文章简介
基于网络药理学和分子对接探讨半枝莲-白花蛇舌草抗肺癌的作用机制
  

基于网络药理学和分子对接探讨“半枝莲-白花蛇舌草”抗肺癌的作用机制

代甜甜、韦雅芝、胡宴斌、魏瑞波张翰轩、*

西北民族大学化工学院,甘肃兰州 730030

[摘要] 目的:通过网络药理学和分子对接方法探讨“半枝莲-白花蛇舌草治疗肺癌的作用机制。方法:利用TCMSP数据库检索筛选半枝莲和白花蛇舌草的成分及靶点,Genecards检索肺癌的作用靶点,利用Venn软件获取交集靶点。运用Cytoscape3.8.0建立化合物-靶点-疾病网络图,运用String绘制PPI网络图。通过DAVIDOmicshare对靶点进行GO功能和KEGG富集分析,借助Ledock软件进行分子对接。结果:获得29个半枝莲活性成分,7个白花蛇舌草活性成分,有效药物靶点131个,23个药物疾病的交集靶点。分析PPI网络发现TNFEGFRVEGFAMAPK1等可能是药物核心靶点。这些靶点主要富集在等HIF-1ToxopT cell receptorSphingolipid Rap1TNF等肺癌相关通路。分子对接结果表明药物关键成分对核心靶点TNFEGFR等发挥调控作用。结论:根据核心靶点、相关通路和分子对接结果发现“半枝莲-白花蛇舌草”治疗肺癌涉及多靶点、多通路的作用机制,其可能是通过对于细胞增殖、基因表达、血管生成等多方面的调控发挥治疗肺癌的作用,为今后进一步治疗肺癌新型药物的研发奠定基础。

[关键词] 半枝莲-白花蛇舌草;肺癌;网络药理学;作用机制;分子对接


"Scutellaria barbata-Hedyotis diffusa" resistance to the pharmacological research of lung cancer

Dai Tiantian, Wei Yazhi, Wang Xin, Hu Yanbin, Wei Ruibo

College of chemical engineering, NORTHWEST UNIVERSITY FOR NATIONALITIES, Lanzhou, Gansu 730000, China

[Abstract] Objective: To explore the mechanism of the treatment of lung cancer by using network pharmacology and molecular docking method.Methods:To filter these and spreading hedyotis herb composition and targets by TCMSP database retrieval,genecards was used to search the targets of lung cancer, and Venn software was used to obtain the intersection targets. The "compound target disease" network diagram was constructed by using Cytoscape 3.8.0, and PPI network diagram was drawn by using string. Go function and KEGG enrichment of the target were analyzed by David and omicshare, and molecular docking was carried out by ledock software. Results: 29 active components of Scutellaria barbata, 7 active components of Hedyotis diffusa, 131 effective drug targets and 23 intersection targets of drug diseases were obtained. Analysis of PPI network showed that TNF, EGFR, VEGFA and mapk1 may be the core targets of drugs. These targets are mainly enriched in HIF-1, toxop, T cell receptor, sphingolipid, Rap1, TNF and other lung cancer related pathways. Molecular docking results show that the key components of the drug play a regulatory role in the core targets of TNF and EGFR. Conclusion: According to the core targets, related pathways and molecular docking results found that "these - spreading hedyotis herb" involving multiple targets in treating lung cancer, the mechanism of action of many pathways, it may be through for cell proliferation, gene expression, the regulation of angiogenesis and play to the role of the treatment of lung cancer, for laying a foundation for further treatment of lung cancer research and development of new drugs in the future.

[key word] Scutellaria barbata-Hedyotis diffusalung cancernetwork pharmacologyMechanism of actionmolecular docking

肺癌在癌症中死亡率较高,同时肺癌也居于我国恶性肿瘤死亡原因的首位[1,2]20191月国家癌症中心最新发布数据显示,肺癌的发病率在我国男性中位居第1,在我国女性中位居第2位,男性世标发病率为50.04/10万,女性世标发病率为23.63/10[3,4],肺癌极高的发病数量与死亡人数,使之成为当之无愧的“癌中之王”。

