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背景:高通量实时细胞功能分析(x CELLigence real-time cell analysis(RTCA))系统具有检测细胞增殖、迁移、细胞毒性、粘附和重构的潜力。虽然RTCA系统被广泛认为是一种能实时无创高效监测细胞命运的工具,但它无法描述细胞长度和数量等具体的细胞形态学参数。方法:在A549细胞上用转化生长因子-β(transforming growth factor beta(TGF-β))刺激后诱导上皮间质的转化(epithelial?mesenchymal transition(EMT))这一生物过程并伴有明显的形态学改变,并用蛋白免疫法(western blot)检测EMT相关蛋白的表达。同时也比较了脂多糖(lipopolysaccharide(LPS)),香烟提取物(cigarette smoke extract(CSE))刺激后效果。用RTCA系统记录A549细胞经TGF-β、LPS、CSE刺激后细胞指数的变化。另外我们开发了一种有效的算法来量化具体的细胞形态参数(细胞长度,数量)。该算法由图像预处理、霍夫变换(Hough transform(HT))和图像后处理三大部分组成。结果:TGF-β刺激A549细胞后能诱导EMT变化,细胞形态由鹅卵石样转变成纤维细长样,而LPS和CSE组并没发现该变化;RTCA系统显示不同刺激因子产生不同的细胞指数曲线,尤其是TGF-β组细胞指数曲线呈现一个独特的拱形结构,并且算法检测到的细胞长度及数量结果趋势和RTCA结果一致。结论:基于光学的计算机视觉技术高效提取并量化了细胞形态参数,可作为RTCA系统的有益补充。背景:口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma,OSCC)是口腔颌面部常见的恶性肿瘤之一,致死率高,近年来分子靶向治疗备受关注,而网络药理学的出现给寻找药物靶点提供新的技术手段。黄连解毒汤(Huanglianjiedu Decoction,HLJDD)是由黄连、黄芩、黄柏和栀子四味药组成的一个著名的中药配方,已被用于治疗广泛的疾病,但目前还没有HLJDD在OSCC中的研究,故我们首次尝试基于网络药理学去分析和研究HLJDD对OSCC的作用。方法:首先采用TCMSP(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform)数据库筛选出HLJDD复方中各味药的有效成分及其潜在的作用靶点,然后采用TTD(Therapeutic Target Database)数据库,OMIM(Online Mendelian Inheritance in Man)数据库等搜索OSCC相关疾病靶点,之后用Cytoscape v3.2.0软件绘制蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络图,根据拓扑分析得到PPI网络图中的核心靶点,并通过富集分析核心靶点对应的生物过程、细胞组成、分子功能、通路分析等去揭示HLJDD对OSCC可能起治疗作用的机制,最后在SCC-25和CAL-27两种口腔鳞癌细胞水平验证部分生物过程和信号通路。结果:我们筛选得到黄连,黄芩,黄柏及栀子活性成分相关靶点数量分别是39,93,81和88个,并用Cytoscape软件拓扑分析之后得到HLJDD潜在活性成分相关靶点-OSCC相关靶点PPI交集网络的53个核心靶点,对核心靶点Gene Ontology(GO)富集分析结果提示HLJDD对OSCC作用涉及细胞周期、细胞增殖、细胞凋亡、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)活性等生物过程。最后我们在SCC-25和CAL-27细胞层面验证得到HLJDD确实能抑制细胞增殖、促进细胞晚期凋亡、抑制细胞侵袭迁移能力、抑制细胞周期G1期并停滞在S期,最后基于Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)通路富集分析,我们验证了蛋白激酶B(Protein kinase B/AKT)通路,MAPK通路以及核因子kB(Nuclear factor-kappa B,NF-κB)通路等,发现HLJDD可抑制细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK1/2)、NF-κB p65(S468)的磷酸化,从而对OSCC产生治疗作用。结论:本研究首次用网络药理学探索HLJDD对OSCC潜在的作用机制,网络药理学的结果为筛选治疗OSCC的药物靶点提供了新的分析手段,同时通过细胞实验验证,增加了网络药理学分析结果的可信度,证明HLJDD可成为治疗OSCC的潜在治疗药物。