中国全科医学 ›› 2024, Vol. 27 ›› Issue (32): 4040-4049.DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0238
所属专题: 消化系统疾病最新文章合辑
杨安银1, 刘红丽2, 陈妙洋1, 郑玉凤1, 徐志远3, 杨永峰1,*()
收稿日期:
2023-04-04
修回日期:
2023-08-19
出版日期:
2024-11-15
发布日期:
2024-08-08
通讯作者:
杨永峰
作者贡献:
杨永峰提出研究思路,制定总体研究目标;杨安银、刘红丽进行数据分析,实验操作以及文章撰写;陈妙洋、郑玉凤、徐志远进行相关文献和资料收集。
基金资助:
YANG Anyin1, LIU Hongli2, CHEN Miaoyang1, ZHENG Yufeng1, XU Zhiyuan3, YANG Yongfeng1,*()
Received:
2023-04-04
Revised:
2023-08-19
Published:
2024-11-15
Online:
2024-08-08
Contact:
YANG Yongfeng
摘要: 背景 肝细胞癌是癌症相关死亡的主要原因,目前的防治形势依然严峻,对新的肝细胞癌治疗药物进行探索研究具有科学意义。 目的 通过网络药理学方法分析汉黄芩素干预肝细胞癌的作用机制,并进行体外实验验证。 方法 在TCMSP数据库中检索汉黄芩素的药物靶点,从TTD、GenCard、OMIM、DisGent数据库中收集肝细胞癌的疾病靶点。将收集的药物靶点和疾病靶点取交集,作为药物干预疾病的潜在靶点。对交集靶点运用R软件进行富集分析,使用STRING数据库和Cytoscape软件对交集靶点构建蛋白互作网络和筛选核心靶点。在GIEPA数据库对核心靶点行进一步分析。最后通过体外实验对前期分析结果进行验证:采用CCK-8试剂盒测定细胞活性;采用平板克隆形成实验测定细胞增殖;采用划痕实验测定细胞迁移;采用Western-blotting(WB)实验测定蛋白质表达水平。 结果 分析结果发现汉黄芩素的吸收、分布、代谢、排泄特性符合小分子药物成药规则并且毒性分析结果表明无毒性。收集到汉黄芩素靶点135个,肝细胞癌靶点8 238个,两者交集靶点113个。通过对构建的蛋白互作网络筛选出的前10位的核心基因进行分析,发现细胞周期蛋白依赖性激酶1(CDK1)、原癌基因酪氨酸蛋白激酶Src(SRC)在肝细胞癌组织中mRNA水平较正常肝组织上调(P<0.05),并且在肝细胞癌患者中高表达与不良预后相关(P<0.05)。KEGG富集分析发现交集基因富集在PI3K/AKT信号通路上最多,分子对接结果显示汉黄芩素与CDK1、SRC结合构型活力较强。CCK-8试剂盒检测结果显示,加入汉黄芩素75.0、150.0、300.0 μmol/L组HepG2细胞活性均低于对照组(P<0.05);平板克隆形成实验结果显示,加入汉黄芩素37.5、75.0、150.0 μmol/L组HepG2细胞克隆形成数均低于对照组(P<0.05);划痕实验结果表明,加入汉黄芩素37.5、75.0、150.0 μmol/L组HepG2细胞迁移率均低于对照组(P<0.05);WB实验结果表明,加入汉黄芩素75.0、150.0 μmol/L组PI3K、P-AKT/AKT、CDK1、SRC蛋白表达水平均低于对照组(P<0.05)。 结论 汉黄芩素通过下调CDK1、SRC蛋白表达,减弱PI3K/AKT通路信号,抑制肝癌细胞增殖和迁移,诱导细胞凋亡,从而达到干预肝细胞癌发生和进展的目的。
中图分类号:
图2 TOP10核心靶点注:SRC=原癌基因酪氨酸蛋白激酶Src,HSP90AA1=热休克蛋白HSP90-α,TP53=细胞肿瘤抗原p53,CDK1=细胞周期蛋白依赖性激酶1,AKT1=丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,CCND1=G1/S-特异性周期蛋白-D1,JUN=转录因子Jun,RELA=RELA原癌基因,NOS2=一氧化氮合酶,CDKN1A=细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1。
Figure 2 TOP10 core targets
图3 GEPIA数据库验证核心靶点在肝细胞癌和正常肝组织中mRNA表达水平注:A~J分别代表CDK1、CCND1、AKT1、CDKN1A、HSP90AA1、JUN、NOS2、RELA、SRC、TP53在肝细胞癌组织和正常肝组织中的mRNA表达水平;*P<0.05,**P<0.01;LIHC=肝细胞癌,Normal=正常肝组织。
Figure 3 The GEPIA database verified the mRNA expression levels of core targets in hepatocellular carcinoma and normal liver tissues
图4 GEPIA数据库对前10位核心靶点在肝细胞癌患者中的生存分析注:A为CDK1,B为CCND1,C为AKT1,D为CDKN1A,E为HSP90AA1,F为JUN,G为NOS2,H为RELA,I为SRC,J为TP53。
Figure 4 Survival analysis of TOP10 core targets in hepatocellular carcinoma patients by the GEPIA database
组别 | 24 h | 48 h | 72 h |
---|---|---|---|
对照组 | 1.608±0.092 | 1.473±0.086 | 1.642±0.087 |
DMSO溶媒组 | 1.562±0.071 | 1.459±0.106 | 1.641±0.089 |
18.5 μmol/L | 1.344±0.112a | 1.459±0.117 | 1.655±0.101 |
37.5 μmol/L | 0.922±0.108a | 1.322±0.081a | 1.630±0.161 |
75.0 μmol/L | 0.818±0.022a | 0.976±0.081a | 1.317±0.042a |
