基于网络药理学和分子对接的鼓槌石斛素治疗宫颈癌作用机制探讨及实验验证

目的 采用网络药理学和分子对接方法,探究鼓槌石斛素治疗宫颈癌的作用机制并进行体外实验验证。方法 通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)、PharmMaper和SwissTarget Prediction平台获得鼓槌石斛素的预测靶点;在GeneCards、TTD、OMIM、Disgenet、Drugbank疾病数据库筛选宫颈癌的潜在靶点;使用R软件Venn包获取鼓槌石斛素与宫颈癌的交集靶点基因,利用STRING网站与Cytoscape软件获取蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,筛得核心靶点,进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析;运用Autodock Vina 1.1.2软件和Pymol软件进行鼓槌石斛素和核心靶点之间的分子对接和可视化分析。体外培养宫颈癌SiHa细胞,用0、50、100 μmol·L^-1鼓槌石斛素处理细胞,采用MTT法、Transwell实验分别检测鼓槌石斛素对细胞增殖、迁移和侵袭的影响,Western blotting检测鼓槌石斛素对PI3K/Akt/mTOR信号通路中p-PI3K、PI3K、p-Akt、Akt、mTOR关键蛋白的调控作用。结果 共得到79个鼓槌石斛素调控宫颈癌的潜在交集靶点,按照网络拓扑分析中的度(degree)值筛选出HSP90AA1、ESR1、PIK3CA、mTOR、MAPK1、ABL1、PARP1等多个核心靶点;KEGG富集筛选出PI3K/Akt、Focal adhesion、细胞衰老、催乳素等30条信号通路;分子对接结果显示,其中靶蛋白HSP90AA1、ESR1、PIK3CA、mTOR、MAPK1与鼓槌石斛素结合能绝对值较高,说明可能是鼓槌石斛素治疗宫颈癌的作用位点。细胞实验验证表明,鼓槌石斛素处理SiHa细胞后,SiHa细胞增殖明显减少(P<0.01),且与鼓槌石斛素的浓度呈现负相关,同时SiHa细胞的迁移和侵袭能力下降。鼓槌石斛素处理SiHa细胞后,细胞中p-PI3K、Akt、p-Akt表达及p-PI3K/PI3K和p-Akt/Akt下调(P<0.05)。结论 鼓槌石斛素可通过多靶点、多通路发挥治疗宫颈癌的作用,鼓槌石斛素可能通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路的表达来影响宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭。

Exploring mechanism of action and experimental validation of chrysotoxine against cervical cancer based on network pharmacology and molecular docking