生物碱驱动的雷公藤多苷多靶点协同通过协调抑制PTPN11/EGFR/JAK信号克服卵巢癌顺铂耐药

Alkaloid-driven multi-target synergy of Tripterygium wilfordii polyglycosides overcomes cisplatin resistance in ovarian cancer by coordinated inhibition of PTPN11/EGFR/JAK signaling.

作者信息Bing Lin, Minxin Zhang, Ying Wang
PMID41181611
发布时间2025-10-17
DOI10.3389/fphar.2025.1686526

实验完整度

包含化学分析、网络预测、分子对接模拟及体外细胞功能实验,但缺乏动物模型或患者样本的体内验证。

主要模型

人卵巢癌SKOV3细胞 顺铂耐药A2780/DDP细胞

重点核对

TWP处理浓度:0、5、10、20 μg/mL 处理时间:24小时 细胞系:SKOV3和A2780/DDP 顺铂浓度:10 μM 重复次数:n=3独立实验,每个实验至少3个技术重复

摘要

目的:雷公藤多苷(TWP)是雷公藤(T. wilfordii Hook. f.)的标准化提取物,是中国食品药品监督管理局(现NMPA)批准用于炎症和自身免疫性疾病临床治疗的口服处方药。利用其现有的临床批准,阐明其抗肿瘤机制对于将其适应症扩展至肿瘤学具有很高的转化价值。本研究旨在明确TWP是否能克服卵巢癌顺铂耐药,并通过整合的“预测-验证”策略探索一个可能以其生物碱成分为中心的机制。方法:采用UPLC-QTOF-MS进行化学成分分析。网络药理学预测了推定的靶点,并通过GEO转录组数据集进行验证。通过分子对接和100 ns的MD模拟检查关键的生物碱-靶点相互作用。在顺铂耐药的A2780/DDP细胞中进行的体外实验(CCK-8、Annexin V-FITC/PI、Western blot)确认了表型和机制效应。结果:鉴定出38个成分,包括18个生物碱。通过网络-临床整合确定了5个核心靶点(EGFR、JAK1、JAK2、PTPN11、SRD5A1)。几种生物碱在网络中排名前列,表现出较强的预测结合亲和力(ΔG ≤ −7 kcal/mol),并在分子动力学模拟中形成稳定的复合物。在功能上,TWP降低了细胞活力,诱导了凋亡,使EGFR、JAK1/2和PTPN11去磷酸化,下调SRD5A1,并抑制PI3K-AKT、JAK-STAT和ERK-MAPK信号通路。结论:我们的研究结果表明,TWP中的生物碱可能发挥多靶点协同作用,破坏驱动卵巢癌顺铂耐药的关键生存通路。这些机制见解不仅合理化了其观察到的抗肿瘤活性,也支持其从已批准的抗炎药物向肿瘤治疗药物进行潜在的临床再利用。图形摘要关键词:雷公藤多苷、卵巢癌、顺铂耐药、网络药理学、多靶点治疗、生物碱。

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
TWP能否克服卵巢癌顺铂耐药,其机制是否主要由生物碱成分介导?
核心机制
TWP中的生物碱通过多靶点协同作用,抑制PTPN11/EGFR/JAK信号通路,进而协调抑制PI3K-AKT、JAK-STAT和ERK-MAPK下游通路,诱导凋亡并恢复顺铂敏感性。
主要证据
体外实验显示TWP降低A2780/DDP细胞活力、诱导凋亡,并去磷酸化EGFR、JAK1/2、PTPN11,下调SRD5A1,抑制下游通路;分子对接和MD模拟支持生物碱与核心靶点的稳定结合。
研究意义
研究为TWP从抗炎药物拓展至肿瘤治疗提供了机制依据,支持其作为多靶点抑制剂用于治疗铂耐药卵巢癌的潜在临床再利用。

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

化学成分鉴定

明确TWP的主要化学组成,特别是生物碱类成分。

使用UPLC/Q-TOF-MS对TWP进行定性分析,鉴定出38种成分,包括18种生物碱。

2

网络药理学预测靶点

预测TWP活性成分的潜在靶点并筛选与卵巢癌相关的交集靶点。

基于OB≥30%和DL≥0.18筛选出26个活性成分,使用SwissTargetPrediction预测靶点,并与GeneCards、OMIM、CTD数据库的卵巢癌相关基因取交集,得到242个重叠靶点。

