基于网络药理学和动物实验探讨青蒿鳖甲汤抗血管新生的作用机制

摘要

目的:基于网络药理学预测青蒿鳖甲汤抗血管新生的潜在分子机制,并用Lewis肺癌小鼠移植瘤模型对STAT3/VEGF信号通路进行实验验证。方法:使用TCMSP、BATMAN-TCM数据库及文献筛选青蒿鳖甲汤的有效成分,利用Swiss Target Prediction平台预测成分靶点基因。GeneCards、OMIM、TTD等3个数据库检索血管新生靶点基因,与中药成分靶点基因匹配后,使用STRING数据库和Cytoscape 3.7.1软件进行蛋白质间相互作用(protein-protein interaction,PPI)分析,筛选关键靶点基因;Metascape平台对关键靶点基因进行基因本体(gene ontology,GO)功能富集分析及京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析。在动物实验中,C57BL/6J雄性小鼠接种Lewis肺癌细胞,建立皮下移植瘤模型,分为模型组,青蒿鳖甲汤高(16.0 g/kg)、中(8.0 g/kg)、低(4.0 g/kg)剂量组,贝伐株单抗组(15 mg/kg),分别给予相应剂量青蒿鳖甲汤灌胃或贝伐株单抗腹腔注射。14天后处死,取皮下瘤组织,称量瘤重,计算瘤体积和抑瘤率。免疫组化法检测血管标志物CD31表达情况,计算微血管密度(microvascular density,MVD);HE染色法观察瘤组织病理形态;Western blot法检测pSTAT3、STAT3及VEGF蛋白表达水平。结果:获取青蒿鳖甲汤有效成分61个及靶点基因523个,血管新生相关靶点基因1229个,交集靶点基因176个,关键靶点基因22个,其中VEGF是青蒿鳖甲汤发挥抗血管新生作用的首位关键靶点基因,信号通路以癌症相关信号通路为主,如HIF-1、VEGF、JAK-STAT等。动物实验结果表明,与模型组相比,青蒿鳖甲汤中、高剂量组瘤重、瘤体积均显著降低(P<0.05或P<0.01),高剂量组MVD降低(P<0.01);各给药组肿瘤细胞体积缩小,核固缩、碎裂现象多见,可见不同程度的坏死区及出血;高剂量组VEGF、pSTAT3蛋白表达水平及pSTAT3/STAT3水平均显著降低(P<0.05),中、低剂量组VEGF、pSTAT3蛋白水平虽有降低趋势,但差异无统计学意义。结论:青蒿鳖甲汤可以通过多成分-靶点-通路抑制血管新生,其作用机制可能与抑制STAT3/VEGF信号通路有关。