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二十一世纪以来,肿瘤在全世界的发病率和致死率逐年走高,已经成为全世界都面临着的一个严重的公共卫生问题。根据世卫组织国际癌症研究机构(IARC)统计数据显示,仅2020年,我国新发肿瘤病例数达到457万例,死亡300万例,肿瘤已经对人类健康和生命安全问题造成极大的威胁。关于肿瘤的防治一直是全世界医药学界的热门话题,针对肿瘤的各种治疗方法层出不穷。目前现代医学在发现早期肿瘤时通常采取手术切除的方式,但是在晚期肿瘤中,肿瘤组织多已转移,单纯手术的方法已经无法控制其扩散,此时可以采用介入、单药或者多药联合化疗、放疗、免疫等方式进行挽救性治疗。经过大量临床研究表明,这些疗法虽延长肿瘤患者的生存期,但存在较强的毒副作用及耐药性等缺陷。患者在治疗过程中往往有较大的痛苦,极大的影响生活质量。因此为改变这种问题,医学界提出了姑息疗法即带瘤生存的方法,它是在肿瘤治疗过程中对肿瘤的全程和积极的干预。中医药作为中华文化的瑰宝,在防治肿瘤方面也具有较长的历史和独特的心得,在临床中被广泛用于抑制肿瘤生长、转移、辅助放化疗增敏减毒和改善肿瘤患者术后生活质量等方面,具有良好疗效。因为中药具有多方位、多靶点、不易产生耐药性等优势,已经成为抗肿瘤新药研发的新方向。本文通过数据挖掘技术探索中医药抗肿瘤的用药规律,通过网络药理学技术研究高频药对人参-黄芪药对和人参、黄芪的共同成分山奈酚抗肿瘤的物质基础和作用机制、最终通过体外实验的方式验证山奈酚抗肿瘤的作用机制。[研究目的]1.使用数据挖掘技术探索中医药抗肿瘤的用药规律。通过挖掘相关中医和中西医结合抗肿瘤的文献,利用频数关系分析、网络关联规则分析及聚类分析的方法分析总结抗肿瘤常用中药的用药规律及代表方。2.使用网络药理学技术研究数据挖掘得到的高频药对人参-黄芪药对抗肿瘤的物质基础和作用机制。通过筛选出的药对抗肿瘤关键靶点,运用蛋白互作、富集分析、通路分析等方法,构建相关网络。从微观层面上解释人参-黄芪药对抗肿瘤的物质基础和作用机制。3.使用网络药理学技术探索人参-黄芪药对中的共同成分山奈酚抗肿瘤的物质基础和作用机制。4.实验研究山奈酚抗肿瘤的作用机制。[研究方法]1.从中国知网(CNKI)等数据库收集中医药抗肿瘤的相关临床文献,通过纳入和排除标准后,建立数据库,运用中医传承辅助平台(V3.0)、IBM SPSS Statistics 23和IBMSPSSModeler18.0软件处理相关信息,对肿瘤的辨证分型、中药的用药频次、四气五味、归经、关联规则、聚类关系等进行挖掘分析。2.使用网络药理学技术获取人参-黄芪药对抗肿瘤的关键靶点,构建药物-疾病-靶点的网络,通过蛋白互作分析(Protein Protein Interaction Networks,PPI)、筛选核心基因(Hub基因)、GO(Gene ontology)富集分析和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路富集分析研究人参-黄芪药对抗肿瘤的物质基础和作用机制,并通过分子对接进行验证。3.研究通过网络药理学技术筛选出的人参-黄芪药对的共同成分,且经过相关文献验证过的具有抗肿瘤作用的化合物山奈酚的相关机制。获取山奈酚抗肿瘤的关键靶点,进行蛋白互作分析、GO富集分析、KEGG通路分析,研究其抗肿瘤的物质基础和作用机制。4.实验研究山奈酚抗肿瘤的作用机制。