基于网络药理学探讨胃宁颗粒调节PI3K/AKT信号通路诱导胃癌细胞凋亡的实验研究

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目的:胃癌(Gastric cancer)系指源于胃黏膜上皮细胞的恶性肿瘤。胃癌对放化疗敏感度不高,目前根治性手术切除仍是治愈胃癌最有效的手段,但目前患者的预后不够理想。胃宁颗粒由研究者所在医院的药物研发中心研制,对胃癌有一定治疗作用。本研究用网络药理学方法预测胃宁颗粒治疗胃癌的活性成分,核心靶点和信号通路,并在细胞实验的层面上加以验证,为今后的临床治疗,科学实验研究提供参考。方法:第一部分:利用TCMSP数据库按OB≥30%,DL≥0.18分别筛选出药材的有效成分,以及靶点。进行整合,得到有效成分的靶点。利用Gene Cards,OMIM,Pharm Gkb,TTD,Drug Band五个数据库搜索胃癌的靶点,并整合。将药物靶点和疾病靶点的关系做成韦恩图,并取交集基因。利用cytoscape软件构建胃宁颗粒的调控网络。利用String数据库构建蛋白互作(PPI)网络,并筛选其核心网络。进行GO和KEGG富集分析。通过KEGG富集分析,得到柱状图,气泡图,和通路图,筛选出胃宁颗粒与胃癌相关的信号通路。第二部分:制备不同浓度的胃宁颗粒作用于胃癌细胞,用CCK8测细胞增值情况,流式细胞术检测细胞的凋亡和周期情况,Western blot检测细胞关键通路靶点蛋白表达水平,验证网络药理学富集分析预测的准确性。结果:胃宁颗粒中含有活性化合物98个,主要通过槲皮素,薯蓣皂素,β胡萝卜素,7-O-甲基-异微凸剑叶莎醇,山柰酚,毛蕊异黄酮,异鼠李素等成分对胃癌发挥治疗作用。共14个核心靶点基因,包括CCND1、MAPK8、CDKN1A、RB1、FOS、MYC、ESR1、RELA、JUN、AKT1、MAPK14、CTNNB1、TP53及MAPK1。GO功能富集分析主要涉及氧化应激反应、细胞化学反应、细胞的氧化应激反应、金属离子反应、药物反应及调节凋亡信号通路等。KEGG通路富集分析主要涉及PI3K-AKT信号通路、IL-17信号通路、TNF信号通路及p53信号通路等,富集程度最高的为PI3K-AKT信号通路。CCK8测定细胞增殖结果显示,胃宁颗粒成浓度及时间依赖性抑制胃癌细胞的增殖。流式细胞术结果表明,胃宁颗粒将胃癌细胞阻滞在S期,并成浓度依赖性诱导胃癌细胞的凋亡。Western blot实验结果显示胃宁颗粒通过下调PI3K,AKT的磷酸化表达水平,抑制PI3K-AKT信号通路的活化。结论:通过网络药理学分析我们可以得到,胃宁颗粒的主要药物有效成分槲皮素,薯蓣皂素,β胡萝卜素,山柰酚,毛蕊异黄酮,异鼠李素等通过作用于MAPK8、MAPK14、TP53,RB1、FOS、MYC等靶点,调节PI3K-AKT,IL-17,TNF,p53等信号通路,可能对胃癌的治疗发挥作用。通过细胞学实验我们可以得到,胃宁颗粒能够抑制PI3K-AKT信号通路的激活,并且抑制胃癌细胞的增殖,诱导胃癌细胞凋亡,阻滞细胞周期,从而对胃癌发挥一定的治疗作用。
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