體內(nèi)實驗分為空白組、西黃丸組、2-ME組、2-ME+西黃丸組。其中包含西黃丸組灌胃給藥,包含2-ME組腹腔注射2-ME給藥。

1.2.2.2 干預方法 建立體外模型,西黃丸干預24 h,倒置顯微鏡下觀察各組MGC-803細胞成管情況并計數(shù);建立體內(nèi)模型后,待小鼠7 d成瘤,藥物干預14 d后脫頸處死小鼠,將小鼠腫瘤組織固定包埋切片,鏡下觀察隨機5個視野內(nèi)的擬態(tài)血管數(shù)量。

1.2.2.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件和Graphpad Prism 5軟件分析上述統(tǒng)計結(jié)果并繪圖,采用獨立樣本t檢驗進行組間比較,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 網(wǎng)絡藥理學實驗結(jié)果

2.1.1 病-證-方關(guān)聯(lián)核心靶點網(wǎng)絡分析 共獲得疾病靶點67個,證候靶點473個,藥物靶點1 204個,利用平臺中“中醫(yī)藥關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡”中的“疾病-證候-方劑”關(guān)聯(lián)分析模塊,選擇疾病,證候,方劑的靶點集后提交,經(jīng)過網(wǎng)絡分析計算,結(jié)果顯示,與胃癌、血瘀證、西黃丸相關(guān)的核心網(wǎng)絡靶點共226個;疾病、證候、方劑、核心網(wǎng)絡靶點的韋恩圖如圖1。其中胃癌與血瘀證之間有11個共同靶點,血瘀證與西黃丸之間有73個共同靶點,胃癌與西黃丸之間有16個共同靶點??梢钥闯龊诵木W(wǎng)絡靶點中其中屬于疾病的靶點有31個,屬于證候的靶點有76個,屬于方劑的靶點有164個,屬于病證方共有的有5個。為了再一次縮小核心網(wǎng)絡靶點的范圍,提高分析結(jié)果的精確性,將平臺富集的226個核心網(wǎng)絡靶點依次按Degree、Closeness、Betweenness由高至低依次排序,并利用David對排名前100位的核心網(wǎng)絡靶點進行富集分析,共富集到KEGG通路(P≤0.05)共133條,針對胃癌相關(guān)機制對通路進行篩選,共選出來60條通路,排名前20位的通路見表2。對這些通路涉及到的屬于西黃丸的方劑靶點與方劑靶點對應的成分進行靶點數(shù)量、靶點頻次、成分頻次的統(tǒng)計,選取靶點數(shù)量在5以上,靶點頻次在30以上的成分作為核心成分,共13個核心成分。13個核心成分有4個核心成分屬于牛黃,7個核心成分屬于麝香,乳香,沒藥各含有1個核心成分。見表3。

2.1.2 核心成分的驗證 核心成分中共涉及74個靶點,選取在通路中出現(xiàn)5次以上的21個靶點進行富集分析,共富集出65條通路(P≤0.05),其中與胃癌相關(guān)的有33條,占50.8%,此33條核心通路可分為腫瘤通路、致癌相關(guān)通路、免疫系統(tǒng)通路、內(nèi)分泌與代謝通路等4個通路模塊。見表4。

核心通路中涉及的靶點為19個,與從核心成分中統(tǒng)計出來的21個差2個,占比90.5%。故最終確定的核心靶點為19個,這19個靶點在核心通路出現(xiàn)的頻次統(tǒng)計見圖2。對這13個核心成分,19個核心靶點,33條核心通路利用Cytoscape進行作圖,將分析結(jié)果進行可視化。13個核心成分有4個核心成分屬于牛黃,7個核心成分屬于麝香,乳香,沒藥各含有1個核心成分,19個核心靶點富集的核心通路主要分為腫瘤通路、致癌相關(guān)通路、免疫系統(tǒng)通路、內(nèi)分泌與代謝通路等4個模塊,具體見圖3。