[xb21cn1] 半枝莲作为一种民间传统中药,具有广泛的药理活性,更广泛地应用于清热解毒、抗癌、抗炎,特别是抗肿瘤及其活性有一定的作用。它含有黄酮类、二萜类、内酯类和多糖类等化合物,具有提高细胞免疫功能、抗癌、抗病毒、抗氧化、抗衰老等药理作用[5]。白花蛇舌草可用于清热解毒、利尿消肿、活血止痛等。常用于治疗肺热呼吸困难、咽喉肿痛、肠痈等[6]。其内含有环烯醚萜类化合物、黄酮类化合物、蒽醌类等化合物,可以有效抑制恶性肿瘤细胞的增长并诱导其凋亡[7]

随着经济和信息科学技术的不断发展,网络药理学得以兴起和发展,有利于中医药的现代化研究,为研究中药药效、药性、作用机制提供了一定的指导[8,9]。本研究通过网络药理学和分子对接技术探讨了半枝莲-白花蛇舌草治疗肺癌的核心靶点及相关通路,为深入研究抗肺癌的新方法提供了理论依据。

1资料与方法

1.1数据库与软件

TCMSP 数据库http//tcmspw. com/tcmsp .phpGenecards数据库https//genecards .org/indexs. shtmlVenn在线软件、Cytoscape3.8.0软件、String 数据库https//string-db .org/DAVIDhttps://david. ncifcrf. gov/omicsharehttps://www. omicshare. com/数据库。

1.2药物活性成分和靶点蛋白的筛选

通过TCMSP半枝莲白花蛇舌草为关键词检索,获得其化学成分,以OB≥30%DL≥0.18为条件进行筛选,并利用该数据库获得有效成分的蛋白靶点信息[xb21cn1]

1.3肺癌相关靶点的筛选

Genecards数据库中,以“lungcancer”为关键词,得到肺癌的相关靶点。[xb21cn1]

1.4药物-疾病靶点网络构建及可视化分析

通过Venn在线软件获得“半枝莲-白花蛇舌草肺癌相关靶点之间的作用关系,在两者靶点间取交集。通过Venn图得到药物与疾病共存在23个交集靶点。再借助cytoscape3.8.0构建药物-活性成分-靶点网络图,分析网络拓扑参数对“半枝莲-白花蛇舌草关键成分进行筛选。

1.5蛋白相互作用网络(PPI)的构建

将上述共同靶点通过String数据库构建PPI网络。下载PPI数据并将其导入cytoscape3.8.0,分析网络拓扑参数,将degree值排名前四的靶点作为活性成分的核心靶点。[xb21cn1]

1.6功能富集与通路分析

TCMSP数据库查询得到的半枝莲、白花蛇舌草的有效成分靶点信息输入DAVID数据库,将物种来源限定为人类。对其进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,以获得靶点的作用过程和靶点在通路中分布。将P0.01作为筛选条件,获得半枝莲、白花蛇舌草的靶点在生物过程和药理作用中的通路,进而得到与肺癌相关联的通路。最终通过OmicShare平台对分析结果进行可视化以此来探讨“半枝莲-白花蛇舌草”抗肺癌的生物学过程及信号通路。[xb21cn1]

1.7分子对接

TCMSP(https://tcmspw.com/tcmsp.php)数据库中查询并下载“1.2”中关键成分的结构,保存为mol2格式。从PDB数据库http://www. rcsb. org/下载核心靶点的3D结构,保存为PDB格式,结合文献及使用pymol中插件“get box from selection”获得对接参数[10]。在ledock中输入对接参数,运行Ledock对活性成分和靶点分别进行对接,自动生成dok文件,即可得分子对接的结合能。将dok文件转换成pdb文件,并用pymol软件进行可视化分析。结合能<0提示活性成分可与靶点蛋白自发的结合,结合能越低,表明活性成分与靶点结合力越强。结合相关文献,一般认为结合能≤-5.0KJ/mol的药物分子与靶点具有较好的结合活性。[xb21cn1]

2、结果与分析

2.1“半枝莲-白花蛇舌草的有效成分及作用靶点

通过检索 共获得半枝莲、白花蛇舌草131个有效活性成分,其中半枝莲94个,白花蛇舌草37个,以 OB≥30%, DL≥0. 18 作为标准筛选出半枝莲29个,白花蛇舌草7个,删除重复和没有明确靶点的成分后有32个活性成分,见 1所示。

1“半枝莲-白花蛇舌草的有效活性成分

分子ID

化合物英文名称

化合物名称

口服生物利用度(OB)

药物相似性(DL)

来源

MOL001040

(2R)-5,7-dihydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)chroman-4-one

