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肝细胞癌(HCC)是全球癌症相关死亡的第四大原因,其治疗面临着高传播率、转移和复发以及治疗效果不佳等挑战。尽管目前已有如索拉非尼和雷格拉非尼等药物提高了HCC患者的生存率,但这些药物存在时效短、药物耐药等问题。因此,寻找安全、高效、低毒性且能逆转药物耐药性的新药物变得迫切。牛樟芝(Antrodia cinnamomea)已被证明具有抗肿瘤、保护肝脏、调节免疫等多种生理活性,尤其在抗HCC方面效果显著。然而,牛樟芝的主要作用及其抗HCC的机制尚未完全阐明。这项发表在Acta Pharmaceutica Sinica B(IF=14.5)上,题为“Antrodia cinnamomea exerts an anti-hepatoma effect by targeting PI3K/AKT-mediated cell cycle progression in vitro and in vivo”的研究中,研究人员系统地分析了牛樟芝滴丸(ACDPs)的化学成分,并通过网络药理学和生物信息学方法揭示了其潜在的抗HCC作用机制。
主要研究结果
1. ACDP活性成分的预测和富集分析结果
首先,在瑞士ADME数据库中检索ACDP中的化合物。结果显示共有72个活性成分,胃肠道吸收率高,药效适宜。Swiss Target Prediction用于预测化合物的目标,并构建成分-目标网络。同时,下载ACDP已验证目标的信息,并对重复目标进行合并。GO富集分析显示ACDP的靶点与ERK1和ERK2级联的正调节、炎症反应、凋亡过程的负调节、细胞增殖的正调节等密切相关。KEGG通路富集分析表明,ACDP的靶点在癌症、乙型肝炎、FoxO信号通路、胰岛素抵抗等通路中显着富集。
2. ACDPs通过PI3K/AKT/细胞周期轴在体外抑制HCC细胞的增殖
为了进一步验证ACDP对HCC(细胞的作用,我们选择培养了HepG2、Huh-7和SMMC-7721这三种人类肝癌细胞系。我们使用CCK-8测定法来评估ACDP对细胞活力的影响,将细胞与不同浓度的ACDP(0、0.4、0.8、1.6和3.2 mg/mL)预处理24或48小时。研究结果显示随着ACDP浓度的增加和处理时间的延长,HCC细胞活力被显著抑制。集落形成实验的结果支持了这一发现,并进一步证实了ACDP在体外具有抗肝癌的活性,这与CCK-8测定的结果相一致。接下来,通过EdU测定法确认了ACDP对细胞增殖的抑制作用。此外,信息学结果显示ACDP可能通过调节PI3K/AKT信号通路来影响细胞周期相关蛋白的表达。为了验证这一假设,我们对Huh-7细胞进行了Western blot检测,以评估cyclin E1和CDK1这两种蛋白在ACDP刺激后的表达变化。结果显示,它们的表达量在ACDP处理后显著减少。此外,我们还观察到ACDP处理导致裂解的半胱天冬酶8的表达增加,这表明ACDP可能促进了细胞凋亡。同时,Western blot分析还表明,ACDP降低了PIK3CA的表达,并且减弱了AKT的活性。综上所述,我们的研究结果表明,ACDPs通过调节PI3K/AKT信号通路,影响细胞周期进程,并可能促进细胞凋亡,从而在肝细胞癌中发挥抗癌作用。
本文总结:
本研究利用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF/MS)技术,首次在ACDPs中鉴定出139个化学成分,包括102个萜类化合物、8个苯类化合物、2个嘌呤核苷和27个其他类别化合物。通过网络药理学分析,发现ACDPs的活性成分显著富集在与细胞增殖调控密切相关的癌症通路中。进一步的生物信息学分析揭示了79个HCC生物标志物,并通过分子对接预测了ACDPs活性成分与这些靶点之间的亲和力。最终,体内和体外实验表明ACDPs能够通过降低PI3K/AKT信号通路的活性和下调细胞周期相关蛋白的表达,从而抑制肝癌细胞的生长。这一发现为开发新的抗HCC药物提供了科学依据。未来的研究需要进一步验证这些发现,并探索牛樟芝在临床治疗HCC中的应用潜力。
参考资料:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8897033/
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