2.1.3 靶點GO生物過程富集分析 對19個核心靶點進行GO富集分析,可以看出:在生物過程中,主要涉及基因表達、藥物反應、細胞增殖、細胞吞噬、血小板活化、細胞凋亡、調(diào)節(jié)物質(zhì)合成等過程;在細胞組分中,以細胞核、細胞膜、細胞質(zhì)等細胞內(nèi)成分為主;在分子功能中,主要參與蛋白質(zhì)結(jié)合、離子通道結(jié)合通路;蛋白磷酸酶、一氧化氮合酶等多種酶活性通路。見圖4。

2.1.4 分子對接驗證結(jié)果 大部分化合物與核心靶點的結(jié)合能力較強。特別是雌二醇和PIK3CG,結(jié)合能為-9.1 kcal/mol。見圖5。為了更加直觀地體現(xiàn)關(guān)鍵化合物和核心靶點的相互作用模式,圖6中展示了這9對化合物對接后復合物的結(jié)構(gòu)示意圖。

2.2 實驗驗證

2.2.1 西黃丸及2-ME體外干預MGC-803細胞成管的情況 西黃丸在常氧和乏氧環(huán)境下均可以顯著抑制胃癌MGC-803細胞擬態(tài)血管的形成(P<0.01),乏氧狀態(tài)下抑制作用更為明顯,且與HIF-1α抑制劑2-ME的作用相似。同時,2-ME聯(lián)合西黃丸可以更好的抑制腫瘤細胞擬態(tài)血管形成數(shù)目,但差異無統(tǒng)計學意義。

2.2.2 西黃丸及2-ME干預荷MGC-803細胞裸鼠移植瘤擬態(tài)血管形成的情況 西黃丸可降低小鼠胃癌腫瘤組織中管道的形成數(shù),作用與2-ME相似,二者聯(lián)合可以更好的抑制管道形成。見圖8。

3 討論

通過TCMIP V2.0平臺基于3個網(wǎng)絡拓撲特征值的運算,在病證方的總靶點中挑出了226個初步核心網(wǎng)絡靶點,方便高效地縮小了范圍,為進一步深入研究西黃丸的有效成分、分子作用機制及臨床應用提供科學依據(jù)。再通過David 6.8進行富集分析以及篩選,最終確定了13個核心成分,19個核心靶點,33條核心通路。這些核心靶點在功能上顯著參與了多種胃癌相關(guān)通路,包括VEGF信號通路、PI3K-AKT信號通路、Ras信號通路、ErbB信號通路、血小板活化、細胞凋亡、免疫系統(tǒng)通路等多個信號通路。

花寶金團隊近期提出以“調(diào)氣解毒”為惡性腫瘤的主要治療原則,而西黃丸可作為調(diào)氣解毒的代表方劑,既往臨床研究證實其治療胃癌血瘀證有一定的臨床作用。網(wǎng)絡藥理學研究發(fā)現(xiàn)西黃丸治療胃癌血瘀證的已報道核心成分主要包括雌二醇、麝香酮類化合物、尿囊素、乳香酸類化合物、麥角胺等。雌二醇作為一種常見類固醇化合物,具有一定的抗微管蛋白作用,還能誘導細胞凋亡和自噬[12]。麝香酮是麝香的重要成分和生理活性物質(zhì),能通過阻斷腫瘤新生血管的形成以發(fā)揮其抑制腫瘤生長、侵襲及轉(zhuǎn)移[13]。既往研究證實:尿囊素可以減少鉑類藥物的神經(jīng)毒性,還能改善血液高凝狀態(tài),可作為癌癥治療的輔助藥物[14]。乳香酸類化合物已被證實可以抑制腫瘤細胞侵襲和轉(zhuǎn)移、參與腫瘤細胞分化及免疫調(diào)節(jié)[15]。劉建平[16]研究發(fā)現(xiàn)麥角胺可促進骨肉瘤細胞凋亡,并能進抑制其增殖與侵襲。

