桑黄酮抑制食管癌的综合分析:通过网络药理学、分子动力学模拟和体外验证

Integrated analysis of Morusin inhibiting esophageal cancer via network pharmacology molecular dynamics simulation and in vitro validation.

作者信息Miyuan Yang, Quanneng Zhao, Zhihua Zuo, Lei Xu, Xiaowu Zhong, Fan Yang, Jiang Zhu, Xiaolan Guo, Qiang Ma
PMID41870738
发布时间2026-03-23
DOI10.1007/s12672-026-04839-y

实验完整度

中

包含网络药理学、分子对接与动力学模拟,以及体外细胞实验(CCK-8、Transwell、伤口愈合、Western blot),但缺乏体内动物模型验证。

主要模型

食管癌细胞系KYSE150 食管癌细胞系TE1 正常食管上皮细胞系Het-1A

重点核对

Morusin浓度:10 µM 处理时间:24 h(迁移/侵袭)、48 h(凋亡/通路蛋白) 细胞系:KYSE150、TE1、Het-1A Western blot抗体:抗PARP、Cleaved PARP、Caspase-3等 统计方法:one-way ANOVA或Kruskal-Wallis检验,p<0.05

摘要

食管癌(EC)是一种以高发病率和死亡率为特征的恶性肿瘤,其复杂的发病机制需要制定有效的治疗策略。在本研究中,我们通过网络药理学、分子动力学(MD)模拟和体外实验,研究了桑黄酮(Morusin)对EC的抗癌作用及其潜在机制。转录组分析确定了3,540个差异表达基因作为EC的潜在治疗靶点,而使用SWISSprediction数据库预测了桑黄酮的潜在靶点。交集分析揭示了21个共同基因,这些可能代表桑黄酮在EC治疗中的关键靶点。使用STRING数据库构建了蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,并在Cytoscape 3.8.0中进行分析,确定MAPK3、PTGS2和HSP90AA1为核心枢纽基因。GO富集分析表明,桑黄酮抗EC活性涉及的生物学过程主要包括肽基丝氨酸磷酸化、肽基丝氨酸修饰和衰老。细胞组分主要与黏着斑、细胞-基质连接和小窝相关,而分子功能富集在蛋白丝氨酸激酶活性、蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶活性、蛋白丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶活性以及MAP激酶激酶活性。KEGG通路富集提示桑黄酮可能通过HIF-1信号通路、前列腺癌和血清素能突触通路发挥作用。分子对接和MD模拟表明桑黄酮与ERK1(MAPK3)和MEK1稳定结合。体外实验显示,10 µM桑黄酮显著抑制EC细胞(KYSE150和TE1)的增殖,而对正常食管上皮细胞(Het-1A)无明显细胞毒性。此外,Transwell和伤口愈合实验证实桑黄酮抑制EC细胞的迁移和侵袭。Western blot分析显示,桑黄酮处理降低了Bcl-2的表达,增加了cleaved-caspase3/caspase3、cleaved-PARP/PARP和Bax的水平,同时p-MEK1/2、p-MAPK3和p-ERK2显著下调。总之,这些发现表明桑黄酮通过抑制MAPK信号通路抑制EC细胞的增殖、迁移和侵袭,并诱导细胞凋亡。

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
桑黄酮能否抑制食管癌,其潜在机制是什么?
核心机制
桑黄酮通过抑制MAPK信号通路,下调p-MEK1/2、p-MAPK3和p-ERK2,进而抑制细胞增殖、迁移和侵袭,并诱导凋亡。
主要证据
分子对接和MD模拟显示桑黄酮与ERK1和MEK1稳定结合;体外实验(CCK-8、Transwell、伤口愈合、Western blot)证实其抑制细胞活力、迁移和侵袭,并调节凋亡相关蛋白表达。
研究意义
为桑黄酮作为天然MAPK抑制剂用于食管癌靶向治疗提供理论依据。

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

靶点筛选与网络药理学分析

预测桑黄酮治疗食管癌的潜在靶点和关键通路。

基于GSE13898转录组数据筛选差异表达基因,通过SwissTargetPrediction预测桑黄酮靶点,取交集获得21个共同靶点,构建PPI网络并识别核心枢纽基因,进行GO和KEGG富集分析。

2

分子对接与分子动力学模拟

评估桑黄酮与关键靶蛋白ERK和MEK的结合亲和力和动态稳定性。

从PDB数据库获取受体蛋白结构,优化配体,使用AutoDock Tools进行分子对接,并利用Gromacs进行100 ns分子动力学模拟。

3

体外细胞活力检测

检测桑黄酮对食管癌细胞和正常细胞活力的影响。

使用CCK-8法检测不同浓度桑黄酮处理后细胞的活力。

4

细胞迁移和侵袭能力评估

评估桑黄酮对食管癌细胞迁移和侵袭能力的影响。

使用Transwell实验和伤口愈合实验检测细胞迁移能力。

5

凋亡相关蛋白检测

检测桑黄酮对细胞凋亡相关蛋白表达的影响。

通过Western blot检测凋亡标志物表达水平。

6

MAPK通路蛋白磷酸化检测

检测桑黄酮对MAPK通路关键蛋白磷酸化的影响。

通过Western blot检测p-MEK1/2、p-MAPK3、p-ERK2等蛋白表达。

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
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素混合液Thermo Fisher Scientific--
CCK-8检测试剂Beyotime Biotechnology--
PVDF膜Merck KGaAIPVH00010
ECL试剂盒AdvanstaK-12043-D10
Bax抗体文中未明确说明D2E11
磷酸化ERK1抗体文中未明确说明sc-7976
ERK1抗体文中未明确说明sc-7976
磷酸化MEK1/2抗体文中未明确说明166F8
MEK1/2抗体文中未明确说明D1A5
PARP抗体文中未明确说明46D11
Cleaved PARP抗体文中未明确说明Asp214
Caspase-3抗体文中未明确说明D3R6Y
Cleaved Caspase-3抗体文中未明确说明Asp175

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
细胞系来源、培养基(DMEM)、血清浓度(10% FBS)、抗生素浓度(1% PS)、培养条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:Methods: Cell culture
CCK-8实验
细胞密度(2×10³/孔)、Morusin浓度(5, 10, 15, 20 µM)、检测波长(450 nm)
阅读提示:Methods: CCK-8 assay; Fig. 4A
Transwell实验
细胞密度(2×10⁴/孔)、下室血清浓度(20% FBS)、处理时间(48 h)、染色(0.1%结晶紫)
阅读提示:Methods: Transwell assay; Fig. 4B
伤口愈合实验
划痕宽度(10 µL枪头)、处理时间(24 h)、血清饥饿(12 h)
阅读提示:Methods: Wound healing assay; Fig. 4C
Western blot
Morusin浓度(10 µM)、处理时间(48 h)、抗体稀释比例(1:2000 primary, 1:1000 secondary)
阅读提示:Methods: Western blot analysis; Fig. 5, Fig. 6