整合生物信息学与实验验证解析黄芪-莪术药对抗肝癌配伍机制

目的 整合生物信息学、网络药理学及分子对接技术预测黄芪-莪术药对抗肝癌配伍机制，并进行细胞实验验证。方法 利用R软件包Limma分析GEO数据库中肝癌基因表达数据，筛选肝癌靶点；通过TCMSP数据库结合文献报道，筛选潜在活性成分；采用TCMSP、SEA和SwissTargetPrediction数据库进行成分靶点预测，筛选抗肝癌靶点；对靶点进行京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）通路富集分析；构建蛋白质-蛋白质相互作用网络、成分-靶点网络、关键成分-靶点-通路网络，并结合网络贡献指数，筛选关键肝癌靶点、关键抗肝癌成分及其靶点、核心抗肝癌成分及其靶点；使用Autodock Vina软件对核心成分与核心靶点进行分子对接；通过细胞实验，验证所预测成分抗肝癌活性及其作用机制。结果 预测得到黄芪-莪术抗肝癌活性成分33个，抗肝癌靶点180个，关键肝癌靶点112个；筛选后得到关键成分29个，对应靶点15个；KEGG通路分析显示关键成分主要通过协同影响细胞周期、细胞衰老、p53信号通路等发挥配伍作用；进一步筛选得到核心成分6个（黄芪中黄芪皂苷II、黄芪甲苷、芒柄花素，莪术中莪术醇、姜黄素、双去甲氧基姜黄素），对应靶点5个细胞周期蛋白依赖性激酶1（cyclin-dependent kinase 1，CDK1）、DNA拓扑异构酶2A（topoisomerase 2A，TOP2A）、极光激酶B（aurora B，AURKB）、检查点蛋白激酶1（check point kinase 1，CHEK1）、AURKA]。细胞实验结果显示，黄芪-莪术药对6个核心成分均对HepG2细胞增殖具有显著的抑制作用（P＜0.01），且黄芪皂苷II与双去甲氧基姜黄素具有协同增效作用；黄芪皂苷II与双去甲氧基姜黄素可通过下调细胞周期相关蛋白表达水平（P＜0.05、0.01），进而阻滞细胞周期。结论 黄芪-莪术药对的多种活性成分通过作用于相同或不同靶点抑制细胞周期、p53信号通路等相同或不同相关信号关通路，从而发挥协同配伍抗肝癌作用。

Mechanisms of Astragali Radix-Curcumae Rhizoma herb pair for anti-hepatocellular carcinoma by integrating bioinformatics and experimental validation