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基于网络药理学探究华蟾素调控口腔鳞状细胞癌细胞增殖、凋亡、自噬的研究

摘要目的:<br>  口腔鳞状细胞癌(oralsquamouscellcarcinoma,OSCC)由于其发病率高,预后不佳,目前尚未找到理想的药物治疗。华蟾素(Cinobufotalin)从中国大鲵或黑眶蟾蜍的皮肤中提取而得,能够利水消肿、清热解毒、软坚散结。在抗肿瘤方面,它有着抑制肿瘤细胞增殖、侵袭与转移,促进细胞凋亡,诱导细胞自噬,调节免疫应答等多种机制,具有治疗OSCC的潜能。本研究通过网络药理学分析和体外细胞实验验证,确定华蟾素对OSCC细胞增殖及凋亡的作用,并探究华蟾素通过调控自噬相关基因mRNA的表达对OSCC细胞的影响。<br>  材料与方法:<br>  第一部分:华蟾素作用于OSCC的网络药理学分析<br>  通过GeneCards、OMIM数据库获取OSCC的潜在治疗靶点;在PubChem数据库中找出华蟾素及其化学成分的化学结构式,通过SwissTargetPrediction网站预测靶标基因;在Venn网站中获取华蟾素-OSCC的交集靶点;使用STRING数据库获取PPI网络并用Cytoscape软件绘制网络图;利用Metascape数据库对交集靶点进行GO富集分析和KEGG通路分析;通过分子对接技术分析华蟾素与核心靶点间的结合力。<br>  第二部分:华蟾素作用于OSCC细胞的体外实验研究<br>  通过CCK-8实验检测CAL27和HOK细胞的增殖情况;流式细胞术检测CAL27细胞凋亡情况;RT-PCR方法检测CAL27细胞中核心靶点及自噬相关基因mRNA的表达水平,探究华蟾素治疗OSCC可能的途径。<br>  结果:<br>  第一部分:网络药理学分析<br>  将OSCC在GeneCards数据库中以Relevancescore≥50分为筛选条件得到靶点,OMIM数据库中的OSCC靶点补充,得到华蟾素作用于OSCC的相关靶点76个;<br>  PPI分析出华蟾素治疗OSCC的核心靶基因为STAT3、SRC、AKT1、PIK3R1和MAPK3等;<br>  GO富集分析有56条生物学过程,包括20条分子功能,20条生物过程以及16条细胞成分,主要涉及蛋白质磷酸化,受体复合物,蛋白激酶活性等;KEGG通路富集筛选出20条信号通路,其中富集水平最高的为Pathwaysincancer信号通路,其次为PI3K-Akt信号通路;<br>  分子对接结果显示华蟾素与核心靶点之间结合能力良好。<br>  第二部分:体外细胞实验研究<br>  CCK-8实验结果显示,当华蟾素浓度<4mg/ml时,对HOK细胞增殖没有明显抑制作用(P>0.05),但可以呈时间和剂量依赖性地抑制OSCC细胞的增殖(P<0.0001),当华蟾素浓度≥4mg/ml时,对HOK细胞增殖有抑制作用(P<0.05),但对CAL27细胞增殖的抑制更佳显著(P<0.0001);<br>  流式细胞术实验结果显示,与不加药组相比华蟾素呈浓度依赖性诱导OSCC细胞凋亡;<br>  RT-PCR实验结果显示华蟾素浓度在4mg/ml时可显著上调自噬相关基因Beclin1(P<0.001)及LC3(P<0.0001)的mRNA表达,并下调核心靶点STAT3(P<0.001)、SRC(P<0.001)、AKT1(P<0.0001)、PIK3R1(P<0.0001)和MAPK3(P<0.0001)的表达。<br>  结论:<br>  通过网络药理学分析获得华蟾素作用于OSCC的靶点共有76个,其中核心靶点为STAT3、SRC、AKT1、PIK3R1和MAPK3,并且分子对接表明华蟾素和核心靶点结合良好。KEGG分析显示PI3K-AKT通路是华蟾素作用于OSCC的核心通路。<br>  细胞实验结果表明华蟾素可以抑制OSCC细胞增殖并促进细胞凋亡,提高OSCC细胞自噬相关基因mRNA的表达水平,诱导细胞自噬,并且抑制核心靶点mRNA的表达水平。这一发现为华蟾素对OSCC的抗癌治疗提供了理论支持和科学依据。

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