选取对数生长期的小鼠巨噬细胞RAW 264.7,使用MTT法检测山奈酚对小鼠巨噬细胞RAW 264.7增殖的影响;使用IL-4(20 ng/ml)诱导小鼠巨噬细胞RAW264.7向M2型(替代活化型)肿瘤相关巨噬细胞极化;流式细胞术检测山奈酚作用小鼠巨噬细胞RAW 264.7对M1型(经典活化型)肿瘤相关巨噬细胞标志物iNOS和M2型肿瘤相关巨噬细胞标志物CD206的影响;ELISA实验检测山奈酚作用小鼠巨噬细胞RAW 264.7对M2型肿瘤相关巨噬细胞标志物IL-4、IL-10和M1型肿瘤相关巨噬细胞标志物γ干扰素(IFN-γ)表达水平的影响,通过Western blot方法验证山奈酚通过调控JAK-STAT信号通路上的相关蛋白诱导M2型肿瘤相关巨噬细胞转化为M1型肿瘤相关巨噬细胞。然后使用经过山奈酚处理的RAW 264.7细胞的培养上清与黑色素瘤B16细胞共培养,使用MTT实验、划痕实验和Transwell实验验证山奈酚改变肿瘤相关巨噬细胞的极性对黑色素瘤B16细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响。[研究结果]1.经过纳入和排除标准后,共筛选和挖掘出72篇相关临床文献。涉及到的肿瘤患者中男性多于女性,年龄分布最多的位于60-69岁年龄段。肿瘤类型以胃癌、肺癌、结直肠癌为主,频数排名前三的中医证候分别是正虚毒结、瘀毒内结和气阴两虚证。而在治疗方面,共涉及185味中药,17类功效,合计使用药物1010次。使用频次最多的三类药分别是补虚药、清热药和化痰止咳平喘药。药性主要以甘味、温性、归脾经为主。关联规则中关联度较高的为人参-黄芪、人参-黄芪-白术药对等。2.人参-黄芪药对网络药理学结果显示:药对抗肿瘤的关键靶点有112个,核心靶点包括 TP53、AKT1、TNF、JUN、VEGFR、IL1B、IL4、IL10、NOS2 等;富集分析结果显示人参-黄芪药对抗肿瘤的靶点主要富集在细胞膜区、膜微区等,涉及的生物学过程包括对凋亡信号通路的调节等,而在分子功能方面主要与DNA结合转录因子结合、泛素样蛋白连接酶结合等有关。在信号通路上,相关性排在前列的有癌症信号通路、HIF-1信号通路等。3.山奈酚的网络药理学结果示:山奈酚抗肿瘤的关键靶点有33个,核心靶点包括 PTGS2、AKT1、TNF、JUN、CASP3、ICAM1、PPARG、NOS2、MAPK8、RELA等;富集分析结果中,靶点富集区域多在细胞膜区,涉及的生物学过程包括对脂多糖的反应、对外源性凋亡信号通路的影响等,分子功能包括氧化还原活性、抑制转录因子结合等。信号通路以癌症信号通路、PI3K-AKT信号通路、IL-17信号通路等为主。4.山奈酚的实验结果示:山奈酚在0-50μmol/L浓度下对小鼠巨噬细胞RAW 264.7抑制能力较弱;IL-4(20 ng/ml)可以诱导小鼠巨噬细胞RAW 264.7转化为M2型肿瘤相关巨噬细胞,而山奈酚可以通过调控JAK-STAT信号通路相关蛋白使M2型肿瘤相关巨噬细胞向M1型肿瘤相关巨噬细胞转化;山奈酚改变肿瘤相关巨噬细胞的极性抑制了黑色素瘤B16细胞的增殖、迁移和侵袭,且具有浓度依赖性(p<0.05)。[研究结论]1.中医认为肿瘤的病机责之于正气亏虚,邪毒瘀结。因此治则以扶正为主,即补益气血、扶正祛邪。中医药抗肿瘤常用中药包括黄芪、白术、人参等,其中关联性最高的药对为人参-黄芪药对。2.通过网络药理学的方式从微观上解释了人参-黄芪药对及其共同成分山奈酚抗肿瘤的物质基础和作用机制。通过实验证实山奈酚可以通过改变肿瘤相关巨噬细胞的极性抑制肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭,起到抗肿瘤的作用。