基于网络药理学和实验验证探究狼毒大戟水提物治疗肝细胞癌的分子机制

背景:在我国,原发性肝癌(Primary liver cancer,PLC)是死亡率排名第二位的恶性肿瘤且其发病率和病死率呈逐年上升的趋势,严重威胁我国人民的生命健康。作为原发性肝癌的主要病理学类型,肝细胞癌(Hepatocellular carGSKJ4价格cinoma,HCC)约占发病总数的75%~8intracameral antibiotics5%。狼毒大戟作为一味传统中药,在中国被广泛用作肺结核、肿瘤等疾病的治疗。既往研究显示,狼毒大戟在肝癌、乳腺癌、胃癌等多种肿瘤中具有一定的治疗效果。然而,狼毒大戟治疗HCC的相关作用机制尚有待阐明。目的:本研究旨在明确狼毒大戟水提物在HCC中的抗肿瘤活性并探讨其改善索拉非尼耐药的潜在靶点和分子机制。方法:采用液相色谱selleck NMR-质谱联用获得狼毒大戟水提物的全部化合物成分。通过TCMSP、Swiss ADME、Swiss Target Prediction数据库以及液相色谱-质谱联用结果筛选获得狼毒大戟水提物的主要化合物以及主要作用靶点;使用GEO、DisGeNET和GeneCards数据库获得HCC的致病基因;采用在线分析平台、STRING数据库、R语言构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络图并通过Cytoscape软件进行可视化分析;使用DAVID数据库对筛选出的共同靶点进行GO和KEGG富集分析。使用AutoDockTools软件进行主要化合物与核心靶点的分子对接。通过CCK-8实验,平板克隆形成实验以及EdU实验评估狼毒大戟水提物对肝癌细胞株以及索拉非尼耐药肝癌细胞株增殖的影响。通过Annexin V/7-AAD实验以及Tunel染色实验评价狼毒大戟水提物对肝癌细胞株以及索拉非尼耐药肝癌细胞株凋亡的影响。通过Transwell实验和划痕实验检测狼毒大戟水提物对肝癌细胞株以及索拉非尼耐药肝癌细胞株侵袭、迁移的影响。通过PI染色法评估狼毒大戟水提物对肝癌细胞株以及索拉非尼耐药肝癌细胞株周期进程的影响。通过Western Blot分析狼毒大戟水提物对肝癌细胞株以及索拉非尼耐药肝癌细胞株信号通路的影响。通过建立裸鼠皮下移植瘤肝癌模型,验证狼毒大戟水提物的体内疗效。结果:通过液相色谱-质谱联用结果结合ADME筛选条件共鉴定出狼毒大戟水提物中主要化合物37种。基于公共数据库筛选获得37种化合物相对应的678个作用靶点及921个HCC致病基因。基于在线分析网站获得狼毒大戟水提物-HCC共同靶点132个以及通过网络拓扑模型和算法得到132个共同靶点中的14个核心靶点。通过对132个狼毒大戟水提物-HCC共同靶点进行GO和KEGG富集分析,推测狼毒大戟水提物通过调控多条信号通路,特别是PI3K/AKT通路对HCC发挥抗癌效果。分子对接结果显示,狼毒大戟水提物中主要化合物与核心靶点AKT1具有较强的结合亲和力。体外实验结果表明,狼毒大戟水提物能够显著抑制肝癌细胞株的增殖,改变肝癌细胞株周期进程,诱导肝癌细胞株凋亡,并抑制肝癌细胞株的迁移和侵袭。此外,体外实验还发现,狼毒大戟水提物能够通过改变索拉非尼耐药肝癌细胞株的上述表型,从而提高索拉非尼耐药细胞株对索拉非尼的敏感性。Western Blot分析表明狼毒大戟水提物呈剂量依赖性抑制野生型和索拉非尼耐药型肝癌细胞株的p-PI3K(p85a-Y607)和p-AKT的磷酸化水平。体内实验显示,狼毒大戟水提物单独或联合索拉非尼能够显著抑制荷瘤裸鼠的肿瘤生长并提高索拉非尼的疗效。结论:狼毒大戟水提物通过调控多靶点、多通路,特别是调控PI3K/AKT信号通路发挥抗癌作用,提示狼毒大戟是治疗HCC的一种有前途的药物。