基于生物信息学分析、分子对接和体外研究的柴胡皂苷D抗腔面A型乳腺癌的潜在机制

The potential mechanism of Saikosaponin D against luminal A breast cancer based on bioinformatical analysis, molecular docking and in vitro studies.

作者信息Lichang Yang, Ru Chang, Jianzhen Pan, Shan Huang
PMID40708058
期刊Hereditas
发布时间2025-07-24
DOI10.1186/s41065-025-00510-8

实验完整度

包含体外细胞实验(增殖、周期、凋亡)、生物信息学靶点预测、分子对接与动力学模拟,及ESR1过表达回复实验,但缺乏体内动物模型验证。

主要模型

MCF-7细胞系 T-47D细胞系

重点核对

SSD浓度(MCF-7: 7 µM,T-47D: 9 µM,IC50分别为7.31±0.63 µM和9.06±0.45 µM) 细胞系:MCF-7(MEM+0.01 mg/ml胰岛素+10% FBS+1% P/S),T-47D(DMEM+10% FBS+1% P/S) 处理时间:增殖、周期、凋亡实验均为48小时,mRNA表达为24小时 对照:Sham组用含DMSO的培养基处理 重复数:至少三次独立实验

摘要

背景:柴胡皂苷D(SSD)已被证明具有最强的抗肿瘤活性。本研究旨在探讨柴胡皂苷D(SSD)对雌激素受体阳性乳腺癌的作用及潜在分子机制。方法:用一系列浓度的SSD处理MCF-7和T-47D细胞系。进行生长、细胞周期分布和凋亡试验。接下来,预测了SSD抗乳腺癌的潜在靶点。从HERB数据库和PharmMapper服务器收集SSD的靶点,并根据度进行展示。结果:MCF-7和T-47D癌细胞活力呈剂量依赖性下降,半数抑制浓度分别为7.31±0.63 µM和9.06±0.45 µM。SSD处理降低细胞增殖,阻滞细胞周期于G1期,并诱导细胞凋亡。SSD抗乳腺癌的潜在靶点有227个,其中ESR1是核心基因。SSD处理可降低雌激素受体α(ERα)、细胞周期蛋白D1(CCND1)和原癌基因c-Myc(c-Myc)的蛋白水平。结论:SSD可能对雌激素受体阳性乳腺癌具有治疗潜力,可能通过抑制ESR1发挥作用。

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
柴胡皂苷D(SSD)对雌激素受体阳性(腔面A型)乳腺癌的作用及潜在分子机制是什么?
核心机制
SSD可能通过靶向ESR1,进而下调其下游靶基因CCND1和c-Myc的表达,从而抑制细胞增殖、阻滞细胞周期并诱导凋亡。
主要证据
体外实验显示SSD处理MCF-7和T-47D细胞后降低细胞活力、抑制增殖、阻滞G1期并诱导凋亡;Western blot显示ERα、CCND1和c-Myc蛋白水平降低;分子对接显示SSD与ESR1结合;ESR1过表达逆转了SSD对细胞活力和凋亡的作用。
研究意义
研究为SSD在腔面A型乳腺癌中的作用和机制提供了体外证据,强调了SSD选择性靶向腔面A型乳腺癌细胞的抗癌潜力。

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

细胞活力及IC50测定

评估SSD对MCF-7和T-47D细胞的生长抑制作用并确定半数抑制浓度。

将细胞接种于96孔板,用不同浓度SSD处理48小时,CCK-8法检测OD值,计算IC50。

2

细胞增殖检测

观察SSD对MCF-7和T-47D细胞增殖的影响。

细胞用SSD处理后,在24、48、72小时用CCK-8试剂盒检测OD值。

3

细胞周期分析

探究SSD对细胞周期分布的影响。

SSD处理细胞48小时后,PI染色,流式细胞仪检测各周期细胞比例。

4

细胞凋亡检测

评估SSD诱导细胞凋亡的作用。

SSD处理细胞48小时后,Annexin V-FITC和PI染色,流式细胞仪检测凋亡细胞比例。

5

靶点预测与网络分析

预测SSD抗乳腺癌的潜在靶点并筛选核心靶点。

从HERB和PharmMapper收集SSD靶点,从GeneCards和DisGeNET收集乳腺癌相关基因,取交集;通过STRING构建PPI网络,CytoScape分析核心基因。

6

分子对接与动力学模拟

验证SSD与ESR1的结合能力及复合物稳定性。

利用AutoDock Vina进行分子对接,获得9个结合姿势,选择最佳姿势进行分子动力学模拟。

7

mRNA表达分析

检测SSD处理后ESR1 mRNA表达变化。

SSD处理细胞24小时后提取RNA,RT-qPCR检测ESR1 mRNA水平。

8

蛋白表达分析

检测SSD处理后ERα、CCND1和c-Myc蛋白水平变化。

SSD处理细胞后提取蛋白,Western blot检测各蛋白水平。

9

ESR1过表达回复实验

验证SSD的作用是否依赖于ESR1。

用ESR1 pcDNA转染细胞,检测过表达后细胞活力和凋亡的变化。

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
MEM培养基----
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素溶液----
胰岛素----
柴胡皂苷DNational Institutes for Food and Drug Control--
CCK-8试剂盒Beyotime Biotechnology--
碘化丙啶----
核糖核酸酶A----
Aurora CS流式细胞仪Cytek Biosciences--
Annexin V-FITC试剂Elabscience Biotechnology--
High Pure RNA提取试剂盒Roche--
SuperScript™ II逆转录酶Invitrogen--
ABI QuantStudio5实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
RIPA裂解液Santa Cruz Biotechnology--
Bio-Rad蛋白定量试剂盒Bio-Rad--
Immobilon PVDF膜Millipore--
抗雌激素受体α (F-10)抗体Santa Cruz Biotechnology--
细胞周期蛋白D1抗体Abcamab134175
c-Myc抗体Santa Cruz Biotechnology--
二抗Jackson Laboratories--
HERB数据库----
PharmMapper服务器----
GeneCards数据库----
DisGeNET数据库----
STRING平台----
CytoScape软件----
DAVID数据库----
RCSB蛋白质数据库----
Yinfo平台----
AutoDock Vina----

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
MCF-7培养基:MEM(含NEAA)+0.01 mg/ml胰岛素+10% FBS+1% P/S;T-47D培养基:DMEM+10% FBS+1% P/S;培养条件:37°C,5% CO2
阅读提示:Materials and methods, Cell culture
细胞活力及IC50测定
SSD浓度(1, 2, 5, 10, 20, 50, 100 µM),处理48小时,细胞密度5000/孔
阅读提示:Materials and methods, Cell viability assay
细胞增殖检测
SSD浓度:MCF-7用7 µM,T-47D用9 µM;处理24、48、72小时
阅读提示:Materials and methods, Cell viability assay, Proliferation
细胞周期分析
SSD处理48小时,PI染色(20 µg/mL),RNase A处理,37°C 30分钟
阅读提示:Materials and methods, Cell cycle analysis
细胞凋亡分析
SSD处理48小时,Annexin V-FITC染色,细胞数2×10^5
阅读提示:Materials and methods, Apoptosis analysis
mRNA表达分析
SSD处理24小时,RNA提取,RT-qPCR,引物ESR1和ACTB,2^−ΔΔCt法
阅读提示:Materials and methods, mRNA expression analysis
Western blot
细胞数5×10^5,抗体稀释:ERα 1:1000,CCND1 1:3000,c-Myc未明确;内参β-actin
阅读提示:Materials and methods, Western blot analysis