益气解毒方及其活性化合物槲皮素抗鼻咽癌的作用机制研究

来源 :湖南中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songsiliang
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目的:基于古今文献分析,对中医治疗鼻咽癌(NPC)进行理论溯源;通过网络药理学、分子对接技术和体内外实验探讨益气解毒方及其有效化合物槲皮素抗鼻咽癌的药效物质基础和潜在分子机制。方法:1.通过使用“中华医典”、“中国知网”、“万方医学网”、“维普中文期刊”、“超星期刊”、“读秀”等数据库或文献库,以“失荣”或“鼻咽癌”作为检索词,统计并分析古今中医药治疗鼻咽癌的理法方药,证治规律等。2.联合运用GEO、Gene Cards、OMIM、Pharm Gkb、TTD、TCMSP及BATMAN-TCM等数据库,检索益气解毒方的化学活性成分及治疗NPC的作用靶点;Cytoscape软件构建“活性成分-靶点”相互作用网络;STRING数据库构建可视化PPI网络;关键作用靶点进行GO和KEGG、DO富集分析。3.采用CCK-8法、RTCA和Cytation TM5细胞成像系统检测益气解毒方及槲皮素对NPC细胞系CNE-1、CNE-2细胞增殖抑制作用;通过Hoechst 33342染色、JC-1线粒体膜电位和Annexin V-FITC/PI双荧光染色检测药物促进细胞凋亡效应,PI染色用于检测药物对细胞周期的影响,Western blot检测药物对增殖、凋亡及细胞周期蛋白相关蛋白表达水平的影响;RT-q PCR检测药物对核心基因m RNA表达的影响;通过Western blot检测药物对PI3K-AKT、MAPK、NF-κB信号通路中关键蛋白表达水平影响,构建皮下移植瘤模型,HE染色观察细胞形态,IHC检测Ki-67、PCNA、cleaved Caspase-3的蛋白表达水平。4.选用槲皮素作为小分子配体,TP53、MYC、MDM2、AKT1等PI3K-AKT信号通路中富集的靶基因作为蛋白受体进行模拟分子对接,以验证药物-靶点之间的可能性;并通过细胞实验初步研究PI3K-AKT信号通路在槲皮素抗增殖效应中的作用机制。结果:1.鼻咽癌归属“失荣”范畴,病因病机归纳为“虚”、“毒”、“痰”、“瘀”四方面,鼻咽癌古今文献中的证型多为:气阴两虚、热毒炽盛、火毒困结、痰浊结聚、热毒袭肺;对鼻咽癌的治疗中,古方共计26首,包括中药127味,现代文献检索发现,符合纳入标准的方剂共计61首,累计中药83味,古今共用药物有28味。2.本研究按条件共筛选有效成分黄连14个,黄芪25个,白花蛇舌草5个,党参42个,茯苓12个,天花粉14个,甘草106个,共计获得药物靶点493个,筛选出药物治疗鼻咽癌的潜在靶点173个,核心基因为TP53、STAT3、AKT1、JUN、MAPK1等;GO分析其主要涉及化学应激、活性氧反应、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶复合物、谷胱甘肽转移酶活性、DNA结合转录因子结合等方面;并主要富集在PI3K-AKT、MAPK等信号通路;DO分析表明益气解毒方还可对乳腺癌、胸腺癌、细胞型良性肿瘤、泌尿系统癌症有协同治疗作用。3.基于网络药理学的推测结果,通过体内外实验验证了益气解毒方抑制NPC细胞的增殖、促进其凋亡的效应,研究发现,益气解毒方呈时间及剂量依赖性地抑制鼻咽癌CNE-1、CNE-2细胞增殖,并诱导鼻咽癌细胞凋亡;益气解毒方处理36小时,能将鼻咽癌细胞CNE-1、CNE-2显著阻滞于G2/M期(P<0.05);RT-q PCR结果显示,不同剂量的益气解毒方能显著下调CNE-1、CNE-2细胞中JUN、CCND1、VEGFA、IL-1β的m RNA表达水平(P<0.05或P<0.01);Western blot结果显示,与Control组(溶剂对照组)相比,益气解毒方组的细胞增殖相关蛋白XIAP、PCNA、Survivin和周期相关蛋白CCND1、CDK2均呈不同程度的下调,而凋亡相关蛋白Bax、cleaved Caspase-3和周期相关蛋白p21的蛋白表达平呈上调趋势,差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01);不同浓度的益气解毒方水提物作用于CNE-1、CNE-2细胞36 h后,PI3K、AKT1、p-AKT1、m TOR、Ras、ERK1/2、p-ERK1/2、p-MEK1/2、p-c-Raf、NF-KB p65、IKK的蛋白表达水平下调,而PTEN、IKB-α的蛋白表达水平呈不同程度的上调,与Control组比较,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01);HE染色结果示,益气解毒方处理组较空白组相比,组织排列疏松,结构排列紊乱,部分细胞趋向变性坏死,IHC结果显示,药物干预鼻咽癌细胞后,PCNA、Ki-67呈下降而cleaved Caspase-3的表达呈上升趋势。4.分子对接结果显示,槲皮素与TP53、MYC、MDM2、AKT1均具有良好的结合位点;不同浓度槲皮素能不同程度地抑制CNE-1、CNE-2细胞增殖并诱导细胞凋亡;槲皮素处理36小时,能将鼻咽癌细胞CNE-1、CNE-2显著阻滞于G2/M期(P<0.05);RT-q PCR结果显示,槲皮素能显著下调CNE-1、CNE-2细胞中TP53、MYC、MDM2、JUN的m RNA表达水平(P<0.05或P<0.01);Western blot结果显示,与Control组(溶剂对照组)比较,槲皮素能下调细胞增殖相关蛋白XIAP、PCNA、Survivin和周期相关蛋白CCND1、CDK2的表达,上调凋亡相关蛋白Bax和周期相关蛋白p21的蛋白表达平,差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01);PI3K-AKT信号通路在槲皮素抑制NPC细胞增殖中调控作用的研究表明,槲皮素均能显著下调PI3K-AKT信号通路关键蛋白PI3K、AKT1、p-AKT1、m TOR的表达,上调PTEN的表达;而激活PI3K-AKT信号通路后(加激活剂SC79),槲皮素抑制鼻咽癌细胞增殖和诱导凋亡的效应被削弱。结论:1.借鉴先贤的宝贵经验,传承历代医家治疗失荣症的理法方药,对中医治疗鼻咽癌进行理论溯源,对中西医结合学术发展具有很好的实践意义。2.利用网络药理学成功获得益气解毒方的治疗鼻咽癌的药效物质基础、潜在分子机制及作用靶点,结合体内外细胞实验,证明益气解毒方通过多靶点、多信号通路抑制NPC。3.槲皮素可能作为益气解毒方的重要活性化合物,在抗NPC的作用中起到至关重要的作用,槲皮素单体可能通过靶向PI3K-AKT信号通路抑制鼻咽癌细胞增殖和诱导细胞凋亡,发挥抗鼻咽癌的效应。
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