目的:采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)聯(lián)合人乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-231)體外模型,探討鹿角霜能否通過(guò)干預(yù)TGF-β信號(hào)通路抑制腫瘤干細(xì)胞樣特性發(fā)揮抗腫瘤作用,為補(bǔ)腎類中藥鹿角霜在乳腺癌預(yù)防及治療的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。方法:1.采用中醫(yī)藥數(shù)據(jù)庫(kù)BATMAN-TCM和中國(guó)知網(wǎng)收集鹿角霜的化學(xué)成分信息,利用BATMAN-TCM和TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)各化學(xué)成分的潛在靶點(diǎn),用Gene Cards數(shù)據(jù)庫(kù)獲取乳腺癌干細(xì)胞靶點(diǎn),二者取交集獲得鹿角霜干預(yù)乳腺癌干細(xì)胞潛在靶點(diǎn),用String數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)潛在靶點(diǎn)進(jìn)行蛋白互作分析,獲得鹿角霜干預(yù)乳腺癌干細(xì)胞關(guān)鍵靶點(diǎn)和化合物,利用Metascape數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行GO和KEGG通路注釋分析,利用Cytoscape3.8.0軟件對(duì)鹿角霜干預(yù)乳腺癌干細(xì)胞的藥物-成分-靶點(diǎn)-通路構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)圖,并進(jìn)行分析。2.將細(xì)胞分為四組,空白對(duì)照組、0.2mg·m L~(-1)鹿角霜含藥血清處理組、0.4mg·m L~(-1)鹿角霜含藥血清處理組和0.6mg·m L~(-1)鹿角霜含藥血清處理組。培養(yǎng)24h后顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)并記錄;采用CCK-8細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)檢測(cè)鹿角霜含藥血清對(duì)乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231増殖程度的影響;采用軟瓊脂集落形成實(shí)驗(yàn)檢測(cè)鹿角霜含藥血清對(duì)乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231集落形成能力的影響;采用實(shí)時(shí)熒光定量方法檢測(cè)鹿角霜含藥血清作用于乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231后TGF-β信號(hào)通路中TGFBR1和SMAD2的m RNA轉(zhuǎn)錄水平;采用Western Blot方法檢測(cè)鹿角霜含藥血清作用于乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231后TGF-β信號(hào)通路中TGFBR1和SMAD2的蛋白表達(dá)水平。結(jié)果:1.從BATMAN-TCM數(shù)據(jù)庫(kù)和知網(wǎng)獲得鹿角霜成分33個(gè),從BATMAN-TCM和TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)獲得鹿角霜潛在靶點(diǎn)16377個(gè),從Gene Cards數(shù)據(jù)庫(kù)獲得乳腺癌干細(xì)胞靶點(diǎn)688個(gè),將鹿角霜和乳腺癌靶點(diǎn)取交集后獲得共有靶點(diǎn)503個(gè),用String數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)503個(gè)共有靶點(diǎn)進(jìn)行蛋白互作分析,篩選得到20個(gè)核心靶點(diǎn)IL6、VEGFA、GAPDH、STAT3、INS、TNF、CXCL8、AKT1、MAPK3、MYC、MAPK1、TP53、FN1、CASP3、MMP9、JUN、CXCR4、EGF、SRC、NOTCH1及其相對(duì)應(yīng)的6個(gè)關(guān)鍵化合物磷酸鈣、碳酸鈣、丙氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、蘇氨酸,利用Metascape數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)503個(gè)共有靶點(diǎn)進(jìn)行基因功能分析,得到生物學(xué)過(guò)程3938條,主要參與了調(diào)節(jié)細(xì)胞粘附、調(diào)節(jié)蛋白激酶活性、淋巴細(xì)胞活化、轉(zhuǎn)移酶活性的正調(diào)控、血管發(fā)育、細(xì)胞群增殖的負(fù)調(diào)控、激酶活性的正調(diào)控、血管發(fā)育、MAPK級(jí)聯(lián)的調(diào)節(jié)、白細(xì)胞分化等;細(xì)胞組分208條,主要參與了膜的側(cè)面、受體復(fù)合物、細(xì)胞質(zhì)核周區(qū)、膜筏、膜微區(qū)、質(zhì)膜蛋白復(fù)合物、質(zhì)膜外側(cè)、粘著、細(xì)胞-基底連接、轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物等;分子功能326條,主要是激酶結(jié)合、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合、激酶活性、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域特異性結(jié)合、蛋白激酶結(jié)合、磷酸轉(zhuǎn)移酶活性,醇基為受體、蛋白激酶活性、受體調(diào)節(jié)活性、受體配體活性、信號(hào)受體激活劑活性等。京都基因本體論分析170條,主要是癌癥的途徑、PI3K-Akt信號(hào)通路、Ras信號(hào)通路、Rap1信號(hào)通路、乳腺癌、細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用、MAPK信號(hào)通路、TGF-β信號(hào)通路、Wnt信號(hào)通路、刺猬信號(hào)通路、Notch信號(hào)通路等。通過(guò)鹿角霜干預(yù)乳腺癌干細(xì)胞的藥物-成分-靶點(diǎn)-通路網(wǎng)絡(luò)圖說(shuō)明鹿角霜可以通過(guò)“多成分-多靶點(diǎn)-多通路”來(lái)干預(yù)乳腺癌干細(xì)胞。2.鹿角霜含藥血清對(duì)乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231形態(tài)的影響與空白對(duì)照組相比,鹿角霜含藥血清組的MDA-MB-231細(xì)胞數(shù)量明顯減少,存活能力下降,細(xì)胞稀落,形態(tài)不規(guī)則,體積明顯縮小,部分細(xì)胞脫落,懸于培養(yǎng)液之中。3.鹿角霜含藥血清對(duì)乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231増殖的影響CCK-8細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與空白對(duì)照組相比,0.2mg·m L~(-1)、0.4mg·m L~(-1)、0.6mg·m L~(-1)三種不同濃度鹿角霜含藥血清均可以抑制乳腺癌細(xì)胞增殖(P<0.05),而濃度為0.6mg·m L~(-1)的鹿角霜含藥血清對(duì)MDA-MB-231細(xì)胞增殖的抑制作用最顯著;軟瓊脂集落形成實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,三種不同濃度鹿角霜含藥血清均可以抑制乳腺癌細(xì)胞集落形成數(shù)(P<0.05),而0.6mg·m L~(-1)的鹿角霜含藥血清對(duì)細(xì)胞集落形成數(shù)的抑制作用最顯著。4.鹿角霜含藥血清對(duì)TGF-β信號(hào)通路中TGFBR1、Smad2表達(dá)量的影響實(shí)時(shí)熒光定量實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與空白對(duì)照組相比,0.2mg·m L~(-1)、0.4mg·m L~(-1)、0.6mg·m L~(-1)三種不同濃度鹿角霜含藥血清干預(yù)24h后的乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞中TGFBR1、Smad2 m RNA轉(zhuǎn)錄水平顯著降低(P<0.01);Western Blot實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與空白對(duì)照組相比,0.2mg·m L~(-1)、0.4mg·m L~(-1)、0.6mg·m L~(-1)三種不同濃度鹿角霜含藥血清干預(yù)24h后的乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞中TGFBR1、Smad2蛋白表達(dá)水平顯著降低(P<0.01)。結(jié)論:本研究從網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和體外細(xì)胞模型中發(fā)現(xiàn),鹿角霜不同濃度含藥血清中的多個(gè)組分,能夠協(xié)同作用于乳腺癌干細(xì)胞的目標(biāo)差異表達(dá)基因,并通過(guò)下調(diào)TGF-β通路中關(guān)鍵分子TGFBR1及下游信號(hào)Smad2蛋白的表達(dá)水平,抑制乳腺癌細(xì)胞增殖,發(fā)揮抗乳腺癌作用。
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