汉黄芩素通过PI3K/AKT信号通路抑制催乳素瘤的增殖

Wogonin inhibits the proliferation of prolactinoma through the PI3K/AKT signaling pathway.

作者信息Zhiyong Du, Cuiping Sun, Jiawei Wu, Hongwei Gao, Jialong Wu, You Zhou, Xuechao Wu, Liping Shen, Qing Wang
PMID40444042
发布时间2025-05-15
DOI10.3389/fphar.2025.1546285

实验完整度

包含网络药理学预测、分子对接、体外细胞实验(CCK-8、克隆形成、Western blot、ELISA)和体内裸鼠异种移植瘤模型验证,具有多层级实验证据。

主要模型

大鼠垂体瘤细胞系MMQ 大鼠垂体瘤细胞系GH3 BALB/c裸鼠皮下异种移植瘤模型

重点核对

汉黄芩素处理浓度和时间:GH3细胞0、30、60、120μM;MMQ细胞0、50、100、200μM,处理72小时 细胞活力检测使用CCK-8试剂盒,细胞接种密度为每孔1×10^4细胞,五个复孔 体内实验:BALB/c裸鼠皮下注射约1.0×10^7个GH3细胞,肿瘤体积达2-4mm后随机分为4组(n=5) 给药方案:汉黄芩素120mg/kg/天灌胃,溴隐亭1mg/kg/天灌胃,连续14天 Western blot检测p-PI3K、p-AKT、Bax、cleaved caspase-3和cleaved caspase-9,以GAPDH为内参,n=5

摘要

目的:本研究旨在通过网络药理学、分子对接和分子生物学实验,探讨汉黄芩素对催乳素瘤的抑制作用并阐明其潜在机制。方法:利用相关数据库进行汉黄芩素和催乳素瘤的靶点鉴定,随后通过STRING数据库对交集靶点进行蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)分析。利用基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)方法进行功能和通路富集分析。从PPI网络中识别出枢纽基因,并利用分子对接评估汉黄芩素与枢纽靶点之间的结合模式和相互作用强度。通过网络药理学发现进一步通过体内和体外实验进行验证。结果:共鉴定出137个汉黄芩素药物靶点和3,942个催乳素瘤疾病靶点,其中37个为重叠靶点。筛选出9个枢纽基因,包括KDR、EGFR、BCL2、IL6、ESR1、MYC、CCL2、PTGS2和ESR2。GO和KEGG分析显示汉黄芩素与多个关键信号级联密切相关。分子对接分析证实汉黄芩素与已鉴定的枢纽靶点之间存在强结合相互作用。细胞实验表明,汉黄芩素以时间和浓度依赖性方式抑制催乳素瘤细胞增殖并触发细胞凋亡,主要通过抑制PI3K/AKT信号级联实现。动物研究进一步表明,汉黄芩素显著抑制肿瘤生长并增强催乳素瘤对溴隐亭的敏感性。结论:这些发现表明汉黄芩素通过多靶点和信号级联发挥其抗催乳素瘤作用,为新型抗催乳素瘤药物的开发和筛选奠定了坚实的科学基础。

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
本研究旨在探讨汉黄芩素对催乳素瘤的抑制作用及其潜在分子机制。
核心机制
汉黄芩素通过抑制PI3K/AKT信号通路的磷酸化,进而抑制细胞增殖并促进凋亡。
主要证据
体外实验显示汉黄芩素抑制GH3和MMQ细胞增殖、克隆形成及PRL分泌(MMQ细胞),并诱导凋亡(Bax、cleaved caspase-3/9上调)且降低p-PI3K/p-AKT水平;体内异种移植瘤模型证明汉黄芩素抑制肿瘤生长,与溴隐亭联用增强效果,并降低Ki-67、p-PI3K和p-AKT表达。
研究意义
汉黄芩素作为治疗催乳素瘤的潜在安全有效药物,为未来药物开发和临床治疗策略提供了新途径。

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与通路富集分析

识别汉黄芩素治疗催乳素瘤的潜在靶点及主要信号通路。

检索TCMSP、SwissTargetPrediction、STITCH数据库获取药物靶点;从GEO数据库获取GSE119063数据集、GeneCards和PharmGKB获取疾病靶点,取交集后构建PPI网络并识别9个Hub基因;进行GO和KEGG富集分析。

2

分子对接验证

验证汉黄芩素与Hub靶点的结合亲和力和稳定性。

利用AutoDockTools进行分子对接,汉黄芩素分别与9个Hub靶点(BCL2、CCL2、EGFR、ESR1、ESR2、IL6、KDR、MYC、PTGS2)进行对接,结合能范围为-3.83至-6.67 kcal/mol。