(2R)-57-二羟基-2-(4-羟基苯基)苯并二氢吡喃-4-

42.36

0.21

半枝莲

MOL012245

5,7,4'-trihydroxy-6-methoxyflavanone

574’-三羟基-6-甲氧基黄烷酮

36.63

0.27

半枝莲

MOL012246

5,7,4'-trihydroxy-8-methoxyflavanone

574’-三羟基-8-甲氧基黄烷酮

74.24

0.26

半枝莲

MOL012248

5-hydroxy-7,8-dimethoxy-2-(4-methoxyphenyl)chromone

5-羟基-78-二甲氧基-2-(4-甲氧基苯基)色酮

65.82

0.33

半枝莲

MOL012250

7-hydroxy-5,8-dimethoxy-2-phenyl-chromone

7-羟基-58-二甲氧基-2-苯基-色酮

43.72

0.25

半枝莲

MOL012251

Chrysin-5-methylether

白杨素-5-甲基醚

37.27

0.2

半枝莲

MOL012252

9,19-cyclolanost-24-en-3-ol

919-lanost-24-en-3-ol

38.69

0.78

半枝莲

MOL002776

Baicalin

黄芩苷

40.12

0.75

半枝莲

MOL012254

Campesterol

菜油甾醇

37.58

0.71

半枝莲

MOL000953

CLR

二裂酵母发酵产物溶胞物

37.87

0.68

半枝莲

MOL000358

beta-sitosterol

β-谷甾醇

36.91

0.75

半枝莲、白花蛇舌草

MOL012266

Rivularin

黄酮

37.94

0.37

半枝莲

MOL001973

Sitosteryl acetate

谷甾醇乙酸酯

40.39

0.85

半枝莲

MOL012269

Stigmasta-5,22-dien-3-ol-acetate

豆甾-522-迪恩-3--乙酸酯

6p46.44

0.86

半枝莲

MOL012270

Stigmastan-3,5,22-triene

豆甾烷-3522-三烯

45.03

0.71

半枝莲

MOL000449

Stigmasterol

豆甾醇

43.83

0.76

半枝莲、白花蛇舌草

MOL000173

Wogonin

汉黄芩素

30.68

0.23

半枝莲

MOL001735

Dinatin

粗毛豚草素

30.97

0.27

半枝莲

MOL001755

24-Ethylcholest-4-en-3-one

24-乙基胆甾-4--3-

36.08

0.76

半枝莲

MOL002714

Baicalein

黄芩素

33.52

0.21

半枝莲

MOL002719

6-Hydroxynaringenin

白介素-6(IL-6)

33.23

0.24

半枝莲

MOL002915

Salvigenin

丹参素

49.07

0.33

半枝莲

MOL000351

Rhamnazin

甲基鼠李素

47.14

0.34

半枝莲

MOL000359

Sitosterol

谷甾醇

36.91

0.75

半枝莲

MOL005190

Eriodictyol

圣草素

71.79

0.24

半枝莲

MOL005869

daucostero_qt

胡萝卜苷

36.91

0.75

半枝莲

MOL000006

Luteolin

木犀草素

36.16

0.25

半枝莲

MOL008206

Moslosooflavone

莫索黄酮

44.09

0.25

半枝莲

MOL000098

Quercetin

槲皮素

46.43

0.28

半枝莲、白花蛇舌草

MOL001646

2,3-dimethoxy-6-methyanthraquinone

23-二甲氧基-6-甲基蒽醌

34.86

0.26

白花蛇舌草

MOL001659

Poriferasterol

多孔甾醇

43.83

0.76

白花蛇舌草

MOL001663

(4aS,6aR,6aS,6bR,8aR,10R,12aR,14bS)-10-hydroxy-2,2,6a,6b,9,9,12a-heptamethyl-1,3,4,5,6,6a,7,8,8a,10,11,12,13,14b-tetradecahydropicene-4a-carboxylic acid

(4aS,6aR,6aS,6bR,8aR,10R,12aR,14bS)-10-羟基-2,2,6a,6b,9,9,12aR七甲基-1,3,4,5,6,6a,7,8,8a,10,11,12,13,14b-四癸基氢冰-4a-羧酸

32.03

0.76

白花蛇舌草

MOL001670

2-methoxy-3-methyl-9,10-anthraquinone

2-甲氧基-3-甲基-9,10-蒽醌

37.83

0.2, 1

白花蛇舌草

分子ID

化合物英文名称

化合物名称

口服生物利用度(OB)

药物相似性(DL)

来源

MOL001040

(2R)-5,7-dihydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)chroman-4-one

