通过网络药理学和实验验证研究夏枯草抗急性淋巴细胞白血病的机制

Investigating the Mechanisms of Prunella vulgaris against Acute Lymphoblastic Leukemia through Network Pharmacology and Experimental Validation.

作者信息Xueqing Xu, Sutao Zhou, Chuxuan Li, Xuntao Liu, Xinran Cao, Xia Wang, Bin Zhang
PMID41696298
期刊ACS Omega
发布时间2026-01
DOI10.1021/acsomega.5c09488

实验完整度

研究包含网络药理学预测、分子对接和体外细胞实验(CCK-8、流式凋亡、线粒体膜电位、caspase-9活性、Western blot及SC79救援实验),但缺乏体内模型、直接结合实验和原代细胞验证。

主要模型

CEM细胞(T-ALL细胞系) NALM-6细胞(B-ALL细胞系)

重点核对

夏枯草中槲皮素浓度:CEM 30, 40, 50 μM;NALM-6 10, 20, 30 μM 处理时间:48小时 AKT激活剂SC79浓度:4 μM 细胞接种密度:5×10^5 cells/mL 统计方法:单因素方差分析(Dunnett或Tukey检验),P<0.05

摘要

目的:本研究采用网络药理学、分子对接和细胞实验相结合的综合方法,研究夏枯草对急性淋巴细胞白血病(ALL)细胞凋亡的潜在机制。方法:从公共数据库获取夏枯草的活性成分及其潜在靶点,以及与ALL相关的靶基因。鉴定交集靶点,并通过蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络分析筛选核心基因。对共同靶点进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。构建夏枯草-活性成分-靶点-KEGG通路网络,以识别关键生物活性成分。进行分子对接以评估活性化合物与核心靶点之间的结合亲和力。最后,通过体外实验验证网络药理学预测的结果。结果:PPI分析确定了夏枯草抗ALL的五个核心基因:CASP3、TNF、IL6、TP53和AKT1。GO和KEGG分析揭示其机制主要涉及凋亡信号通路、Bcl-2家族蛋白复合物、PI3K/AKT和p53通路的调控。网络分析表明槲皮素是夏枯草抗ALL的核心活性成分。分子对接显示槲皮素与所有五个核心靶点均具有强结合亲和力。细胞实验进一步证实,槲皮素可抑制ALL细胞增殖并诱导线粒体途径介导的凋亡,可能通过调节PI3K/AKT和p53通路实现。结论:本研究揭示槲皮素作为夏枯草的关键活性成分,通过调节PI3K/AKT/p53轴并诱导线粒体凋亡来介导其抗ALL活性。这些发现为夏枯草治疗ALL提供了可靠的实验依据。

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
夏枯草及其关键活性成分槲皮素是否能够抑制ALL细胞增殖并诱导凋亡,其潜在分子机制是什么?
核心机制
槲皮素通过抑制PI3K/AKT通路(降低p-AKT水平)并激活p53通路,进而调节Bcl-2家族蛋白和caspase级联,诱导线粒体途径介导的凋亡。
主要证据
网络药理学和分子 docking 揭示槲皮素与核心靶点强结合;体外实验证实槲皮素降低CEM和NALM-6细胞活力,诱导凋亡,增加cleaved Caspase-3/9和Bax表达,降低Bcl-2,降低线粒体膜电位,并促进caspase-9活性;SC79救援实验部分逆转这些效应。
研究意义
研究结果表明槲皮素是夏枯草抗ALL的关键活性成分,为开发以槲皮素或夏枯草为基础的ALL治疗策略提供了理论依据。

