连翘归尾煎抗乳腺癌药效作用及机制研究

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目的探讨连翘归尾煎抗乳腺癌的药效作用及机制。通过建立4T1乳腺癌荷瘤小鼠模型探究连翘归尾煎体内抗乳腺癌的药效作用;基于网络药理学技术预测连翘归尾煎抗乳腺癌的作用机制;通过体外及体内实验探究连翘归尾煎抗乳腺癌的作用机制;分子对接技术预测连翘归尾煎抗乳腺癌的有效活性成分,并通过实验验证活性成分对细胞增殖的抑制作用。方法1.将小鼠4T1乳腺癌细胞接种于BALB/c小鼠建立乳腺癌荷瘤小鼠模型,分为模型组(生理盐水,灌胃给药),CTX组(环磷酰胺,20 mg/kg/d,腹腔注射给药),连翘归尾煎低剂量组(8.6 g/kg/d,灌胃给药),连翘归尾煎中剂量组(17.2 g/kg/d,灌胃给药),连翘归尾煎高剂量组(34.4 g/kg/d,灌胃给药),每组10只,连续给药14 d;观察小鼠体重、肿瘤重量及体积的变化,计算肿瘤抑制率。2.利用中药系统药理学数据库(TCMSP)筛选连翘归尾煎的有效活性成分及靶基因,Gene Card数据库筛选乳腺癌相关作用靶基因,运用STRING平台以及Cytoscape建立蛋白互作网络和药物-成分-靶基因-疾病相互关系网络,基于David数据库进行GO分析和KEGG富集分析,探寻连翘归尾煎抗乳腺癌的相关作用机制。3.CCK-8法研究不同浓度的连翘归尾煎对人乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖的影响;Hoechst33258染色法检测不同浓度的连翘归尾煎对人乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡的影响;实时荧光定量PCR(q RT-PCR)法检测不同浓度的连翘归尾煎对细胞内PI3K、Akt、Bax、Bcl-2m RNA表达的影响;蛋白免疫印迹实验(Western blot)检测不同浓度的连翘归尾煎对细胞内PI3K、Akt、p-PI3K、p-Akt、Bax、Bcl-2以及Caspase-3、Caspase-9蛋白表达的影响。苏木精-伊红(HE)染色法观察乳腺癌肿瘤组织形态学变化;TUNEL法检测乳腺癌肿瘤组织中细胞凋亡率;Western blot测定乳腺癌肿瘤组织中PI3K、Akt、p-PI3K、p-Akt以及凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax、Caspase-3、Caspase-9蛋白表达水平变化。4.利用分子对接将连翘归尾煎抗乳腺癌的活性成分与关键靶基因相结合,根据分子对接打分结果筛选连翘归尾煎中主要有效活性成分,采用CCK-8法检测不同活性成分对人乳腺癌MDA-MB-231细胞的增殖抑制作用。结果1.与模型组相比,CTX组与连翘归尾煎各剂量组乳腺癌小鼠的肿瘤体积和质量明显减小,与模型组相比差异具有统计学意义,CTX组肿瘤抑制率为71.15%P<0.001),连翘归尾煎低剂量组为21.48%(P<0.05),中剂量组为26.67%(P<0.05),高剂量组为28.52%(P<0.05)。2.通过网络药理学技术共筛选出134个连翘归尾煎的有效活性成分及其靶基因,与乳腺癌相关作用靶基因映射得到66个关键靶基因,GO功能富集涉及富集481个生物学过程及功能,KEGG通路富集显示92条信号通路,包括癌症通路、肿瘤蛋白多糖、PI3K-Akt信号通路等,其中共25个靶基因参与了PI3K/Akt通路,提示连翘归尾煎抗乳腺癌作用可能主要与PI3K/Akt信号通路相关。3.CCK-8结果显示不同浓度的连翘归尾煎(0.1-1.0 mg/m L)对人乳腺癌MDA-MB-231细胞具有增殖抑制作用,抑制率最高达到60.38%,IC50为0.7872 mg/m L;Hoechst染色结果显示不同浓度的连翘归尾煎(0.25、0.5、1.0 mg/m L)可诱导人乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡,呈剂量依赖性;q RT-PCR结果显示不同浓度的连翘归尾煎(0.25、0.5、1.0 mg/m L)呈剂量依赖性的降低PI3K、Akt、Bcl-2m RNA表达量(P<0.05,P<0.001,P<0.001),增加Baxm RNA表达量(P<0.05);Western blot结果显示不同浓度的连翘归尾煎(0.25、0.5、1.0 mg/m L)能够抑制PI3K、Akt蛋白的活化(P<0.05,P<0.01),下调p-PI3K、p-Akt蛋白表达水平(P<0.01,P<0.01),以及上调凋亡相关蛋白Bax/Bcl-2的比值(P<0.05),并呈剂量依赖性;与模型组相比,HE染色结果显示CTX与连翘归尾煎可加重肿瘤坏死程度;TUNEL染色结果显示,CTX与连翘归尾煎可诱导小鼠乳腺癌肿瘤组织细胞凋亡,凋亡细胞数量明显增多(P<0.01,P<0.05);Western blot实验结果显示,CTX可降低PI3K与Akt蛋白表达量(P<0.05,P<0.01),连翘归尾煎处理后则无明显变化,CTX与连翘归尾煎可降低p-PI3K、p-Akt蛋白以及凋亡相关蛋白Bcl-2蛋白表达量,同时升高Bax、Caspase-3、Caspase-9蛋白表达量,Bax/Bcl-2的比值显著升高(P均<0.05)。4.基于分子对接技术将连翘归尾煎抗乳腺癌的活性成分与关键靶基因Akt1相结合,得到对接打分结果。CCK-8实验结果显示牛蒡子苷及白桦脂酸均对人乳腺癌MDA-MB-231细胞具有增殖抑制作用,牛蒡子苷抑制率为68.40%,IC50为25.33μmol/L;白桦脂酸抑制率为60.01%,IC50为66.9μmol/L。结论研究证实了连翘归尾煎在体外及体内均能显著抑制乳腺癌的发生与发展,其作用机制可能是通过PI3K/Akt信号通路调控下游相关凋亡蛋白。牛蒡子苷及白桦脂酸可能为连翘归尾煎抗乳腺癌作用的有效活性成分,该结果为后续研究连翘归尾煎的有效指标成分提供了实验依据。
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