白英菊花汤对非小细胞肺癌的抗血管生成作用:整合药理学、多机器学习与实验研究

Anti-angiogenesis effect of Baiying Juhua Decoction on the non-small cell lung cancer: integrating pharmacology, multi-machine learning and experimental investigation.

作者信息Xiangwei Meng, Yuan Cao, Qi Shen, Hongyu Zhu, Jianqiao Zhang, Mingxin Dong
PMID41579221
发布时间2026-01-24
DOI10.1186/s40643-025-00993-3

实验完整度

包含网络药理学预测、分子对接、体外细胞实验(CCK-8、划痕、qPCR)和体内动物模型(LLC异种移植瘤),并验证了蛋白表达和信号通路。

主要模型

A549人非小细胞肺癌细胞系 LLC小鼠Lewis肺癌细胞系 LLC细胞皮下异种移植瘤C57BL/6J小鼠模型

重点核对

BYJHD给药浓度:体外CCK-8实验使用0.0625至16 mg/mL;划痕实验使用100和200 µg/mL 体内实验:LLC细胞与Matrigel混合皮下注射,BYJHD剂量为320和640 mg/kg,每日灌胃,给药13天 关键靶点:ACVRL1、Smad1/5/9磷酸化、ID-1、CD34蛋白表达 对照药物:吉非替尼(50 mg/kg灌胃,体内;1 µM体外)

摘要

白英菊花汤(BYJHD)是一种成熟的中药复方,主要由白英和菊花组成,需要深入研究以阐明其对抗非小细胞肺癌(NSCLC)的机制。本研究结合网络药理学预测、血清药物化学分析以及多种机器学习算法(包括LASSO、SVM-RFE和RF),鉴定了38种生物活性化合物,这些化合物靶向与NSCLC相关的653种蛋白质。对2161个差异表达基因(DEGs)和3124个功能模块的交叉分析鉴定出54个关键治疗靶点。随后,蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)和机器学习分析确定了五个关键信号调节因子。分子对接研究表明,BYJHD中的四种代表性化合物与这些靶点具有强结合亲和力。体外和体内实验均证实,BYJHD通过抑制ACVRL-1/Smad/ID-1信号通路和下调CD34发挥抗血管生成作用,从而抑制NSCLC的进展。这些发现有效地将传统临床应用与现代机制见解联系起来,使BYJHD成为NSCLC有前景的多靶点治疗候选药物。

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
白英菊花汤(BYJHD)通过何种机制发挥抗非小细胞肺癌(NSCLC)作用?
核心机制
BYJHD通过抑制ACVRL-1表达,下调Smad1/5/9磷酸化及ID-1表达,并抑制CD34,从而调节肿瘤血管生成,发挥抗NSCLC作用。
主要证据
体外实验显示BYJHD抑制A549和LLC细胞增殖及A549迁移;体内实验显示BYJHD抑制肿瘤生长,Western blot证实ACVRL-1、p-Smad1/5/9、ID-1和CD34表达下调。
研究意义
该研究系统探索了BYJHD抗NSCLC的潜在靶点和信号通路,为后续药理学研究提供了方法论和参考。

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

血清药物化学分析

鉴定BYJHD中吸收入血的活性成分。

通过UHPLC-Q Exactive HF-X对BYJHD含药血清进行代谢组学分析,鉴定出38个血中移行成分。

2

网络药理学与机器学习筛选核心靶点

构建BYJHD活性成分靶点与NSCLC疾病靶点网络,筛选核心治疗靶点。

利用Swiss Target Prediction获取成分靶点,GEO数据集GSE19804进行差异表达和WGCNA分析,通过LASSO、SVM-RFE、RF三种机器学习算法交叉筛选出5个核心靶点:ACVRL1, ACE, FABP4, PRF1, AHCY。

3

分子对接验证

预测核心活性成分与核心靶点的结合亲和力。

使用AutoDockVina对四种核心化合物(p-Hydroxy-5,6-dehydrokawain, 3-O-Methylquercetin, Cyclo(D-Val-L-Pro), Epoxymicheliolide)与五个靶点进行分子对接。

4

体外细胞实验验证

评估BYJHD对肺癌细胞增殖、迁移的影响及对核心靶点mRNA表达的作用。

CCK-8法检测细胞活性,划痕实验检测迁移,qPCR检测候选靶点mRNA表达。

5

体内抗肿瘤药效验证

评估BYJHD在LLC异种移植瘤模型中的抗肿瘤作用。

C57BL/6J小鼠皮下接种LLC细胞,随机分组后灌胃给药BYJHD或吉非替尼,测量肿瘤体积和重量。

6

机制验证(Western blot)

验证BYJHD对ACVRL-1/Smad/ID-1信号通路及CD34表达的影响。

提取肿瘤组织蛋白,Western blot检测ACVRL-1、Smad1/5/9、p-Smad1/5/9、ID-1和CD34的表达。

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
旋转蒸发仪Shanghai Ailang Instrument Co., Ltd.N-1300
基质胶Beyotime--
DMEM培养基----
胎牛血清----
增强型CCK-8溶液ElabscienceE-CK-A362
酶标仪Molecular Devices--
Trizol试剂Invitrogen--
逆转录试剂盒Sparkjade--
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂----
磷酸酶抑制剂----
牛血清白蛋白标准品Beyotime--
PVDF膜Biorad--
抗ACVRL1抗体AffinityDF3170
抗Smad1/5/9抗体AffinityDF2932
抗磷酸化Smad1/5/9抗体AffinityAF5149
抗ID-1抗体AffinityAF0614
抗CD34抗体AffinityAF8313
二抗Beyotime--
增强型化学发光试剂盒Thermofisher--
化学发光成像系统Biorad--
甲醇CNW Technologies GmbH--
甲酸CNW Technologies GmbH--
UHPLC-Q Exactive HF-XWaters--
HSS T3色谱柱Waters--
GraphPad Prism 9.0GraphPad Software--

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
BYJHD制备
药材浸泡时间45分钟,第一次煎煮1.2小时,第二次煎煮45分钟,浓缩至100 mL,终浓度1.7 g/mL
阅读提示:见Materials and methods中Preparation for BYJHD testing sample。
血清药物化学分析
大鼠给药剂量0.2 mL/100 g,每日两次,连续5天;色谱柱、流动相、梯度洗脱程序
阅读提示:见Materials and methods中Preparation of BYJHD-containing serum和UHPLC-Q exactive HF-X analysis。
网络药理学与机器学习筛选
GSE19804数据集,DEGs筛选阈值,WGCNA软阈值,LASSO、SVM-RFE、RF的参数设置
阅读提示:见Materials and methods中Prediction of disease targets...和Identifying hub genes。
体外细胞实验
细胞系A549和LLC,CCK-8检测浓度范围,划痕实验浓度,qPCR引物序列
阅读提示:见Materials and methods中Cell viability assay、Wound-healing assay、qPCR部分。
体内动物实验
小鼠品系、周龄、性别,LLC细胞接种数量,BYJHD和吉非替尼给药剂量、途径、时间
阅读提示:见Materials and methods中Animal experiments。
Western blot检测
蛋白提取方法、抗体稀释比例、孵育时间、ECL检测
阅读提示:见Materials and methods中Western blotting。