3

构建网络并分析关键节点

识别TWP发挥抗卵巢癌作用的核心靶点和关键活性成分。

构建成分-靶点网络,并进行PPI网络分析,结合MCODE和CytoHubba确定hub基因,最终结合临床数据确定核心靶点。

4

临床转录组验证核心靶点

在临床样本中验证网络预测的核心靶点的差异表达。

分析四个GEO数据集(GSE18520, GSE26712, GSE27651, GSE54388),鉴定差异表达基因,并交叉参考hub基因,得出五个核心靶点。

5

分子对接与MD模拟

评估核心靶点与关键成分的结合亲和力和稳定性。

将网络拓扑排名前10的成分与五个核心靶点进行分子对接,并对最优复合物进行100 ns的全原子MD模拟。

6

体外验证TWP抗肿瘤活性

验证TWP在体外对卵巢癌细胞活力的影响。

用不同浓度TWP处理SKOV3和A2780/DDP细胞24小时,CCK-8法检测细胞活力。

7

验证凋亡诱导

验证TWP是否诱导顺铂耐药细胞凋亡。

通过Annexin V-FITC/PI流式细胞术和Western blot检测凋亡相关蛋白变化。

8

验证信号通路抑制

验证TWP对核心靶点及下游信号通路的影响。

Western blot检测TWP处理后EGFR、JAK1/2、PTPN11、SRD5A1及其磷酸化水平,以及Akt、STAT3、ERK1/2的磷酸化水平。

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----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
顺铂--15663-27-1
雷公藤多苷Jiangsu Meitong Pharmaceutical Co., Ltd.--
安捷伦1290超高效液相色谱Agilent--
安捷伦6520四极杆飞行时间质谱Agilent--
沃特世ACQUITY UPLC XBridge BEH C18色谱柱Waters--
CCK-8试剂盒Beyotime--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Elabscience--
CytoFLEX nano流式细胞仪Beckman Coulter--
RIPA裂解液Beyotime--
蛋白酶/磷酸酶抑制剂Wuhan Cobio--
BCA蛋白定量试剂盒Wuhan Cobio--
PVDF膜Millipore--
增强化学发光试剂GE Healthcare--
抗SRD5A1抗体Abcamab167606
抗JAK1抗体ImmunoWayPT0658R
抗JAK2抗体ImmunoWayPT0503R
抗Bax抗体ImmunoWayPT0301R
抗Bcl-2抗体ImmunoWayPT0487R
抗磷酸化STAT3 (Tyr705)抗体ImmunoWayYP0251
抗STAT3抗体ImmunoWayPT0911R
抗Akt抗体ImmunoWayPT0654R
抗cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology96641
抗EGFR抗体Cell Signaling Technology4267
抗磷酸化EGFR抗体Cell Signaling Technology3777
抗PTPN11/SHP2抗体Cell Signaling Technology3397
抗磷酸化PTPN11抗体Cell Signaling Technology5431
抗磷酸化ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4370
抗ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4695
抗磷酸化Akt抗体BeyotimeAA329
抗磷酸化JAK1抗体BeyotimeAF5857
抗磷酸化JAK2抗体BeyotimeAF1486
抗GAPDH抗体BeyotimeAF0006

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
细胞活力检测
细胞系:SKOV3、A2780/DDP;种子密度:5×10^3细胞/孔;TWP浓度:0、5、10、20 μg/mL;顺铂浓度:10 μM;处理时间:24小时;检测方法:CCK-8
阅读提示:见Methods 2.7.2和2.7.3,Results 3.9
凋亡检测
细胞系:A2780/DDP;TWP浓度:0、5、10、20 μg/mL;处理时间:24小时;检测方法:Annexin V-FITC/PI染色,流式细胞术
阅读提示:见Methods 2.7.4,Results 3.10
Western blot
细胞系:A2780/DDP;TWP浓度:0、5、10、20 μg/mL;处理时间:24小时;检测蛋白:EGFR, p-EGFR, JAK1, p-JAK1, JAK2, p-JAK2, PTPN11, p-PTPN11, SRD5A1, Akt, p-Akt, STAT3, p-STAT3, ERK1/2, p-ERK1/2, Bcl-2, Bax, cleaved caspase-3, GAPDH
阅读提示:见Methods 2.7.5,Results 3.10, 3.11, 3.12
网络药理学
筛选标准:OB≥30%, DL≥0.18;靶点预测工具:SwissTargetPrediction,概率≥0.7;疾病基因来源:GeneCards, OMIM, CTD;PPI网络参数:STRING v11.5,置信度≥0.4;Hub基因识别方法:CytoHubba MCC
阅读提示:见Methods 2.3, 2.4,Results 3.2-3.5
分子对接与MD模拟
对接软件:AutoDock Vina 1.2.2;结合能阈值:ΔG≤-5 kcal/mol;MD软件:GROMACS 2024.3;模拟时长:100 ns;力场:Amber99SB-ILDN, GAFF
阅读提示:见Methods 2.6,Results 3.7和3.8