150.0 μmol/L | 0.737±0.017a | 0.389±0.015a | 0.261±0.043a |
300.0 μmol/L | 0.637±0.018a | 0.361±0.029a | 0.223±0.036a |
F值 | 148.5 | 178.1 | 271.2 |
P值 | <0.000 1 | <0.000 1 | <0.000 1 |
表1 汉黄芩素处理后HepG2细胞活性(±s,n=3)
Table 1 Activity of HepG2 cells treated with wogonin
组别 | 24 h | 48 h | 72 h |
---|---|---|---|
对照组 | 1.608±0.092 | 1.473±0.086 | 1.642±0.087 |
DMSO溶媒组 | 1.562±0.071 | 1.459±0.106 | 1.641±0.089 |
18.5 μmol/L | 1.344±0.112a | 1.459±0.117 | 1.655±0.101 |
37.5 μmol/L | 0.922±0.108a | 1.322±0.081a | 1.630±0.161 |
75.0 μmol/L | 0.818±0.022a | 0.976±0.081a | 1.317±0.042a |
150.0 μmol/L | 0.737±0.017a | 0.389±0.015a | 0.261±0.043a |
300.0 μmol/L | 0.637±0.018a | 0.361±0.029a | 0.223±0.036a |
F值 | 148.5 | 178.1 | 271.2 |
P值 | <0.000 1 | <0.000 1 | <0.000 1 |
组别 | 18.5 μmol/L | 37.5 μmol/L | 75.0 μmol/L | 150.0 μmol/L | 300.0 μmol/L |
---|---|---|---|---|---|
HepG2细胞活性 | 83.45±2.96 | 57.67±9.28 | 51.18±4.56 | 45.97±3.35 | 39.71±2.90 |
LO2细胞活性 | 113.41±5.68 | 108.77±4.54 | 106.06±4.54 | 82.75±3.92 | 61.92±3.33 |
t值 | 10.06 | 11.06 | 17.57 | 15.96 | 11.23 |
P值 | <0.000 1 | <0.000 1 | <0.000 1 | <0.000 1 | <0.000 1 |
表2 汉黄芩素处理24 h后,相同浓度下HepG2细胞与LO2细胞活性比较(±s,n=3)
Table 2 Comparison of the activity of HepG2 cells and LO2 cells at the same concentration after 24 h treatment with wogonin
组别 | 18.5 μmol/L | 37.5 μmol/L | 75.0 μmol/L | 150.0 μmol/L | 300.0 μmol/L |
---|---|---|---|---|---|
HepG2细胞活性 | 83.45±2.96 | 57.67±9.28 | 51.18±4.56 | 45.97±3.35 | 39.71±2.90 |
LO2细胞活性 | 113.41±5.68 | 108.77±4.54 | 106.06±4.54 | 82.75±3.92 | 61.92±3.33 |
t值 | 10.06 | 11.06 | 17.57 | 15.96 | 11.23 |
P值 | <0.000 1 | <0.000 1 | <0.000 1 | <0.000 1 | <0.000 1 |
组别 | 18.5 μmol/L | 37.5 μmol/L | 75.0 μmol/L | 150.0 μmol/L | 300.0 μmol/L |
---|---|---|---|---|---|
HepG2细胞活性 | 95.23±4.91 | 91.97±2.40 | 51.05±2.83 | 24.11±1.30 | 13.90±0.80 |
LO2细胞活性 | 99.26±9.30 | 90.04±8.39 | 66.62±9.30 | 26.48±1.75 | 24.62±2.47 |
t值 | 0.857 | 0.496 | 3.587 | 2.428 | 9.237 |
P值 | 0.416 | 0.633 | 0.007 | 0.041 | <0.001 |
表3 汉黄芩素处理48 h后,相同浓度下HepG2细胞与LO2细胞活性比较(±s,n=3)
Table 3 Comparison of the activity of HepG2 cells and LO2 cells at the same concentration after 48 h treatment with wogonin
组别 | 18.5 μmol/L | 37.5 μmol/L | 75.0 μmol/L | 150.0 μmol/L | 300.0 μmol/L |
---|---|---|---|---|---|
HepG2细胞活性 | 95.23±4.91 | 91.97±2.40 | 51.05±2.83 | 24.11±1.30 | 13.90±0.80 |
LO2细胞活性 | 99.26±9.30 | 90.04±8.39 | 66.62±9.30 | 26.48±1.75 | 24.62±2.47 |
t值 | 0.857 | 0.496 | 3.587 | 2.428 | 9.237 |
P值 | 0.416 | 0.633 | 0.007 | 0.041 | <0.001 |
组别 | 18.5 μmol/L | 37.5 μmol/L | 75.0 μmol/L | 150.0 μmol/L | 300.0 μmol/L |
---|---|---|---|---|---|
