HIF1A作为西黄丸通过调节去分化治疗甲状腺乳头状癌的靶点

HIF1A acts as target of XiHuang Pill in the treatment of papillary thyroid cancer by regulating dedifferentiation.

作者信息Xu-Zhe Yu, Wei-Li Zhu, Hua-Chun Qian, Chun-Jiang Sun
PMID40552073
发布时间2025-06-09
DOI10.3389/fchem.2025.1607067

实验完整度

包含网络药理学、分子对接、TCGA数据分析和体外细胞实验等多个独立证据层级,且具有功能验证和机制验证。

主要模型

TPC-1细胞系 IHH4细胞系 Nthy-ori 3-1正常甲状腺细胞系 TCGA队列(510例PTC患者和58例正常样本)

重点核对

XHP处理浓度:10、50、100 μmol/L HIF1A过表达质粒oe-HIF1A及对照oe-NC转染 CCK-8、集落形成、划痕愈合、Transwell实验检测增殖、迁移、侵袭 qRT-PCR和Western blot检测HIF1A、CD97、NIS、TG、TPO表达 TCGA数据中HIF1A高/低表达分组及生存分析

摘要

背景:甲状腺乳头状癌(PTC)是甲状腺癌中最常见的亚型,全球发病率呈上升趋势。尽管其总体预后良好,但复发和治疗耐药仍是临床管理中的挑战。中药,特别是西黄丸(XHP),已在多种肿瘤中显示出良好的抗癌潜力,但其在PTC中的分子机制仍不清楚。本研究旨在探讨XHP治疗PTC的靶点。方法:首先获取XHP的活性成分,并鉴定成分和PTC相关靶点,随后进行富集分析。构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络以确定关键成分和靶点,然后进行分子对接。基于TCGA数据分析关键靶点的预后作用、与分化的相关性以及免疫浸润水平。随后进行体外实验以验证HIF1A的作用。最后,评估临床特征与HIF1A的关联。结果:首先,132个共同靶点与XHP和PTC相关,富集于MAPK、PI3K-AKT和HIF-1信号通路。发现5个枢纽基因(CCND1、ESR1、AKT、HIF-1A、BCL2)和2种成分,它们之间具有良好的结合。AKT1和HIF1A在PTC中上调,且其高表达与不良预后相关(均P < 0.05)。此外,仅HIF1A在PTC晚期阶段上调,并与去分化显著相关(均P < 0.05)。HIF1A上调还与PTC中活化NK细胞丰度降低相关(均P < 0.05),而NK细胞丰度与分化水平呈正相关(P < 0.05)。HIF1A抑制PTC细胞分化,而XHP通过下调HIF1A抑制PTC进展并促进分化。最后,组织病理学类型和阳性淋巴结数量与HIF1A表达相关(均P < 0.05)。结论:本研究系统阐明了XHP发挥抗PTC作用的潜在机制,强调HIF1A是XHP通过调节去分化治疗PTC的有希望的靶点。这些发现为XHP在PTC中的应用提供了科学依据。

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
西黄丸治疗甲状腺乳头状癌的分子靶点及其作用机制是什么?
核心机制
XHP通过下调HIF1A表达,抑制PTC细胞增殖、迁移、侵袭,并促进分化,从而发挥抗肿瘤作用。
主要证据
体外实验显示,XHP处理TPC-1细胞可下调HIF1A并促进分化,而HIF1A过表达可逆转XHP的抑癌和促分化作用。
研究意义
研究为XHP在PTC治疗中的应用提供了科学依据,并提示HIF1A是潜在的治疗靶点,可通过调节去分化发挥作用。

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

网络药理学分析

鉴定XHP活性成分与PTC的共同靶点,并构建PPI网络。

通过TCMSP获取XHP活性成分,Swiss Target Prediction预测靶点,GeneCard和DisGeNET获取PTC相关基因,Venn分析筛选共同靶点,STRING构建PPI网络。