3

体外细胞活力与克隆形成实验

评估汉黄芩素对催乳素瘤细胞增殖和克隆形成能力的影响。

使用GH3和MMQ细胞,以不同浓度汉黄芩素处理不同时间,通过CCK-8检测细胞活力;GH3细胞进行克隆形成实验(0、30、60、120μM),观察克隆形成数量。

4

Western blot分析信号通路蛋白和凋亡相关蛋白

验证汉黄芩素对PI3K/AKT通路磷酸化及凋亡蛋白表达的影响。

分别用不同浓度汉黄芩素处理GH3和MMQ细胞72小时后,提取蛋白,检测p-PI3K、p-AKT、Bax、cleaved caspase-3、cleaved caspase-9的表达水平。

5

ELISA检测PRL分泌

评估汉黄芩素对催乳素瘤细胞催乳素分泌的影响。

收集汉黄芩素处理72小时后的GH3和MMQ细胞上清,使用大鼠PRL ELISA试剂盒检测PRL浓度。

6

体内异种移植瘤模型

评估汉黄芩素在体内对催乳素瘤生长的影响及其与溴隐亭的联合作用。

将GH3细胞皮下注射入BALB/c裸鼠,建立异种移植瘤模型,肿瘤形成后随机分4组,分别给予汉黄芩素、溴隐亭或联合治疗,测量肿瘤体积和重量,并通过免疫组化检测Ki-67、p-PI3K和p-AKT表达。

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
汉黄芩素Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.W820521-50 mg
溴隐亭Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.B860726-50 mg
Ham's F12K培养基Wuhan Procell Life Science and Technology Co., Ltd.--
马血清Wuhan Procell Life Science and Technology Co., Ltd.--
胎牛血清Wuhan Procell Life Science and Technology Co., Ltd.--
青霉素-链霉素Wuhan Procell Life Science and Technology Co., Ltd.--
抗GAPDH抗体Affinity BiosciencesT0004
抗PI3K抗体Affinity BiosciencesAF6242
抗AKT抗体Affinity BiosciencesAF6261
抗Bax抗体Affinity BiosciencesAF0120
抗磷酸化PI3K抗体ImmunoWay BiotechnologyYP0224
抗磷酸化AKT抗体Cell Signaling Technology4060T
抗裂解Caspase-3抗体Cell Signaling Technology9661S
抗裂解Caspase-9抗体Cell Signaling Technology9507S
CCK-8试剂盒Melone Pharmaceutical Co., Ltd.MAO218
ELISA试剂盒BioswampRA20563
Multiskan FC酶标仪Thermo Scientific--
Tanon-4600Shanghai, China--

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
鼠垂体瘤细胞系MMQ和GH3;培养条件:Ham's F12K培养基,15%马血清,2.5%胎牛血清,1%青霉素-链霉素,37°C,5% CO2
阅读提示:2.8 Cell culture
细胞活力检测(CCK-8)
细胞接种密度1×10^4细胞/孔,5个复孔;处理浓度和时间(24、48、72小时);汉黄芩素浓度范围(0-200μM);CCK-8试剂盒检测,OD值于450nm读取
阅读提示:2.9 Cell viability assay
克隆形成实验
GH3细胞接种密度1,000-2,000细胞/孔,6孔板,3个复孔;处理浓度(0、30、60、120μM);培养14-21天,每4-5天换液
阅读提示:2.10 Colony formation assay
ELISA
细胞接种密度1×10^5细胞/孔,6孔板,3个复孔;处理时间72小时;处理浓度:GH3细胞0、30、60、120μM,MMQ细胞0、50、100、200μM;使用大鼠PRL ELISA试剂盒
阅读提示:2.11 Enzyme-linked immunosorbent assay
Western blot
处理时间72小时;处理浓度:GH3细胞0、30、60、120μM,MMQ细胞0、50、100、200μM;蛋白质提取后BCA定量,SDS-PAGE上样;一抗孵育条件;独立重复5次
阅读提示:2.12 Western blot analysis
体内动物实验
雌性BALB/c裸鼠(4-6周龄,n=20);皮下注射GH3细胞(约1.0×10^7);随机分为对照组、汉黄芩素组(120mg/kg/day灌胃)、溴隐亭组(1mg/kg/day灌胃)、联合组;持续14天;检测肿瘤体积和重量;免疫组化检测Ki-67、p-PI3K、p-AKT
阅读提示:2.13 Tumor cell xenograft nude mouse models; 2.14 Immunohistochemistry