HepG2细胞活性 | 79.08±5.85 | 72.73±1.50 | 65.80±2.43 | 37.89±2.68 | 26.71±2.74 |
LO2细胞活性 | 100.79±3.38 | 99.17±7.47 | 80.32±3.23 | 41.55±1.97 | 34.45±3.76 |
t值 | 7.182 | 7.764 | 8.029 | 2.460 | 3.721 |
P值 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | 0.039 | 0.005 |
表4 汉黄芩素处理72 h后,相同浓度下HepG2细胞与LO2细胞活性比较(±s,n=3)
Table 4 Comparison of the activity of HepG2 cells and LO2 cells at the same concentration after 72 h treatment with wogonin
组别 | 18.5 μmol/L | 37.5 μmol/L | 75.0 μmol/L | 150.0 μmol/L | 300.0 μmol/L |
---|---|---|---|---|---|
HepG2细胞活性 | 79.08±5.85 | 72.73±1.50 | 65.80±2.43 | 37.89±2.68 | 26.71±2.74 |
LO2细胞活性 | 100.79±3.38 | 99.17±7.47 | 80.32±3.23 | 41.55±1.97 | 34.45±3.76 |
t值 | 7.182 | 7.764 | 8.029 | 2.460 | 3.721 |
P值 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | 0.039 | 0.005 |
组别 | HepG2细胞克隆形成数 | HepG2细胞迁移率 |
---|---|---|
对照组 | 95.67±4.51 | 33.83±3.05 |
37.5 μmol/L | 74.00±3.00a | 18.98±0.45a |
75.0 μmol/L | 39.67±2.52a | 8.54±2.39a |
150.0 μmol/L | 9.67±2.52a | 5.06±1.89a |
F值 | 410.0 | 106.7 |
P值 | <0.000 1 | <0.000 1 |
表5 HepG2细胞克隆形成集落数和汉黄芩素处理后细胞迁移率比较(±s,n=3)
Table 5 Comparison of clone-forming colonies in HepG2 cells and cell migration rate after wogonin treatment
组别 | HepG2细胞克隆形成数 | HepG2细胞迁移率 |
---|---|---|
对照组 | 95.67±4.51 | 33.83±3.05 |
37.5 μmol/L | 74.00±3.00a | 18.98±0.45a |
75.0 μmol/L | 39.67±2.52a | 8.54±2.39a |
150.0 μmol/L | 9.67±2.52a | 5.06±1.89a |
F值 | 410.0 | 106.7 |
P值 | <0.000 1 | <0.000 1 |
图10 汉黄芩素下调核心靶点SRC、CDK1蛋白表达水平和降低PI3K/AKT通路信号
Figure 10 Wogonin down-regulates the expression of core targets of SRC,CDK1 protein and decreases PI3K/AKT pathway signaling
组别 | PI3K | P-AKT/AKT | CDK1 | SRC |
---|---|---|---|---|
对照组 | 0.674±0.021 | 1.141±0.178 | 0.716±0.121 | 0.747±0.065 |
37.5 μmol/L | 0.610±0.010 | 0.992±0.156 | 0.637±0.104 | 0.709±0.077 |
75.0 μmol/L | 0.514±0.059a | 0.774±0.105a | 0.454±0.110a | 0.559±0.037a |
150.0 μmol/L | 0.488±0.050a | 0.686±0.053a | 0.358±0.037a | 0.462±0.056a |
F值 | 13.64 | 7.335 | 8.324 | 14.25 |
P值 | 0.001 6 | 0.011 0 | 0.007 7 | 0.001 4 |
表6 HepG2细胞PI3K/AKT信号通路和CDK1、SRC蛋白表达(±s,n=3)
Table 6 PI3K/AKT signaling pathway and CDK1,SRC protein expression levels in HepG2 cells
组别 | PI3K | P-AKT/AKT | CDK1 | SRC |
---|---|---|---|---|
对照组 | 0.674±0.021 | 1.141±0.178 | 0.716±0.121 | 0.747±0.065 |
37.5 μmol/L | 0.610±0.010 | 0.992±0.156 | 0.637±0.104 | 0.709±0.077 |
75.0 μmol/L | 0.514±0.059a | 0.774±0.105a | 0.454±0.110a | 0.559±0.037a |
150.0 μmol/L | 0.488±0.050a | 0.686±0.053a | 0.358±0.037a | 0.462±0.056a |
F值 | 13.64 | 7.335 | 8.324 | 14.25 |
P值 | 0.001 6 | 0.011 0 | 0.007 7 | 0.001 4 |
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