2

GO和KEGG富集分析

探究共同靶点的功能富集。

利用R软件clusterProfiler包进行GO和KEGG富集分析,并用ggplot2可视化。

3

分子对接

验证核心成分与核心靶点的结合活性。

获取核心成分2D结构和靶点蛋白3D结构,使用Autodock 4进行分子对接,结合能< -1.5 kcal/mol视为有效。

4

TCGA数据临床相关性分析

评估核心靶点在PTC中的表达、预后、分期、分化和免疫浸润的关联。

基于TCGA数据(510例PTC,58例正常)比较表达,进行生存分析、分期比较、TDS相关性、免疫浸润分析(CIBERSORT)及XGBoost重要性排序。

5

体外细胞实验验证HIF1A功能

验证HIF1A在PTC细胞中的表达及其对分化的影响。

检测正常甲状腺细胞系和PTC细胞系中HIF1A表达,并在TPC-1细胞中转染oe-HIF1A,检测分化标志物(CD97、NIS、TG、TPO)表达。

6

体外细胞实验验证XHP作用

评估XHP对TPC-1细胞恶性表型和分化的影响。

用不同浓度XHP处理TPC-1细胞,检测细胞活力、增殖、迁移、侵袭,以及HIF1A和分化标志物表达。

7

反馈验证XHP通过HIF1A发挥作用

验证XHP是否通过下调HIF1A来抑制恶性表型和促进分化。

在XHP处理的TPC-1细胞中过表达HIF1A,观察对增殖、迁移、侵袭和分化的影响。

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----
Effectene转染试剂QIAGEN--
RNeasy Plus Mini试剂盒QIAGEN--
QuantiTect逆转录试剂盒QIAGEN--
Heiff UNICON Universal Blue qPCR SYBR Green预混液Yisheng Biotechnology--
LightCycler 480系统Roche--
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Yisheng--
HIF1A抗体HuabioER 1802-41
CD97抗体HuabioHA722563
NIS抗体Proteintech24324-1-AP
TG抗体Proteintech21714-1-AP
TPO抗体Abcamab109383
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
HRP标记二抗ProteintechSA00010-2
ECL化学发光试剂Thermo Fisher Scientific--

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
细胞培养与处理
细胞系来源(Nthy-ori 3-1, TPC-1, IHH4),培养基和添加物(RPMI-1640+10%FBS+1%P/S),培养条件(37°C, 5% CO2),XHP处理浓度(10/50/100 μmol/L)
阅读提示:Methods 2.8 Cell culture and treatment
细胞转染
转染试剂(Effectene,QIAGEN),细胞接种密度(1.5×10^5/孔),转染后孵育时间(24h)
阅读提示:Methods 2.9 Cell transfection
CCK-8实验
细胞密度(2000细胞/孔),检测时间点(12/24/48/72h),CCK-8试剂用量(10μL),孵育时间(3h)
阅读提示:Methods 2.10 CCK-8 assay
集落形成实验
细胞密度(800细胞/孔),培养时间(7-14天),结晶紫浓度(0.5%)
阅读提示:Methods 2.11 Colony formation assay
划痕愈合实验
细胞密度(5×10^5/孔),划痕后培养基(无血清RPMI-1640),观察时间(0h和24h)
阅读提示:Methods 2.12 Wound healing analysis
Transwell侵袭实验
Matrigel预包被,细胞密度(2×10^4),上室无血清,下室含10%FBS,孵育时间(24h)
阅读提示:Methods 2.13 Transwell analysis for invasion
qRT-PCR
RNA提取试剂盒(RNeasy Plus Mini),逆转录试剂盒(QuantiTect),qPCR试剂(SYBR Green),循环条件(95°C 30s, 40×95°C 3s, 60°C 20s),内参(GAPDH)
阅读提示:Methods 2.14 Quantitative real-time PCR
Western blot
RIPA裂解液,BCA定量,抗体及稀释比例(文中未明确),ECL显色
阅读提示:Methods 2.15 Western blotting
统计分析
统计方法(t检验,方差分析,Tukey检验),显著性水平(P<0.05),软件(GraphPad Prism 10.1.3)
阅读提示:Methods 2.16 Statistical analysis