(2R)-57-二羟基-2-(4-羟基苯基)苯并二氢吡喃-4-

42.36

0.21

半枝莲

MOL012245

5,7,4'-trihydroxy-6-methoxyflavanone

574’-三羟基-6-甲氧基黄烷酮

36.63

0.27

半枝莲

MOL012246

5,7,4'-trihydroxy-8-methoxyflavanone

574’-三羟基-8-甲氧基黄烷酮

74.24

0.26

半枝莲

MOL012248

5-hydroxy-7,8-dimethoxy-2-(4-methoxyphenyl)chromone

5-羟基-78-二甲氧基-2-(4-甲氧基苯基)色酮

65.82

0.33

半枝莲

MOL012250

7-hydroxy-5,8-dimethoxy-2-phenyl-chromone

7-羟基-58-二甲氧基-2-苯基-色酮

43.72

0.25

半枝莲

MOL012251

Chrysin-5-methylether

白杨素-5-甲基醚

37.27

0.2

半枝莲

MOL012252

9,19-cyclolanost-24-en-3-ol

919-lanost-24-en-3-ol

38.69

0.78

半枝莲,

MOL002776

Baicalin

黄芩苷

40.12

0.75

半枝莲

MOL012254

Campesterol

菜油甾醇

37.58

0.71

半枝莲

MOL000953

CLR

二裂酵母发酵产物溶胞物

37.87

0.68

半枝莲

MOL000358

beta-sitosterol

β-谷甾醇

36.91

0.75

半枝莲、

白花蛇舌草

MOL012266

Rivularin

黄酮

37.94

0.37

半枝莲

MOL001973

Sitosteryl acetate

谷甾醇乙酸酯

40.39

0.85

半枝莲

MOL012269

Stigmasta-5,22-dien-3-ol-acetate

豆甾-522-迪恩-3--乙酸酯

46.44

0.86

半枝莲

MOL012270

Stigmastan-3,5,22-triene

豆甾烷-3522-三烯

45.03

0.71

半枝莲

MOL000449

Stigmasterol

豆甾醇

43.83

0.76

半枝莲、

白花蛇舌草

MOL000173

Wogonin

汉黄芩素

30.68

0.23

半枝莲

MOL001735

Dinatin

粗毛豚草素

30.97

0.27

半枝莲

MOL001755

24-Ethylcholest-4-en-3-one

24-乙基胆甾-4--3-

36.08

0.76

半枝莲

MOL002714

Baicalein

黄芩素

33.52

0.21

半枝莲

MOL002719

6-Hydroxynaringenin

白介素-6(IL-6)

33.23

0.24

半枝莲

MOL002915

Salvigenin

丹参素

49.07

0.33

半枝莲

MOL000351

Rhamnazin

甲基鼠李素

47.14

0.34

半枝莲

MOL000359

Sitosterol

谷甾醇

36.91

0.75

半枝莲

MOL005190

Eriodictyol

圣草

71.79

0.24

半枝莲

MOL005869

daucostero_qt

胡萝卜苷

36.91

0.75

半枝莲

MOL000006

Luteolin

木犀草素

36.16

0.25

半枝莲

MOL008206

Moslosooflavone

莫索黄酮

44.09

0.25

半枝莲

MOL000098

Quercetin

槲皮素

46.43

0.28

半枝莲、

白花蛇舌草

MOL001646

2,3-dimethoxy-6-methyanthraquinone

23-二甲氧基-6-甲基蒽醌

34.86

0.26

白花蛇舌草

MOL001659

Poriferasterol

多孔甾醇

43.83

0.76

白花蛇舌草

MOL001663

(4aS,6aR,6aS,6bR,8aR,10R,12aR,14bS)-10-hydroxy-2,2,6a,6b,9,9,12a-heptamethyl-1,3,4,5,6,6a,7,8,8a,10,11,12,13,14b-tetradecahydropicene-4a-carboxylic acid

(4aS,6aR,6aS,6bR,8aR,10R,12aR,14bS)-10-羟基-2,2,6a,6b,9,9,12aR七甲基-1,3,4,5,6,6a,7,8,8a,10,11,12,13,14b-四癸基氢冰-4a-羧酸