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

网络药理学预测

筛选夏枯草抗ALL的活性成分、作用靶点和相关通路。

从TCMSP数据库筛选夏枯草活性成分,从GeneCards和OMIM获取ALL靶点,取交集,构建PPI网络分析核心靶点,进行GO和KEGG富集分析。

2

分子对接验证

验证活性成分与核心靶点之间的结合亲和力。

从PubChem获取配体结构,从PDB获取受体结构,使用AutoDock Vina进行分子对接

3

细胞增殖抑制实验

评估槲皮素对ALL细胞活力的影响。

CCK-8法检测不同浓度槲皮素处理不同时间后的细胞活力,并计算IC50。

4

细胞凋亡检测

验证槲皮素是否诱导ALL细胞凋亡。

流式细胞术使用Annexin V-PE/7-AAD染色检测凋亡率。

5

线粒体途径验证

验证凋亡是否通过线粒体途径介导。

检测caspase-9活性和线粒体膜电位变化,Western blot检测Bcl-2、Bax、cleaved Caspase-3/9的表达。

6

机制通路验证

验证槲皮素是否通过调控PI3K/AKT和p53通路发挥作用。

Western blot检测AKT、p-AKT、p53蛋白水平,并使用AKT激活剂SC79进行rescue实验。

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
CEM细胞系Wuhan Procell Life Science and Technology Co., Ltd.--
NALM-6细胞系Wuhan Procell Life Science and Technology Co., Ltd.--
CCK-8试剂盒Beijing Livning Biotech Co., Ltd.--
PE Annexin V凋亡试剂盒BD Bioscience--
RIPA裂解液Biotime Biotechnology Research Institute--
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Biotime Biotechnology Research Institute--
5× SDS-PAGE上样缓冲液Biotime Biotechnology Research Institute--
BCA蛋白定量试剂盒Biotime Biotechnology Research Institute--
Caspase-9活性检测试剂盒Biotime Biotechnology Research Institute--
线粒体膜电位检测试剂盒Beijing Solabio Life Sciences--
Bax抗体Cell Signaling TechnologyCat#5023
Bcl-2抗体Cell Signaling TechnologyCat#4223
p53抗体Cell Signaling TechnologyCat#2527
cleaved Caspase-3抗体Cell Signaling TechnologyCat#9664
p-AKT抗体Cell Signaling TechnologyCat#4060
Caspase-9抗体Shenyang Wanlei Biotechnology Co., Ltd.Cat#WL03421
AKT抗体Wuhan Sanying Biotechnology Co., Ltd.Cat#10176-2-AP
GAPDH抗体Biotime Biotechnology Research InstituteCat#AF1186
β-actin抗体Beijing Solabio Life SciencesCat#K200058M
槲皮素Chengdu Herbpurify Co., Ltd.--
SC79----

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
CEM和NALM-6细胞使用专用培养基,在37°C、5% CO2条件下培养;离心条件为1000 rpm,3分钟。
阅读提示:Materials and Methods, Cell Culture
药物处理
槲皮素浓度:CEM使用30, 40, 50 μM;NALM-6使用10, 20, 30 μM;处理时间48小时。
阅读提示:Materials and Methods, Cell Viability Assay and Apoptosis Assay
细胞活力检测
细胞接种密度:5×10^5 cells/mL;CCK-8试剂盒孵育3小时;检测波长450 nm。
阅读提示:Materials and Methods, Cell Viability Assay
凋亡检测
Annexin V-PE和7-AAD各5 μL,1× binding buffer 100 μL,孵育20分钟(避光)。
阅读提示:Materials and Methods, Apoptosis Assay
线粒体膜电位检测
细胞总数调整至1×10^5至6×10^5;JC-1工作液0.5 mL,37°C孵育20分钟;洗涤两次。
阅读提示:Materials and Methods, Mitochondrial Membrane Potential Assay
Caspase-9活性检测
细胞裂解:冰上15分钟;离心16,000 rpm,10分钟,4°C;检测波长405 nm。
阅读提示:Materials and Methods, Caspase-9 Activity Assay
Western blot
蛋白上样量25 μg;PVDF膜;一抗稀释比例如文中;ECL显色。
阅读提示:Materials and Methods, Western Blot Analysis