论文部分内容阅读
目的: 金复康作为我国第一个被批准治疗肺癌的专用中药复方,全方共12味药,具有益气养阴,清热解毒的功效,前期临床研究表明其与化疗并用,有助于提高化疗效果,调节免疫功能,减轻化疗的毒副作用等,但因其药昧众多,其药物作用于肺癌的有效机理目前尚不清楚。因此本课题应用随机森林算法,对金复康进行优化,并研究优化后的组方抗肺癌增殖的效果,从细胞增殖和衰老方面探讨金复康优化方抗肺癌的作用及作用机理。 方法: 1.应用筛选试验设计(Plackett-Burman),采用随机森林算法,建立基于设计处方集的预测模型,61个组方设计矩阵为输入,以相应的61个组方的半数抑制浓度(half maximal inhibitory concentration) IC50的自然对数为输出建立随机森林回归模型。应用网格化搜索算法得到最优的配伍组,并进行肺癌细胞增殖实验验证,以金复康组成药物的不同组合作用于肺腺癌细胞株A549的IC50为指标,从抑制肺癌细胞增殖方面对金复康的组方配伍进行优化。 2.从体内体外两个方面对金复康和金复康优化方进行比较,体外方面,从细胞活性、克隆形成、细胞周期和细胞凋亡来研究金复康和金复康优化方对肺癌细胞增殖的抑制作用;体内方面,主要研究金复康和金复康优化方对裸小鼠人肺癌A549皮下移植瘤的抑制作用。 3.用CCK8、克隆形成、流式细胞术来检测不同浓度的金复康优化方对肺癌细胞活性、克隆形成、细胞周期和细胞凋亡的影响,并用western blot检测金复康优化方对肺癌A549和95-D细胞周期相关蛋白13-3-3-6和CDK1以及凋亡相关蛋白Fas、Bcl-2和Bax表达的影响,并用流式细胞术检测金复康优化方对caspase3、caspase8和caspase9表达的影响。 4.用β半乳糖苷酶来检测金复康优化方对肺癌A549和95-D细胞衰老的影响,并用流式细胞术检测金复康优化方对肺癌A549和95-D细胞ROS表达的影响,用ELISA检测金复康优化方对肺癌A549和95-D细胞IL-6和IL-8表达的影响,用彗星电泳检测金复康优化方对肺癌A549和95-D细胞DNA损伤的影响,用免疫荧光法检测金复康优化方对DNA损伤相关蛋白γH2AX表达的影响,并用western blot检测金复康优化方对肺癌A549和95-D细胞衰老相关蛋白的影响。 5.将昆明种小白鼠随机分为2组,生理盐水组和金复康优化方组,每组6只,生理盐水组给予生理盐水灌胃,金复康优化方组给予金复康优化方高剂量灌胃,干预14天后眼球取血检测肝肾功能,评价金复康优化方的安全性。 6.体内实验通过构建裸小鼠皮下移植瘤模型,将裸小鼠随机分为生理盐水组、金复康优化方低剂量组、金复康优化方高剂量组、顺铂组和金复康优化方高剂量联合顺铂组,每组6只,分别给予生理盐水、金复康优化方低剂量、金复康优化方高剂量灌胃,顺铂腹腔注射,联合组给予金复康优化方高剂量灌胃和顺铂腹腔注射,每周测量2次体重和瘤体,共干预28天,干预结束后剥离瘤体进行免疫组化。 结果: 1.通过随机森林回归模型结合网格化搜索算法得到的最优配伍组为黄芪、麦冬、重楼、女贞子和绞股蓝,并将此方取名为“养阴解毒方”。且经实验验证,养阴解毒方对肺癌细胞A549的IC50值为70μg/ml,金复康的IC50值为570μg/ml。 2.金复康和养阴解毒方都能抑制A549肺癌细胞的活性和克隆形成,并将细胞阻滞在G2/M期,诱导肺癌细胞凋亡,但养阴解毒方的效果更明显(P<0.05)。通过体内实验,发现金复康和养阴解毒方都能抑制裸小鼠皮下移植瘤的生长,但养阴解毒方效果优于金复康(P>0.05)。 3.养阴解毒方在35μg/ml和70μg/ml时,均能抑制A549和95-D细胞的活性和克隆形成,并将A549和95-D细胞阻滞在G2/M期,并促进13-3-3-6表达的上调和CDK1表达的下调,同时也能诱导A549和95-D细胞的凋亡,并且促进caspase3、caspase8、caspase9、Fas和Bax表达的上调,Bcl-2表达的下调(P<0.05)。 4.养阴解毒方具有诱导肺癌细胞衰老的作用,其在35μg/ml和70μg/ml时,均能诱导A549和95-D细胞β半乳糖苷酶表达增加,且促进A549和95-D细胞ROS表达的上调,A549细胞IL-6和IL-8表达的上调,但95-D表达量偏低,并促进A549和95-D细胞DNA损伤,诱导DNA损伤相关蛋白γH2AX表达的上调,促进细胞衰老相关蛋白p-ATM、p53和p21的差异表达(P<0.05)。 5.和对照组相比,养阴解毒方组小鼠的ALT、AST、Cre和BUN并无明显差异(P>0.05),且小鼠体重也无明显差异(P>0.05),具有安全性。 6.养阴解毒方低浓度(0.95g/ml)、养阴解毒方高浓度(1.9g/ml)、顺铂和联合组都能在一定程度上抑制裸小鼠皮下移植瘤的生长,但养阴解毒方高浓度效果优于养阴解毒方低浓度,且联合组比单独养阴解毒方高浓度和单独顺铂效果好,且各组小鼠体重无明显下降,免疫组化结果表明,与对照组相比,各组药物均能促进p53、p21、Cleaved-Caspase3、Bcl-2和γH2AX的差异表达,但联合组效果最明显。 结论: 1.本研究利用随机森林算法从抑制肺癌细胞增殖效应方面对金复康处方配伍组合进行优化,筛选出具有明显抑制肺癌细胞增殖的“养阴解毒方”。且经实验验证,与对照组相比,金复康和养阴解毒方均能降低肺癌细胞的活性,抑制肺癌细胞的克隆形成,将肺癌细胞周期阻滞在G2/M期,并诱导肺癌细胞的凋亡,抑制裸小鼠皮下移植瘤的生长,但养阴解毒方的效果均优于金复康。 2.在抑制肺癌细胞增殖方面,养阴解毒方可明显将肺癌细胞周期阻滞在G2/M期,并诱导细胞凋亡,其机制可能与细胞周期相关蛋白14-3-3-6表达的上调,CDK1表达的下调以及凋亡相关蛋白Fas、Bax、caspase3、caspase8和caspase9表达的上调,Bcl-2表达的下调有关。 3.养阴解毒方可明显诱导肺癌细胞的衰老,其机制可能与促进细胞ROS表达的上调,IL-6和IL-8的分泌的增加,细胞DNA的损伤以及DNA损伤相关蛋白γ H2AX表达的上调以及衰老相关蛋白p-ATM、p21和p53表达的上调有关。 4.养阴解毒方能抑制裸小鼠皮下移植瘤的生长,并不降低小鼠的体重,且未见明显的肝肾功能损害。