本研究中,PIK3CG、PIK3R1、NFKB1、TP53、CDC42等靶點出現(xiàn)頻率高,以上靶點參與了多種信號通路,是西黃丸治療胃癌血瘀證的關(guān)鍵靶點。磷酸肌醇-3激酶催化亞單位γ(Phosphoinositide-3 Kinase Catalytic Subunit-gamma,PIK3CG)是磷酸肌醇-3激酶家族的成員,可參與細胞的增殖、分化、凋亡等多種功能的調(diào)節(jié),既往研究發(fā)現(xiàn)靶向抑制PIK3CG基因的表達可能誘導腫瘤細胞凋亡和遷移抑制[17],發(fā)揮其抑制胃癌發(fā)生發(fā)展的作用[18]。磷脂酰肌醇3激酶調(diào)節(jié)亞基1(Phosphoinositide-3-kinase Regulatory Subunit 1,PIK3R1)在多種類型惡性腫瘤的形成中起著關(guān)鍵作用,參與多種細胞功能的調(diào)節(jié),PIK3R1基因的下調(diào)對胃癌細胞的增殖和侵襲均具有抑制作用[19]。NFKB1基因的表達與細胞增殖、轉(zhuǎn)化和凋亡等病理生理過程相關(guān),敲除胃癌小鼠的NFKB1基因會導致小鼠胃中腫瘤壞死因子的表達增加,從而促進炎癥免疫反應和胃癌的發(fā)展[20]。TP53基因編碼的蛋白可參與誘導細胞周期停滯、細胞凋亡、衰老、DNA修復、代謝等改變[21-22]。ANDO等[23]研究發(fā)現(xiàn)TP53基因表達陽性的患者腫瘤浸潤更深,淋巴結(jié)和肝轉(zhuǎn)移發(fā)生的更多。細胞分裂周期蛋白42(Cell Division Cycle42,CDC42是Rho GTP酶家族的成員,可調(diào)控腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移,有研究表明CDC42的下調(diào)可能通過誘導細胞周期停滯在G1/S期來抑制胃癌細胞的增殖[24]。

核心通路中基本涵蓋了胃癌的病理生理過程,與我們的預測結(jié)果一致,如腫瘤相關(guān)通路、致癌相關(guān)通路、免疫系統(tǒng)通路、內(nèi)分泌與代謝相關(guān)通路等信號通路。提示我們的藥理學策略具有很高的準確性。其中VEGF信號通路是常見的血管新生和腫瘤轉(zhuǎn)移通路[25],PI3K-AKT信號通路是一種常見的自噬相關(guān)信號通路,它的異常激活會調(diào)節(jié)細胞自噬、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、細胞凋亡、轉(zhuǎn)移等多種生理病理過程[26]。RAS蛋白位于細胞膜內(nèi),參與調(diào)控細胞的生長、增殖、運動、遷移及血管生成,有研究表明RAS信號通路的激活可以抑制BGC-823胃癌細胞的增殖、侵襲和遷移[27]。ErbB信號通路的異常激活可能引起腫瘤細胞增值分化,浸潤轉(zhuǎn)移[28]。其他信號通路大多作用于免疫系統(tǒng)來發(fā)揮其抗腫瘤作用。

本研究利用中醫(yī)藥整合藥理學研究平臺TCMIP v2.0及BATMAN-TCM模型數(shù)據(jù)庫收集西黃丸所含化學成分的候選靶點譜、胃癌的疾病基因集和血瘀證證候基因集,構(gòu)建“病-證-方”關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡,并根據(jù)靶點數(shù)量和頻次圈定治療胃癌的核心成分、核心靶點,進而對核心靶點進行生物功能富集分析,明確核心成分發(fā)揮療效的作用機制。結(jié)果表明,西黃丸可通過4味中藥、13個核心化學成分、19個核心靶點、33條核心通路發(fā)揮其治療胃癌血瘀證的藥理作用。其干預治療的機制可能主要集中麝香、乳香等2味中藥,涉及的通路主要包括腫瘤相關(guān)通路、致癌相關(guān)通路、免疫系統(tǒng)通路、內(nèi)分泌與代謝通路等;PIK3CG、PIK3R1、NFKB1、TP53、CDC42等靶點可能在其中發(fā)揮了重要的作用。

