基于网络药理学和分子对接探讨鸦胆子治疗结直肠癌的作用机制

目的 采用网络药理学结合分子对接及体内验证,探究鸦胆子Brucea javanica治疗结直肠癌的活性成分、关键作用靶点及潜在的分子机制.方法 从公共数据库中检索并收集鸦胆子的活性成分和对应的靶点以及结直肠癌相关的靶点,通过网络药理学分析出鸦胆子治疗结直肠癌的活性成分、成分-疾病的交集靶点以及可能的信号通路.通过分子对接预测活性成分与靶点蛋白的结合能力.通过体内实验进一步验证鸦胆子活性成分治疗结直肠癌的作用和作用机制.结果 在满足筛选条件的15个成分中共筛出鸦胆子苦醇、木犀草素、鸦胆子苷B、β-谷甾醇4个鸦胆子生物活性成分及32个鸦胆子治疗结直肠癌的作用靶点,表皮因子生长受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(cystein-asparateprotease-3,Caspase-3)及细胞周期蛋白D1(cyclinD1)是鸦胆子治疗结直肠癌的关键靶点,EGFR/磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信号通路可能在鸦胆子治疗结直肠癌中发挥重要作用.分子对接结果表示4个生物活性成分均可较好结合,其中鸦胆子苦醇与3个关键靶点的平均结合能负值最大,结合最稳定,可能是鸦胆子抗结直肠癌最有效的活性成分.动物实验结果表明,与对照组比较,鸦胆子苦醇明显抑制裸鼠体内移植瘤的体积和质量(P＜0.01),下调肿瘤组织中EGFR、PI3K和Akt的蛋白表达水平(P＜0.01),下调与G1/G0期细胞阻滞相关的cyclinD1和细胞周期蛋白依赖性激酶4(cyclin-dependentkinase4,CDK4)的表达(P＜0.01),上调与肿瘤细胞凋亡相关的 cleaved Caspase-3 表达及 B 淋巴细胞瘤-2 相关 X 蛋白(B-cell lymphoma-2 associated X protein,Bax)/B 淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)值(P＜0.01),下调与迁移和侵袭相关的蛋白基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP9)、MMP7表达(P＜0.01);鸦胆子苦醇组裸鼠肝功能、肾功能及血液指标均未见显著性差异.结论 鸦胆子能够通过多靶点、多通路治疗结直肠癌,其主要活性成分为鸦胆子苦醇,其机制可能与抑制EGFR/PI3K/Akt信号通路从而引起G1/G0期阻滞,抑制增殖、侵袭和迁移,促进细胞凋亡有关.