探究柴胡皂苷A治疗前列腺癌的多靶点机制:网络药理学与分子对接方法

Exploring the multi-targeted mechanism of Saikosaponin A in prostate cancer treatment: a network pharmacology and molecular docking approach.

作者信息Genbao Zhu, Zhiming Jiang, Niuping Zhu, Donghui Wang, Tianpeng Guo, Yiqing Meng, Yi Zhu, Kemeng Tan, Mengxue Hu, Heng Tang, Xuannian Wang
PMID39995416
发布时间2025-02-10
DOI10.3389/fphar.2025.1530715

实验完整度

包含网络药理学预测、分子对接和体外细胞实验(CCK-8、划痕、Transwell、流式、qPCR、Western blot),但缺乏体内动物实验验证。

主要模型

PC3细胞(人前列腺癌细胞系)

重点核对

SSA处理浓度梯度:0、15、30、50、100 μM(CCK-8),后续实验采用0、15、30 μM 处理时间:24小时 细胞模型:PC3细胞系(Pricella, CL-0185) 分子对接结合能阈值:低于-6 kcal/mol 统计学:三次独立重复,P<0.05为显著

摘要

背景:前列腺癌(PCa)是男性中常见的恶性肿瘤之一。它可进展为去势抵抗性前列腺癌(CRPC),后者治疗难度显著增加。柴胡皂苷A(SSA)是一种从柴胡属植物中提取的三萜皂苷,具有多种药理作用,包括抗炎和抗肿瘤作用。然而,SSA在前列腺癌治疗中的作用机制仍不清楚。方法:本研究采用网络药理学方法从药物和疾病相关数据库中识别相关靶点,并使用Venny2.1进行交集分析,构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络。接着,进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,以阐明相关的生物学功能和信号通路。同时,使用Autodock软件进行核心靶点与SSA的分子对接。最后,进行体外实验进行验证。结果:本研究至少确定了四个关键靶点,即BCL2凋亡调节因子(BCL2)、雌激素受体1(ESR1)、缺氧诱导因子1亚基α(HIF1A)和信号转导与转录激活因子3(STAT3),分子对接分析显示SSA能与这些靶点稳定结合。此外,体外实验结果显示,SSA以剂量依赖性方式显著抑制PC3细胞的增殖和迁移能力。最后,SSA还诱导PC3细胞G1期阻滞和凋亡,进一步凸显其在前列腺癌治疗中的潜在作用。结论:本研究揭示SSA通过靶向多条通路在前列腺癌中发挥抗肿瘤作用,为其作为前列腺癌治疗候选药物提供了理论参考。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SSA治疗前列腺癌的潜在分子机制是什么?
核心机制
SSA通过抑制PI3K/AKT信号通路,下调BCL2、HIF1A和STAT3表达,上调ESR1表达,增加BAX/BCL2比值,从而诱导细胞凋亡和G1期阻滞。
主要证据
网络药理学和分子对接预测了四个核心靶点(BCL2、ESR1、HIF1A、STAT3),体外实验(CCK-8、划痕、Transwell、集落形成、流式、qRT-PCR、Western blot)验证了SSA对PC3细胞增殖、迁移、凋亡及靶点和通路的影响。
研究意义
SSA作为前列腺癌治疗的潜在候选药物,为临床前和临床研究的进一步开展奠定基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

网络药理学靶点预测

预测SSA和前列腺癌的潜在共同靶点。

从PubChem、SwissTargetPrediction和PharmMapper数据库获取SSA靶点,从GeneCards、OMIM和DisGeNET数据库获取前列腺癌靶点,取交集获得38个共同基因。

2

PPI网络构建与核心靶点筛选

识别共同靶点中的核心相互作用的靶点。

将38个共同靶点导入STRING数据库构建PPI网络,并使用Cytoscape 3.9.1进行可视化分析,选择degree值高的四个靶点(BCL2、ESR1、HIF1A、STAT3)。

3

GO和KEGG富集分析

阐明共同靶点参与的生物学功能和信号通路。

将共同靶点导入DAVID数据库进行GO和KEGG富集分析,选取前10个GO术语和前20条KEGG通路,可视化分析结果。

4

分子对接

验证SSA与核心靶点之间的结合亲和力。

从PubChem获取SSA结构,用ChemDraw和ChemBio3D优化,与从PDB获取的靶蛋白晶体结构在AutoDock中进行对接,评估结合能。

5

体外细胞实验验证

验证SSA对前列腺癌细胞增殖、迁移、凋亡和靶点表达的影响。

使用PC3细胞,通过CCK-8、划痕、Transwell、集落形成、流式细胞术、qRT-PCR和Western blot检测SSA处理后的细胞活力、迁移、增殖、周期、凋亡及目标基因和蛋白表达变化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
细胞计数试剂盒-8SolarbioCA1210
细胞周期试剂盒SolarbioCA1510
凋亡试剂盒SolarbioCA1040
CytoFlex流式细胞仪Beckman--
TRIzol试剂----
SYBR Green PCR试剂盒TaKaRa--
LightCycler480实时荧光定量PCR仪Roche--
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂----
磷酸酶抑制剂----
BCA蛋白定量试剂盒----
ESR1一抗Proteintech21244-1-AP
HIF1A一抗Proteintech20960-1-AP
STAT3一抗Proteintech10253-2-AP
BAX一抗Abcamab32503
BCL2一抗Abcamab182858
p-PI3K一抗CST17366
PI3K一抗CST4257
p-AKT一抗CST9271
AKT一抗CST9272
GAPDH一抗Abcamab8245
ECL化学发光检测系统----
GraphPad Prism(版本9)GraphPad--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
PC3细胞系,培养基为RPMI 1640,添加10% FBS和1%青霉素-链霉素,37°C、5% CO2培养
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and cell viability assay
药物处理
SSA浓度(0, 15, 30, 50, 100 μM),处理时间24小时
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and cell viability assay; Results: SSA inhibits prostate cancer cell proliferation
细胞活力检测
CCK-8试剂,450nm波长检测,IC50计算
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and cell viability assay; Results: Figure 5A
细胞迁移和增殖实验
划痕实验、Transwell实验、集落形成实验,SSA浓度0, 15, 30 μM
阅读提示:Materials and methods: Wound healing, colony formation, and transwell assays; Results: Figure 5B-D
细胞周期和凋亡分析
流式细胞术,使用细胞周期试剂盒和凋亡试剂盒
阅读提示:Materials and methods: Flow cytometry analysis; Results: Figure 5E-F
基因表达分析
qRT-PCR,引物序列见表1,内参GAPDH,2^-ΔΔCt方法
阅读提示:Materials and methods: qRT-PCR assay; Table 1
蛋白表达分析
Western blot,30 μg蛋白每样本,抗体稀释比例和来源
阅读提示:Materials and methods: Western blot; Results: Figure 6B-C
统计分析
三次独立重复,均值±标准差,非配对t检验或单因素方差分析,P<0.05
阅读提示:Materials and methods: Statistical analysis