本研究團隊既往體內(nèi)、體外實驗研究均證實:西黃丸可以有效抑制胃癌血管生成擬態(tài)的形成[6]。體外實驗發(fā)現(xiàn):西黃丸可以顯著抑制胃癌(MGC-803)細胞擬態(tài)管道的形成(P<0.01),且抑制作用等同于低氧誘導因子-1α(Hypoxia Inducible Factor-1,HIF-1α)抑制劑2-甲氧基雌二醇(2-ME)。體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn):西黃丸及2-ME均可以顯著降低小鼠胃癌組織中擬態(tài)管道的形成數(shù)目,二者的作用相似。體內(nèi)外試驗也進一步證實西黃丸對于胃癌血管生成有一定的抑制作用。本研究為中藥復方作用機制的初步探索提供了一種經(jīng)濟、高效的方法,可以為未來實體實驗提供方向性的參考,有助于推進中藥復方的研究進展。

利益沖突聲明:無。

參考文獻

[1]BRAY F,F(xiàn)ERLAY J,SOERJOMATARAM I,et al.Global cancer statistics 2018:GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries[J].CA Cancer J Clin,2018,68(6):394-424.

[2]Mattiuzzi C,Lippi G.Current Cancer Epidemiology[J].J Epidemiol Glob Health,2019,9(4):217-222.

[3]童克家,汪志成,唐珂.進展期胃癌的證素、證型分布情況及與免疫標志物的相關(guān)性分析[J].中醫(yī)藥導報,2021,27(3):116-118.

[4]張思奇,胡凱文,周天.脾虛、血瘀及痰飲與乏氧腫瘤微環(huán)境研究進展[J].中國中醫(yī)藥信息雜志,2018,25(7):126-129.

[5]羅琴琴,魯葉云,王立芳,等.基于血瘀證探討活血化瘀法在惡性腫瘤治療中的應用[J].中醫(yī)雜志,2017,58(8):654-656.

[6]郭秋均.西黃丸抑制胃癌細胞增殖及其血管生成擬態(tài)形成的機制探討[D].北京:北京中醫(yī)藥大學,2017.

[7]XU HY,ZHANG YQ,LIU ZM,et al.ETCM:an encyclopaedia of traditional Chinese medicine[J].Nucleic Acids Res,2019,47(D1):D976-D982.

[8]ZHAO C,LI S,ZHANG J,et al.Current state and future perspective of cardiovascular medicines derived from natural products[J].Pharmacol Ther,2020,216:107698.

[9]世界中醫(yī)藥學會聯(lián)合會.網(wǎng)絡藥理學評價方法指南[S].世界中醫(yī)藥,2021,16(4):527-532.

[10]許海玉,劉振明,付巖,等.中藥整合藥理學計算平臺的開發(fā)與應用[J].中國中藥雜志,2017,42(18):3633-3638.

[11]TROTT O,OLSON AJ.AutoDock Vina:improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function,efficient optimization,and multithreading[J].J Comput Chem,2010,31(2):455-461.

[12]MINORICS R,ZUPKO I.Steroidal Anticancer Agents:An Overview of Estradiol-related Compounds[J].Anticancer Agents Med Chem,2018,18(5):652-666.

[13]劉永惠,常靖,薛陸軍,等.麝香酮對血瘀證乳腺癌生長及對VEGF表達的影響[J].西安交通大學學報:醫(yī)學版,2014,35(4):547-550.

[14]VINDYA NS,MOHAMAD A,RAZDAN R.Allantoin attenuates deficits of behavioural and motor nerve conduction in an animal model of cisplatin-induced neurotoxicity in rats[J].Animal Model Exp Med,2019,2(2):114-120.

