基于网络药理学和细胞实验探讨槲皮素干预乳腺癌的分子机制

摘要

目的 运用网络药理学和分子对接技术预测槲皮素干预乳腺癌的潜在分子机制，观察槲皮素对乳腺癌细胞增殖、迁移、上皮-间质转化(epithelia-mesenchymal transition, EMT)的影响，验证可能的信号通路。方法 运用Swiss Target Prediction、PubChem数据库预测槲皮素潜在作用靶点；通过OMIM、TTD、CTDbase和DisGeNET数据库获取乳腺癌相关靶点；取交集后获得两者的共同靶点，采用STRING分析靶点蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络，利用Cytoscape软件对PPI网络进行拓扑分析筛选核心靶点；使用DAVID数据库对交集靶点进行基因功能分析和通路富集分析；以关键信号通路上的相关蛋白为受体，槲皮素为配体，通过AutoDock vina软件进行分子对接验证；最后通过MDA-MB-468细胞建立乳腺癌体外模型，采用CCK-8法、细胞划痕和Transwell实验观察细胞增殖和迁移侵袭情况；采用Western blot检测增殖、凋亡、EMT相关蛋白的表达水平，以及关键信号通路上相关蛋白的磷酸化情况。结果 共得到槲皮素潜在靶点103个，乳腺癌相关靶点2 526个，药物-疾病交集靶点53个，PPI网络筛选得到核心靶点12个，富集到563个GO功能条目和109条信号通路。分子对接结果显示，槲皮素可以与相关蛋白良好对接。体外实验结果表明，槲皮素可以抑制乳腺癌细胞的增殖、迁移、侵袭及EMT;Western blot结果显示槲皮素能够降低PCNA、Bcl-2、p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT、p-mTOR/mTOR的表达水平(P<0.01,P<0.05),升高Bax的表达水平(P<0.01,P<0.05)。结论 槲皮素对乳腺癌的干预作用具有多靶点、多途径的特点，其机制可能与抑制PI3K-AKT-mTOR信号通路，诱导细胞凋亡有关。本实验可以为后续槲皮素的深入研究及临床应用提供科学依据。

关键词

槲皮素 / 乳腺癌 / 网络药理学 / PI3K-AKT-mTOR通路 / 实验验证

基金资助

温州市科技局项目(Y20180839)