基于生物信息学和细胞实验探讨芪灵扶正清解颗粒抑制结肠癌的作用机制

摘要

目的 探索芪灵扶正清解颗粒（简称芪灵）对结肠癌细胞生长的影响及潜在机制。方法 采用生物信息学筛选芪灵主要活性成分作用靶点与结直肠癌差异表达基因；“药物-疾病”共同基因建立蛋白互作（PPI）网络，并通过功能、通路富集分析和基因表达相关性分析筛选出芪灵干预结直肠癌关键靶点；基于基因表达水平值的交互式分析平台（GEPIA）和人类蛋白图谱（HPA）数据库分别分析关键靶点在正常组织和结肠癌组织中mRNA和蛋白表达差异；再利用分子对接分析活性单体与关键靶点的结合强度。运用显微镜观察和细胞活性（CCK-8）检测研究芪灵对小鼠结肠癌细胞MC38和人结肠癌细胞HCT116生长的影响；荧光定量PCR（qPCR）、蛋白免疫印迹（WB）实验分别检测芪灵对结肠癌细胞关键靶点转录和蛋白表达的影响。结果 生物信息学预测得出“药物-疾病”共同靶点26个；功能和通路富集分析显示，靶点基因主要富集在细胞周期通路；PPI网络和表达相关性分析结果显示，MYC、CDK4、E2F1可能为芪灵干预关键靶点；GEPIA分析结果显示，MYC、CDK4、E2F1转录水平在结肠癌组织中显著升高（P<0.05）;HPA免疫组化结果分析显示，MYC、CDK4、E2F1蛋白水平在结肠癌组织中表达上调（P<0.05）；分子对接结果显示，活性单体木犀草素、槲皮素与CDK4、E2F1具有较强的相互作用，其结合能均<-8.0 kal/mol。体外实验研究结果显示，芪灵组结肠癌细胞MC38和HCT116的生长受到显著抑制，且呈剂量依赖性，IC₅₀分别为1.726 mg/mL和3.703 mg/mL；与0 mg/mL组比较，经2 mg/mL处理24 h和48 h后结肠癌细胞中MYC、CDK4、E2F1的mRNA和蛋白表达均降低（P<0.05）。结论 芪灵可以抑制结肠癌细胞的生长，其作用机制可能与调节细胞周期相关的MYC/CDK4/E2F1通路有关。

关键词

结直肠癌 / 芪灵扶正清解颗粒 / 细胞周期 / 生物信息学

基金资助

福建省自然科学基金项目(2022J01349,2023J01826); 杜建全国名中医工作室; 国家自然科学基金项目(82305139)