32.03

0.76

白花蛇舌草

MOL001670

2-methoxy-3-methyl-9,10-anthraquinone

2-甲氧基-3-甲基-9,10-蒽醌

37.83

0.21

白花蛇舌草

2.2肺癌靶点的筛选

Genecards数据库中检索得到肺癌靶点23107个,设置筛选条件relevance score≥16.8,最终得到1454个相关靶蛋点。

2.3 化合物-靶点-疾病的网络构建及可视化分析

通过 Venn 在线 软件在半枝莲-白花蛇舌草的活性化合物对应的 131药物和肺癌对应的1454疾病的靶点之间取交集,共通过 Venn 图的形式得到23个共同靶点,如 1所示。再将“半枝莲”、“白花蛇舌草”所对应的筛选出来的活性成分和23个药物和疾病的共同靶点通过Cytoscape3.8.0软件绘制“药物-活性成分-靶点网络图,如 2所示。

1“半枝莲-白花蛇舌草有效成分靶点和肺癌相关靶点

2“药物-半枝莲和白花蛇舌草的活性成分-靶点可视化网络图

2.4 半枝莲-白花蛇舌草治疗肺癌的 PPI 网络

Venn获得的23个药物-疾病共同靶点上传至String 在线数据库平台得到PPI 网络,PPI网络图其设置置信度大于0.25 ,剔除游离的靶点,得到关键靶点蛋白23个,154条边代表了蛋白之间的相互作用。Degree较大的TNFEGFRVEGFAMAPK1作为核心靶点,如 2所示。

2核心靶点度值

靶基因

靶蛋白名称

度值

TNF

肿瘤坏死因子

21

EGFR

表皮生长因子受体

21

VEGFA

血管生成因子A

20

MAPK1

丝裂原活化蛋白激酶1

19

IFNG

干扰素γ

17

HMOX1

血红素加氧酶1

17

ICAM1

细胞间粘附分子-1

17

MAPK14

丝裂原活化蛋白激酶14

16

PPARG

过氧化物酶增生激活受体

15

MPO

髓过氧化物酶

15

CRP

C-反应蛋白

15

CD40LG

CD40配体

14

AR

雄激素受体

14

AHR

抗透明质酸酶反应

14

IRF1

位于第五号染色体上的基因

12

ALOX5

花生四烯酸5-脂氧合酶

11

PGR

孕酮受体

9

INSR

胰岛素受体

9

THBD

血栓调节蛋白

8

GSTM1

谷胱甘肽硫转移酶M1

8

TYR

络氨酸

8

CTSD

组织蛋白酶D

7

PCNA

增殖细胞核抗原

1

3“半枝莲-白花蛇舌草治疗肺癌相关靶点的 PPI 网络

2.5半枝莲-白花蛇舌草”治疗肺癌的GO功能富集和KEGG 通路富集分析

半枝莲-白花蛇舌草中23个潜在靶点上传到DAVID6.8在线数据库进行富集分析,以P0.01为筛选标准,获得GO生物学过程条目129条,其中生物过程94条,细胞组成16条,分子功能19条,KEGG信号通路46条。各自取前20列表。如图4列出了潜在靶点的GOKEGG富集部分结果。

A.生物过程(BF B. 细胞组成(CC

C. 分子功能(MF D.KEGG通路

4半枝莲-白花蛇舌草治疗肺癌的GO功能富集和KEGG 通路富集分析

其中在生物过程层面,预测靶点在参与一氧化氮生物合成过程、RNA聚合酶启动子转录、基因表达、趋化因子生物合成过程的正调控等生物学过程中具有显著意义。在细胞组分层面,细胞外间隙、细胞表面、膜筏、质膜外侧其所占比例较大。在分子功能层面,主要是细胞因子活性、类固醇激素受体活性、MAP激酶活性、蛋白质杂化活性、 酶结合、蛋白质结合、染色质结合、相同蛋白结合、转录调控区DNA结合等方面。筛选得到KEGG 相关信号通路如图(4)中D图所示,涉及HIF-1 信号通路、弓形虫病、T细胞受体信号通路、疟疾、破骨细胞分化、癌症中的蛋白多糖、Rap1信号通路、肿瘤坏死因子信号通路等通路。

2.6活性成分与蛋白分子对接结果分析

选取潜在靶点中含有核心靶点的关键成分与核心靶点进行对接,按照最优结合力排序,结果如下:

3半枝莲-白花蛇舌草关键成分与核心靶点的对接结果

活性成分

活性成分中文名称

蛋白分子

蛋白分子中文名称

结合力

Luteolin

木犀草素

Tumor necrosis factor

肿瘤坏死因子

-7.02

Luteolin

木犀草素

Epidermal growth factor receptor

表皮生长因子受体

-6.88

Quercetin

槲皮素

Mitogen-activated protein kinase 1

丝裂原活化蛋白激酶1

-6.78

Quercetin

槲皮素

Tumor necrosis factor

肿瘤坏死因子

-6.77

Luteolin

木犀草素

Mitogen-activated protein kinase 1

丝裂原活化蛋白激酶1

-6.75

Quercetin

槲皮素

Epidermal growth factor receptor

表皮生长因子受体

-6.73

Baicalein

黄芩甙元

Vascular endothelial growth factor A

血管内皮生长因子A

-6.56

Wogonin

汉黄芩素

Tumor necrosis factor

肿瘤坏死因子

-6.44

Quercetin

槲皮素

Vascular endothelial growth factor A

血管内皮生长因子A

-6.26

Luteolin

木犀草素

Vascular endothelial growth factor A

血管内皮生长因子A

-6.05

EGFRQuerctein对接

VEGFABaicalein对接

TNFLuteolin对接

5半枝莲-白花蛇舌草关键成分与核心靶点的对接结果可视化分析

由对接结果可知,核心靶点和关键成分均可自发结合且有较高的结合能力。将对接结果进行可视化分析后,亦可得到上述结果,由此间接证实了本研究的预测的准确性和可靠性。

3、讨论

本研究通过网络药理学的方法,共筛选出半枝莲有效活性成分29个,白花蛇舌草7个,其中有3个共同活性成分,对应的有效成分作用靶点131个,与1454个肺癌靶点取交集,得到23个共同作用靶点。得出有效成分包括槲皮素、木犀草素、汉黄芩素、黄芩素、β谷甾醇、豆甾醇等。该研究筛选出的候选化合物和现有的药理学研究在结果上基本符合,表明该研究结果具有一定的参考价值。

有研究表明槲皮素已被证明可以降低氧化应激,干扰肾素-血管紧张素系统,并下调活性氧下游信号通路,发挥抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗细菌和心血管保护及其他药理作用[11]有实验表明槲皮素联合白藜芦醇抑制肿瘤细胞的机制可能与下调 VEGF蛋白及 MMP-2 蛋白有关。槲皮素与白藜芦醇联合用药以腹腔注射20d,发现联合用药组抑瘤率较单独用药组和对照组抑瘤率明显提高,而瘤组织体积和质量低于单独用药组及 对照组;免疫组化方法测得血管内皮生长因子(VEGF)蛋白表达下调;蛋白质印迹法结果发现基质金属蛋白酶-2MMP-2)表达下降;原位末端标记法观察肿瘤细胞形态发生变化,联合用药组凋亡指数值升高明显[10]β-谷甾醇能够抑制A549NCI-H460细胞的生长,影响细胞周期,诱发细胞调亡,但不影响正常细胞的生长[12]。在体外实验,豆甾醇能够抑制黑色素瘤、肝癌、胆管癌等肿瘤细胞,其影响包括上调调亡基因表达,引发细胞周期阻滞、破环肿瘤血管的生成等[13]。研究表明,木犀草素具有多靶点、多途径、多环节的抗肿瘤活性。其作用机制包括抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤转移等[14]黄芩素可提高自然杀伤(NK)细胞对癌细胞杀伤活性、抑制癌细胞生长和迁移、诱导癌细胞凋亡、抑制癌细胞糖代谢等药理作用[15]汉黄芩素可能通过抑制EGFR (Tyr845)及其下游 EGFR/cyclin D1EGFR/AKTEGFR/ERK /MMP2 信号通路的磷酸化而抑制肝癌细胞系HepG2Bel7402的增殖和侵袭[18]黄芩素可通过调节不同类型的细胞周期蛋白(cyclins)和细胞周期依赖性激酶(cyclin dependent kinaseCDKs)水平来抑制细胞周期进展,从而抑制肿瘤细胞的增殖[16]。本研究发现槲皮素、木犀草素、汉黄芩素、黄芩素能够与较多蛋白靶点连接,并且与核心靶点有较好的对接活性,表明其潜在的抗癌活性,值得进一步开展实验探究。木犀草素、汉黄芩素、黄芩素均来源于半枝莲,揭示了“半枝莲-白花蛇舌草”药对中半枝莲抗肺癌的主导作用,白花蛇舌草作为佐药大大增强了半枝莲的治疗效果。

PPI网络图中筛选出TNFEGFRVEGFAMAPK1作为核心蛋白靶点。研究表明,天然的TNF是一种糖蛋白,存在两种形式:TNF-α、TNF-β。TNF-α由细菌脂多糖激活的单核巨噬细胞产生,能引起肿瘤组织出血和坏死[17]TNF-β由抗原或有丝分裂原刺激的淋巴细胞产生,具有肿瘤杀伤和免疫调节作用[17]TNFR1可以诱导凋亡和炎症信号通路。TNFR1诱导凋亡主要通过招募Fas相关死亡区域蛋白(FADD)Fas相关死亡结构域蛋白(FADD/MORT1)和TNFR相关的死亡结构域蛋白(TRADD)结合,共同构成了死亡诱导信号复合物(DISC)。此复合物导致caspase活化,从而诱导细胞凋亡[22]TRAF2在早期炎症反应中具有很重要的作用,当细胞受到刺激时,激活由MAPKsMAP2KsMAP3Ks组成的MAPK级联反应,从而导致下游的JNK以及P38信号通路被激活[23]EGFR抗肿瘤主要作用机制为细胞周期阻滞,促凋亡,抗肿瘤浸润与转移,抗新生血管生成,化疗细胞毒增敏等[18]EGFR属于HER/ErbB受体酪氨酸激酶(RTKs)家族,该家族包括HER1(EGFR/ErbB1)HER2HER3HER4受体。这些受体具有类似的分子结构:胞外配体结合域、单螺旋跨膜结构域、细胞质TK结构域(HER3)以及信号域(具有羧基末端)[25]MAPK1参与多种细胞过程,如增殖、分化、转录调控等。

运用分子对接方法对核心靶点与关键成分进行验证,对接结果最好的核心靶点是TNF T[xb21cn1] TNF与配体的结合可以影响TNF通路,抑制肿瘤细胞的增殖和凋亡,维持内环境的稳态。TNF可通过 RIPK3 MLKL或激活 caspase-8和细胞凋亡,而引起肿瘤细胞坏死。MAPK信号通路调控细胞增殖、凋亡、分化和转录,MAPK1MAPK下游靶标,又称为p42 MAPKERK2[19],主要参与细胞增殖、凋亡和侵袭[19,20]LuteolinquercteinEGFR受体结合,使EGFR形成二聚体,从而激活其受体及下游Ras/Raf/MEK/ERKPKCSTATsPI3K/Akt等信号通路[21,22]EGFR激活的信号通路可调控肿瘤细胞增殖、分化、细胞存活、细胞周期进程和血管生成[23]Vascular endothelial growth factor A[xb21cn1] 是一种特异性的内皮细胞有丝分裂剂,能促进血管内皮细胞的分裂和增殖,增加微血管通透性。

半枝莲-白花蛇舌草通过槲皮素、木犀草素、汉黄芩素、黄芩素等活性成分调节相关靶点的表达,干预TNFEGFRVEGFAMAPK1等多条肺癌相关通路,通过调控细胞增殖、调控血管生成、肿瘤干细胞等多个方面发挥其治疗肺癌的作用。体现了“半枝莲-白花舌蛇草”多成分、多靶点、多通路治疗肺癌的特点,为进一步实验验证肺癌相关机制提供理论指导,为新药研发奠定基础。

参考文献:

[1] 权威发布——数据肺癌[J]. 实用心脑肺血管病杂志, 2019, 27(09): 7.

[2] 数据[J]. 实用心脑肺血管病杂志, 2019, 27(02): 6.

[3] 肺癌成男性发病率最高肿瘤[J]. 保健医苑, 2013(06): 62.

[4] 孙可欣, 郑荣寿, 曾红梅, et al. 2014年中国肺癌发病和死亡分析[J]. 中华肿瘤杂志, 2018, 40(11): 805-811.

[5] 王翊豪, 许晓义, 杨斯琪, et al. 半枝莲药理作用及化学成分提取的研究进展[J]. 牡丹江医学院学报, 2017, 38(06): 116-118.

[6] 刘莹, 张世超. 基于网络药理学的白花蛇舌草半枝莲抗肿瘤作用机制研究[J]. 辽宁中医药大学学报, 2020, 22(08): 27-31.

[7] 浦飞飞, 陈凤霞, 夏平. 白花蛇舌草抗肿瘤化学成分和作用机制的研究进展[J]. 癌症进展, 2019, 17(17): 1985-1988+1996.

[8] 庄延双, 蔡宝昌, 张自力. 网络药理学在中药研究中的应用进展[J]. 南京中医药大学学报, 2021, 37(01): 156-160.

