基于网络药理学和动物实验探讨黄连解毒汤通过Bcl-2/Bax/Caspase-3信号通路抗结直肠腺瘤作用机制
The Mechanism of Huanglian Jiedu Decoction(黄连解毒汤)Against Colorectal Adenoma Via Bcl-2/Bax/Caspase-3 Pathway Based on Network Pharmacology and Animal Experiments
摘要目的:研究黄连解毒汤通过调控Bcl-2/Bax/Caspase-3信号通路发挥抗结直肠腺瘤(CRA)的作用机制.方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)获取黄连解毒汤的活性成分及作用靶点;通过在线人类孟德尔遗传病数据库(OMIM)和人类基因组数据库(GeneCard)获取CRA疾病靶点;通过Venny 2.1软件获得黄连解毒汤与CRA的交集靶点;通过String数据库和Cytoscape 3.9.1软件绘制蛋白互作网络,并筛选黄连解毒汤治疗CRA的核心作用靶点;通过DAVID数据库对交集靶点进行基因本体(GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析;通过Auto Dock Tools 1.5.6软件将前5位药物活性成分与前5位关键靶点进行分子对接验证.采用随机数字表法将60只小鼠分为正常组、模型组、黄连解毒汤低剂量组、黄连解毒汤中剂量组、黄连解毒汤高剂量组、阿司匹林组,每组10只.采用氧化偶氮甲烷(AOM)/葡聚糖硫酸钠(DSS)联合诱导小鼠CRA模型,同时各组予相应药物进行灌胃干预9周.苏木精-伊红染色法(HE)观察小鼠肠组织的病理变化;原位末端转移酶标记法(TUNEL)观察肠组织细胞凋亡;实时荧光定量聚合酶链式反应(Realtime PCR)检测腺瘤组织B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)mRNA、Bcl-2相关X蛋白(Bax)mRNA、细胞色素C(Cyt C)mRNA、胱天蛋白酶-9(Caspase-9)mRNA、胱天蛋白酶-3(Caspase-3)mRNA表达水平;蛋白免疫印迹法(Western blotting)法检测腺瘤组织Bcl-2、Bax、Cyt C、Caspase-9、Caspase-3蛋白的表达水平.结果:网络药理学共筛选得到黄连解毒汤80个活性成分,药物-疾病交集靶点170个;通过药物-成分-靶点-疾病调控网络的构建,筛选出槲皮素(quercetin)、β-谷甾醇(beta-sitosterol)、豆甾醇(Stigmasterol)、黄连素(berberine)、汉黄芩素(wogonin)等核心活性成分;通过构建蛋白互作网络,筛选出AKT1、JUN、HSP90AA1、CASP3、IL-6等关键靶点;GO与KEGG富集分析发现黄连解毒汤可能通过调控细胞凋亡途径发挥治疗CRA的作用;槲皮素、β-谷甾醇、豆甾醇、黄连素、汉黄芩素与核心靶点AKT1、JUN、HSP90AA1、CASP3、IL-6具有较为稳定的结合活性,展现了良好的亲和力.动物实验结果显示,模型组小鼠肠道质量、腺瘤数量高于正常组(P<0.01),结直肠长度低于正常组(P<0.01);黄连解毒汤高、中、低剂量组小鼠肠道质量、腺瘤数量均低于模型组(P<0.01);黄连解毒汤高、中剂量组小鼠结直肠长度均高于模型组(P<0.01).模型组小鼠腺瘤组织细胞凋亡率低于正常组(P<0.01);黄连解毒汤低、中、高剂量组小鼠腺瘤组织细胞凋亡率均高于模型组(P<0.01).模型组小鼠腺瘤组织Bcl-2 mRNA和Bcl-2蛋白相对表达量高于正常组(P<0.01),Bax mRNA、Cyt C mRNA、Caspase-9 mRNA、Caspase-3 mRNA和Bax、Cyt C、Caspase-9、Caspase-3蛋白相对表达量低于正常组(P<0.01 或P<0.05).黄连解毒汤高、中剂量组小鼠腺瘤组织Bcl-2 mRNA及Bcl-2蛋白相对表达量均低于模型组(P<0.01),Bax mRNA、Cyt C mRNA、Caspase-9 mRNA、Caspase-3 mRNA及Bax、Cyt C、Caspase-9、Caspase-3蛋白相对表达量均高于模型组(P<0.05或P<0.01);黄连解毒汤低剂量组小鼠Caspase-9 mRNA及Bax、CytC、Caspase-3蛋白相对表达量高于模型组(P<0.05或P<0.01).结论:黄连解毒汤可能通过调控Bcl-2/Bax/Caspase-3信号通路发挥治疗CRA的效应.
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