基于网络药理学和细胞验证探讨美迪紫檀素通过p53依赖性周期调控通路抑制肝癌细胞增殖的作用机制

摘要

目的 探讨美迪紫檀素对肝癌细胞增殖的抑制作用及其分子机制。方法 采用人肝癌HepG2、HCC-M和Hep3B等细胞株，通过倒置显微镜观察50μmol/L美迪紫檀素对细胞形态的影响，采用平板克隆形成实验评估12.5、25、50μmol/L美迪紫檀素对细胞增殖能力的作用；利用Swiss Target Prediction数据库预测美迪紫檀素的作用靶点，应用STRING和Cytoscape工具构建蛋白质互作网络，通过基因本体(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析探索美迪紫檀素的潜在作用机制；利用流式细胞术检测细胞周期，蛋白质印迹法检测细胞周期相关蛋白表达水平，通过对比美迪紫檀素在p53表达不同的细胞株上的效应，验证p53在美迪紫檀素诱导肝癌细胞周期阻滞中的作用。结果 不同肝癌细胞经50μmol/L美迪紫檀素处理后，均可见细胞膜完整性被破坏、细胞核皱缩、细胞间连接消失等形态学变化；与空白对照组比较，在不同浓度下(12.5、25、50μmol/L)均可见细胞数量减少，平板克隆形成实验也提示美迪紫檀素可抑制肝癌细胞的克隆形成数量(P<0.05)。蛋白质互作网络构建和功能富集分析结果，美迪紫檀素作用靶点富集于细胞周期调控信号通路；细胞周期流式结果，美迪紫檀素使HepG2细胞周期阻滞在G2/M期，并伴随着p53蛋白的积累和周期调节蛋白cdc2的下调(P<0.05);然而美迪紫檀素诱导G2/M期，细胞周期阻滞的作用可被p53抑制剂逆转，与此同时，美迪紫檀素无法在Hep3B(p53缺失型)和p53敲除的HCT116细胞中诱导细胞发生G2/M期阻滞，一致表明p53在美迪紫檀素诱导G2/M期周期阻滞的关键作用。结论 美迪紫檀素可抑制肝癌细胞增殖，其抗癌效应与p53依赖性G2/M期细胞周期阻滞密切有关。

关键词

美迪紫檀素 / 细胞周期 / p53 / 肝癌细胞

基金资助

国家自然科学基金项目(No.U22A20374); 东盟杰出青年科学家工作项目(No.ATYSP2023003)