基于网络药理学和分子对接对金丝桃苷抗肝癌作用机制

张婷; 李娜; 宋小锋; 朱婷

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20220811

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基于网络药理学和分子对接对金丝桃苷抗肝癌作用机制

数据挖掘 | 更新时间：2022-06-28

- 基于网络药理学和分子对接对金丝桃苷抗肝癌作用机制
  增强出版
- Anti-liver Cancer Mechanism of Hypericin Based on Network Pharmacology and Molecular Docking
- 中国实验方剂学杂志 2022年28卷第15期页码：183-191
- 作者机构：
  
  新乡医学院三全学院，河南新乡 453003
- 作者简介：
  
  张婷，硕士，副教授，从事细胞分子生物学研究，E-mail：xt5054995@163.com
- 基金信息：
  
  2019年度河南省高等学校青年骨干教师培养计划支持项目(2019GGJS296);新乡医学院三全学院科学研究培育基金项目(020520012)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20220811
  中图分类号： R285;R289;R22;R2-031;R33
- 收稿日期：2021-11-23，
  
  网络出版日期：2022-03-30，
  
  纸质出版日期：2022-08-05
- 稿件说明：
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张婷,李娜,宋小锋等.基于网络药理学和分子对接对金丝桃苷抗肝癌作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(15):183-191.

ZHANG Ting,LI Na,SONG Xiaofeng,et al.Anti-liver Cancer Mechanism of Hypericin Based on Network Pharmacology and Molecular Docking[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(15):183-191.
张婷,李娜,宋小锋等.基于网络药理学和分子对接对金丝桃苷抗肝癌作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(15):183-191. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220811.

ZHANG Ting,LI Na,SONG Xiaofeng,et al.Anti-liver Cancer Mechanism of Hypericin Based on Network Pharmacology and Molecular Docking[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(15):183-191. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220811.

摘要

目的

采用网络药理学的方法，对金丝桃苷抗肝癌的作用机制进行探讨。

方法

使用过中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）、药物基因相互作用数据库（DGIdb）、毒性与基因比较数据库（CTD）及SwissTargetPrediction数据库预测金丝桃苷的作用靶点。利用基因数据库（GeneCards）、在线人类孟德尔遗传病数据库（OMIM）等5个数据库，获得肝癌疾病相关靶点。二者取交集，即金丝桃苷抗肝癌作用靶点。采用在线注释及可视化整合分析工具（DAVID v2021q4）进行基因本体（GO）功能注释和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。Cytoscape 3.6.1软件构建作用靶点蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络，筛选出核心作用靶点，并对金丝桃苷与核心作用靶点亲和力进行分子对接验证。细胞活力实验观察金丝桃苷抗肝癌的作用；划痕实验观察金丝桃苷对肝癌细胞迁移的作用；实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）、蛋白免疫印迹法（Western blot）检测金丝桃苷对关键靶基因胱天蛋白酶-3（Caspase-3）、丝裂原活化蛋白激酶3（MAPK3）mRNA及蛋白表达的影响。

结果

共获得金丝桃苷抗肝癌的相关基因45个，并筛选出核心靶基因6个。KEGG途径分析富集的信号通路包括凋亡信号通路、肿瘤坏死因子（TNF）信号通路及癌症信号通路等。分子对接显示核心靶基因Caspase-3、TNF、雌激素受体1（ESR1）、MAPK3、过氧化氢酶（CAT）及环加氧酶2（PTGS2）与金丝桃苷亲和力较好，尤其与Caspase-3与MAPK3具有强烈的结合活性。另外细胞实验显示，与空白组比较金丝桃苷能减低肝癌细胞活力（

0.05），抑制肝癌细胞迁移，同时升高Caspase-3 mRNA表达（

0.05），降低MAPK3 mRNA表达（

0.05）。

结论

金丝桃苷抗肝癌作用通过影响Caspase-3、TNF、ESR1、MAPK3、CAT、PTGS2等核心靶点，共同干预凋亡信号通路、TNF信号通路及癌症信号通路等，以达到抗肝癌的作用。

Abstract

Objective

To explore the mechanism of hypericin against liver cancer using network pharmacology.

Method

The traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform （TCMSP）， Drug Gene Interaction Database （DGIdb）， Comparative Toxicogenomics Database （CTD） and SwissTargetPrediction were used to predict the targets of hypericin. Five databases including GeneCards and Online Mendelian Inheritance in Man （OMIM） were employed to obtain liver cancer-related targets. The intersection was performed to obtain the targets of hypericin against liver cancer. The Database for Annotation， Visualization and Integrated Discovery （DAVID） v2021q4 was used for Gene Ontology （GO） function annotation and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG） pathway enrichment analysis. The protein-protein interaction （PPI） network of the targets was constructed by Cytoscape 3.6.1 to screen the core targets，and the affinity between hypericin and the core targets was verified by molecular docking. The effects of hypericin on liver cancer and the migration of liver cancer cells were observed by cell viability assay and would healing assay， respectively， and its effects on the mRNA and protein expression of key targets cysteinyl aspartate-specific protease-3（Caspase-3） and mitogen-activated protein kinase 3 （MAPK3） were detected by real-time polymerase chain reaction（Real-time PCR） and Western blot， respectively.

Result

A total of 45 genes related to the anti-liver cancer effect of hypericin were obtained， and six core target genes were screened. The signal pathways enriched by KEGG pathway analysis included apoptosis，tumor necrosis factor （TNF） and cancer signal pathways. Molecular docking showed that the core target genes Caspase-3，TNF，estrogen receptor 1 （ESR1），MAPK3，catalase （CAT） and cyclooxygenase 2 （PTGS2） had good affinity with hypericin，especially Caspase-3 and MAPK3. In addition，compared with the conditions in control group， cell experiments demonstrated that hypericin could reduce the viability of liver cancer cells （

0.05），inhibit their migration，increase the mRNA expression of Caspase-3 （

0.05） and decrease that of MAPK3 （

0.05）.

Conclusion

Hypericin exerted the anti-liver cancer effect by affecting the core targets such as Caspase-3，TNF，ESR1，MAPK3，CAT and PTGS2 and jointly interfering with apoptosis，TNF and cancer signal pathways.

关键词

Keywords

references

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