基于PI3K/Akt信号通路探讨华良姜素抗肝癌细胞HepG2凋亡的作用机制

姚红; 侯宇芯; 任晋宏; 王禹璇; 薛慧清; 李青山

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20220799

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基于PI3K/Akt信号通路探讨华良姜素抗肝癌细胞HepG2凋亡的作用机制

药理 | 更新时间：2023-05-17

- 基于PI3K/Akt信号通路探讨华良姜素抗肝癌细胞HepG2凋亡的作用机制
- Anti-hepatocarcinoma HepG2 Cell Mechanism of Jaranol： Based on PI3K/Akt Signaling Pathway
- 中国实验方剂学杂志 2022年28卷第9期页码：80-87
- 作者机构：
  
  山西中医药大学，基于炎性反应的重大疾病创新药物山西省重点实验室，太原 030619
- 作者简介：
  
  姚红，硕士，从事中药/天然药物化学研究，E-mail：947956124@qq.com
  薛慧清，博士，教授，从事中药提取分离结构鉴定与活性筛选研究，E-mail：xuehuiqing@sina.com
- 基金信息：
  
  国家国际合作专项项目(2013DFA30700);山西省应用基础研究项目(201801D221437);山西省“百人计划”第六批引进人才项目（晋组函字［2013］号）
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20220799
  中图分类号： R933/937;R289;R22;R2-031;R282
- 收稿日期：2021-04-14，
  
  网络出版日期：2022-03-01，
  
  纸质出版日期：2022-05-05
- 稿件说明：
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姚红,侯宇芯,任晋宏等.基于PI3K/Akt信号通路探讨华良姜素抗肝癌细胞HepG2凋亡的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(09):80-87.

YAO Hong,HOU Yu-xin,REN Jin-hong,et al.Anti-hepatocarcinoma HepG2 Cell Mechanism of Jaranol： Based on PI3K/Akt Signaling Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(09):80-87.
姚红,侯宇芯,任晋宏等.基于PI3K/Akt信号通路探讨华良姜素抗肝癌细胞HepG2凋亡的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(09):80-87. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220799.

YAO Hong,HOU Yu-xin,REN Jin-hong,et al.Anti-hepatocarcinoma HepG2 Cell Mechanism of Jaranol： Based on PI3K/Akt Signaling Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(09):80-87. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220799.

摘要

目的

观察华良姜素的体外抗肝癌细胞HepG2凋亡的作用机制。

方法

噻唑蓝（MTT）比色法检测华良姜素（0、5、10、25、50、100、150、300 μmol·L

-1

）对HepG2细胞不同时间（24、48、72 h）的增殖抑制作用；异硫氰酸荧光素/碘化丙啶（Annexin V-FITC/PI）凋亡试剂盒检测华良姜素（0、3、15、75 μmol·L

-1

）对HepG2细胞的凋亡作用；蛋白免疫印迹法（Western blot）检测华良姜素对HepG2细胞中B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）、Bcl-2相关X蛋白（Bax）表达的影响；转录组学分析华良姜素（15 μmol·L

-1

）对HepG2细胞处理后基因差异表达与信号通路改变情况；实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）验证差异基因［TEK、血小板源性生长因子

受体（PDGFRA）、脾酪氨酸激酶（SYK）、磷酸肌醇-3-激酶催化亚基G肽（PIK3CG）、Janus激酶3（JAK3）、膜相关鸟苷酸激酶转化蛋白2（MAGI2）］mRNA相对表达。

结果

与空白组比较，华良姜素组HepG2细胞的增殖降低（

0.05，

0.01）；凋亡率升高（

0.01）；Bax蛋白表达水平升高（

0.05，

0.01），Bcl-2的蛋白表达水平降低（

0.01）；转录测序得到59 000个受调控的表达基因，受调控显著差异表达基因125个，其中表达上调差异基因47个，表达下调差异基因74个，京都基因和基因组数据库（KEGG）分析显示，加华良姜素后磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号通路中与凋亡相关的差异基因变化较大。与空白组比较，华良姜素组（15 μmol·L

-1

）TEK、PDGFRA、SYK、PIK3CG、JAK3、MAGI2的mRNA 表达水平降低（

0.01）。

结论

采用体外细胞学实验研究华良姜素能抑制HepG2细胞增殖，初步验证其凋亡，可能是影响了PI3K/Akt信号通路中部分差异基因的表达。为后续华良姜素抗肿瘤提供实验基础，同时有助于促进黄酮类化合物的开发利用及潜在的应用价值。

Abstract

Objective

To study the

in vitro

anti-hepatocarcinoma HepG2 cell mechanism of Jaranol.

Method

The methyl thiazolyl tetrazolium （MTT） assay was employed to examine the inhibition of Jaranol （0， 5， 10， 25， 50， 100， 150， 300 μmol·L

-1

） on HepG2 cell proliferation at different time （24 ， 48 ， 72 h）， annexin V-fluorescein isothiocyante/propidium iodide （Annexin V-FITC/PI） kit to detect the effect of Jaranol （0， 3， 15， 75 μmol·L

-1

） on HepG2 cell apoptosis， and Western blot to determine the influence of Jaranol on the expression of B-cell lymphoma 2 （Bcl-2） and Bcl-2-associated X protein （Bax） in HepG2 cells. Transcriptome sequencing was performed to analyze the differential expression of genes and changes of related signaling pathways after the treatment of HepG2 cells with Jaranol （15 μmol·L

-1

）. Real-time PCR was carried out to verify the relative mRNA content of differential genes ［TEK， platelet-derived growth factor receptor

（PDGFRA）， spleen tyrosine kinase （SYK）， phosphatidylinositol-4，5-bisphosphate 3-kinase catalytic subunit gamma （PIK3CG）， Janus kinase 3 （JAK3）， membrane-associated guanylate kinase inverted 2 （MAGI2）］.

Result

Compared with the blank group， Jaranol decreased HepG2 proliferation （

0.05，

0.01）， increased apoptosis rate of HepG2 cells （

0.05，

0.01）， raised Bax expression （

0.05，

0.01）， and reduced Bcl-2 expression （

0.05，

0.01）. Transcriptome sequencing yielded 59 000 regulated genes， 125 of which showed significantly different expression， with 47 up-regulated and 74 down-regulated. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG） analysis showed that the differential genes related to apoptosis in the phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B （PI3K/Akt） signaling pathway changed significantly after drug addition. The mRNA expression of TEK， PDGFRA， SYK， PIK3CG， JAK3， and MAGI2 decreased in Jaranol （15 μmol·L

-1

） group compared with that in the control group （

0.05）.

Conclusion

In vitro

cytological experiment verified that Jaranol inhibited the proliferation of HepG2 cells and promoted the apoptosis， possibly by influencing the expression of some differential genes in the PI3K/Akt signaling pathway. The result lays an experimental basis for the follow-up study of the anti-tumor effect of Jaranol， and the further development and utilization of flavonoids.

关键词

Keywords

references

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