[15]方麗敏.乳香和乳香酸的藥理活性及其作用機制[J].心電圖雜志(連續(xù)型電子期刊),2019,8(4):263-264.

[16]劉建平.麥角胺聯(lián)合奧沙利鉑誘導骨肉瘤細胞增殖和凋亡行為變化[J].解放軍預防醫(yī)學雜志,2018,36(7):918-921,936.

[17]張亮,熊藝璉,任宇亮,等.重樓皂苷A直接靶向ETS-1抑制胃癌細胞增殖并誘導凋亡的作用機制[J].中國中藥雜志,2022,47(6):1650-1657.

[18]CHANG J,HONG L,LIU Y,et al.Targeting PIK3CG in Combination with Paclitaxel as a Potential Therapeutic Regimen in Claudin-Low Breast Cancer[J].Cancer Manag Res,2020,12:2641-2651.

[19]QI W,SUN L,LIU N,et al.Tetraspanin family identified as the central genes detected in gastric cancer using bioinformatics analysis[J].Mol Med Rep,2018,18(4):3599-3610.

[20]LOW JT,CHRISTIE M,ERNST M,et al.Loss of NFKB1 Results in Expression of Tumor Necrosis Factor and Activation of Signal Transducer and Activator of Transcription 1 to Promote Gastric Tumorigenesis in Mice[J].Gastroenterology,2020,159(4):1444-1458.

[21]NICOLAI S,ROSSI A,DI DANIELE N,et al.DNA repair and aging:the impact of the p53 family[J].Aging(Albany NY),2015,7(12):1050-1065.

[22]Yuan L,Zhang Y,Xia J,et al.Resveratrol induces cell cycle arrest via a p53-independent pathway in A549 cells[J].Mol Med Rep,2015,11(4):2459-2464.

[23]ANDO K,OKI E,ZHAO Y,et al.Mortalin is a prognostic factor of gastric cancer with normal p53 function[J].Gastric Cancer,2014,17(2):255-262.

[24]DU DS,YANG XZ,WANG Q,et al.Effects of CDC42 on the proliferation and invasion of gastric cancer cells[J].Mol Med Rep,2016,13(1):550-554.

[25]APTE RS,CHEN DS,F(xiàn)ERRARA N.VEGF in Signaling and Disease:Beyond Discovery and Development[J].Cell,2019,176(6):1248-1264.

[26]FATTAHI S,AMJADI-MOHEB F,TABARIPOUR R,et al.PI3K/AKT/mTOR signaling in gastric cancer:Epigenetics and beyond[J].Life Sci,2020,262:118513.

[27]CHEN H,CHENG ZY,PAN Y,et al.RASAL1 influences the proliferation and invasion of gastric cancer cells by regulating the RAS/ERK signaling pathway[J].Hum Cell,2014,27(3):103-110.

[28]WANG Z.ErbB Receptors and Cancer[J].Methods Mol Biol,2017,1652:3-35.

(2022-06-11收稿 本文編輯:吳珊)

基金項目:北京市自然科學基金項目(7212189)作者簡介:賀忠寧(1996.05—),女,博士研究生在讀,研究方向:中醫(yī)內(nèi)科(腫瘤學),E-mail:1151593118@qq.com通信作者:李叢煌(1982.07—),男,博士,副主任醫(yī)師,研究方向:中西醫(yī)結(jié)合(腫瘤學),E-mail:liconghuang@163.com

衡南县| 宜兴市| 黎川县| 兴化市| 泸西县| 岳西县| 杂多县| 连江县| 哈密市| 青阳县| 昌乐县| 南雄市| 馆陶县| 肇州县| 东明县| 来凤县| 邵阳市| 临沭县| 南丰县| 宝兴县| 永顺县| 河间市| 图木舒克市| 基隆市| 福贡县| 武平县| 常德市| 偏关县| 桂林市| 龙胜| 梅州市| 建平县| 都匀市| 宁武县| 南安市| 紫金县| 太康县| 宜城市| 松阳县| 德清县| 汾阳市|