关键词:
网络药理学
姜黄素
非小细胞肺癌
分子对接
细胞增殖
细胞凋亡
摘要:
目的利用网络药理学、分子对接技术探究姜黄素在非小细胞肺癌治疗中的潜在作用机制,并进行体外实验验证。方法利用PubChem和Swiss Target Prediction数据库筛选姜黄素的药物靶点;在GeneCards数据库中获得非小细胞肺癌的疾病靶点。利用韦恩在线分析软件获得药物和疾病的交集基因,通过STRING网站和Cytoscape软件将交集基因进行蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)分析,根据节点的度值筛选核心靶点。运用DAVID数据库对潜在作用靶点进行了基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析。通过AutoDock等软件将姜黄素和核心靶点进行分子对接,并通过Pymol软件对结果进行可视化分析。体外培养非小细胞肺癌A549细胞,将不同浓度(0、20、40μmol·L^(-1))的姜黄素作用于A549细胞,通过MTT实验、克隆形成实验、划痕、Transwell实验和DAPI染色实验检测姜黄素对非小细胞肺癌A549细胞增殖、迁移和凋亡的影响,通过Western blotting法检测姜黄素对核心靶点丝氨酸和苏氨酸激酶1(AKT1)、丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)、热休克蛋白(HSP90AA1)、非受体酪氨酸蛋白激酶(SRC)、信号传导及转录激活蛋白3(STAT3)以及酪氨酸蛋白激酶/STAT3(JAK/STAT3)信号通路相关蛋白表达水平的影响。结果基于网络药理学,筛选获得姜黄素治疗非小细胞肺癌的潜在作用靶点159个。按照节点的度值筛选出前5位的核心靶点为:AKT1、MAPK1、Hsp90AA1、SRC和STAT3。GO富集结果显示,姜黄素治疗非小细胞肺癌涉及多个生物过程,如信号转导、启动子转录、蛋白质磷酸化、JAKSTAT级联反应信号转导途径和细胞凋亡。并通过KEGG富集筛出多个信号通路,如癌症信号通路、趋化因子信号通路、催乳素信号通路、AGE-RAGE信号通路和JAK-STAT信号通路等。分子对接显示:姜黄素与核心靶点AKT1、Hsp90AA1、SRC和STAT3的结合能均小于-20.9 kJ·mol^(-1),说明姜黄素可能通过以上靶点治疗非小细胞肺癌。细胞实验结果显示,姜黄素抑制A549细胞的增殖能力、迁移能力并促进细胞凋亡,同时发现姜黄素处理A549细胞后,细胞中AKT1、MAPK1、SRC、STAT3和JAK2蛋白的表达下调,但HSP90AA1蛋白的表达没有变化。结论姜黄素可能通过多靶点、多信号通路在治疗非小细胞肺癌过程中发挥重要作用,姜黄素可能通过抑制JAK2/STAT3信号通路的表达影响非小细胞肺癌的增殖、迁移和凋亡。