[9] 毛丽斯, 朱晓红. 网络药理学在中药领域的应用进展[J]. 中医药管理杂志, 2021, 29(13): 98-102.

[10] 黄重铭, 林秋平, 彭慧婷, et al. “半夏-天南星药对治疗肺癌的网络药理学研究[J]. 海南医学院学报: 1-11.

[11] 杨颖, 王芸芸, 蒋琦辰. 槲皮素药理作用的研究进展[J]. 特种经济动植物, 2020, 23(05): 24-28.

[12] Rajavel T, Packiyaraj P, Suryanarayanan V, et al. β-Sitosterol targets Trx/Trx1 reductase to induce apoptosis in A549 cells via ROS mediated mitochondrial dysregulation and p53 activation[J]. Sci Rep, 2018, 8(1): 2071.

[13] 汪帅, 孙宇, 李春梅, et al. 豆甾醇的研究进展概述[J]. 中国药业, 2019, 28(23): 96-98.

[14] 冯旭琴, 胡兴胜, 张磊. 木犀草素抗肿瘤作用研究进展[J]. 云南中医中药杂志, 2017, 38(03): 79-82.

[15] 种楠, 李勤, 冯艳红, et al. 汉黄芩素的抗肿瘤研究进展[J]. 临床误诊误治, 2019, 32(11): 112-116.

[16] 董家潇, 金永生, 曹莺. 黄芩素抗肿瘤作用及其机制研究新进展[J]. 药学实践杂志, 2021, 39(01): 9-12+43.

[17] 古翠萍, 张沂平. TNF-α抗肿瘤作用机制新进展[J]. 中国肿瘤, 2007(02): 102-105.

[18] 胡兵, 魏于全. 表皮生长因子受体靶向肿瘤生物治疗[J]. 癌症, 2004(04): 471-475.

[19] Jing Z, Li L, Ling P. MAPK1 up-regulates the expression of MALAT1 to promote the proliferation of cardiomyocytes through PI3K/AKT signaling pathway[J]. International journal of clinical and experimental pathology, 2015, 8(12).

[20] Tang Y, Huang H, Guo H, et al. HOTAIR Interacting with MAPK1 Regulates Ovarian Cancer skov3 Cell Proliferation, Migration, and Invasion[J]. Medical science monitor : international medical journal of experimental and clinical research, 2015, 21.

[21] Peter R H, A B M. Responses of normal cells to ionizing radiation[J]. Seminars in radiation oncology, 2007, 17(2).

[22] Rodemann, Dittmann, Toulany. Radiation-induced EGFR-signaling and control of DNA-damage repair[J]. International Journal of Radiation Biology, 2007, 83(11-12).

[23] Nyati M K, Morgan M A, Feng F Y, et al. Integration of EGFR inhibitors with radiochemotherapy[J]. Nature Reviews Cancer, 2006, 6(Suppl. 4).



订阅方式:
①在线订阅(推荐):www.sdchem.net.cn
②邮局订阅:邮发代号24-109

投稿方式:
①在线投稿(推荐):www.sdchem.net.cn
  作者只需要简单注册获得用户名和密码后,就可随时进行投稿、查稿,全程跟踪稿件的发表过程,使您的论文发表更加方便、快捷、透明、高效。
②邮箱投稿:sdhgtg@163.com sdhg@sdchem.net
  若“在线投稿”不成功,可使用邮箱投稿,投稿邮件主题:第一作者名字/稿件题目。
投稿时请注意以下事项:
  ①文前应有中英文“题目”、“作者姓名”、“单位”、“邮编”、“摘要”、“关键词”;
  ②作者简介包括:姓名、出生年、性别、民族、籍贯或出生地、工作单位、职务或职称、学位、研究方向;
  ③论文末应附“参考文献”,执行国标GB/T7714-2005标准,“参考文献”序号应与论文中出现的顺序相符;
  ④注明作者的联系方式,包括电话、E-mail、详细的通讯地址、邮编,以便联系并邮寄杂志。
    
联系电话:0531-86399196     传真:0531-86399186
欢迎投稿   答复快捷   发表迅速
                                                                                  山东化工稿件修改细则
传真:0531-86399780  QQ:1462476675  微信号:sdhg-bjb
采编部电话:0531-86399196  Email: sdhg@sdchem.net  sdhgtg@163.com
备案号:鲁ICP备2021036540号-5