大柴胡汤通过调控p38 MAPK/IL-6/STAT3信号通路抑制肝癌的作用机制

乔曦; 许世豪; 王宇炜; 封冰; 彭佩克; 沈凯凯

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20221026

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大柴胡汤通过调控p38 MAPK/IL-6/STAT3信号通路抑制肝癌的作用机制

经典名方 | 更新时间：2022-07-14

- 大柴胡汤通过调控p38 MAPK/IL-6/STAT3信号通路抑制肝癌的作用机制
  增强出版
- Da Chaihutang Inhibits Hepatocellular Carcinoma by Regulating p38 MAPK/IL-6/STAT3 Signaling Pathway
- 中国实验方剂学杂志 2022年28卷第16期页码：19-28
- 作者机构：
  
  上海中医药大学基础医学院，上海 201203
- 作者简介：
  
  乔曦，在读硕士，从事肝癌发病机制与中医药干预策略研究，E-mail：hiqiaoxi@163.com
  沈凯凯，博士，教授，从事肝癌发病机制与中医药干预策略研究，E-mail：skkshanghai@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金青年基金项目(82004000);中华中医药学会青托人才项目(2019-QNRC2-B07);上海中医药大学杏林学者跟踪计划项目(B1-GY21-409-04-23)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20221026
  中图分类号： R22;R242;R2-031;R285.5
- 收稿日期：2022-01-03，
  
  网络出版日期：2022-03-29，
  
  纸质出版日期：2022-08-20
- 稿件说明：
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乔曦,许世豪,王宇炜等.大柴胡汤通过调控p38 MAPK/IL-6/STAT3信号通路抑制肝癌的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(16):19-28.

QIAO Xi,XU Shihao,WANG Yuwei,et al.Da Chaihutang Inhibits Hepatocellular Carcinoma by Regulating p38 MAPK/IL-6/STAT3 Signaling Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(16):19-28.
乔曦,许世豪,王宇炜等.大柴胡汤通过调控p38 MAPK/IL-6/STAT3信号通路抑制肝癌的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(16):19-28. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221026.

QIAO Xi,XU Shihao,WANG Yuwei,et al.Da Chaihutang Inhibits Hepatocellular Carcinoma by Regulating p38 MAPK/IL-6/STAT3 Signaling Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(16):19-28. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221026.

摘要

目的

探讨大柴胡汤抗小鼠肝癌的体内外活性及潜在作用机制。

方法

取对数生长期Hepa1-6细胞，培养1、2、4、8 d后，用噻唑蓝（MTT）比色法、结晶紫染色法检测大柴胡汤（0、125、250、500、1 000 mg·L

-1

）对小鼠肝癌细胞（Hepa1-6）增殖活性的影响。通过肝内注射1×10

个Hepa1-6细胞建立小鼠肝癌原位模型，随机分为空白组，模型组，大柴胡汤低、中、高剂量组（0.21、0.625、1.875 g·kg

-1

），灌胃给药，每日1次；5-氟尿嘧啶（5-FU）组，（25 mg·kg

-1

）腹腔注射，隔日注射，连续给药14 d后处死小鼠，取肝，用4%多聚甲醛（PFA）固定，苏木素-伊红（HE）染色检测大柴胡汤抑制肝癌的活性。运用中药系统药理学数据库和分析平台（TCMSP）、Cytoscape3.7.2 软件、STRING平台、DAVID平台数据库对大柴胡汤和肝癌靶基因进行关键靶基因的筛选及蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络构建、京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。采用实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测大柴胡汤对Hepa1-6细胞及小鼠肝脏中白细胞介素-6（IL-6）mRNA的影响。蛋白免疫印迹法（Western blot）检测丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、信号转导与转录活化因子3（STAT3）相关通路蛋白的表达。

结果

MTT比色法、结晶紫染色结果显示，与空白组比较，大柴胡汤组（500、1 000 mg·L

-1

）第4、8天时能够显著性地抑制Hepa1-6细胞增殖（

0.05），呈浓度和时间依赖性；体内实验结果显示，大柴胡汤给药14 d后，与模型组比较，大柴胡汤组（1.875 g·kg

-1

）的肿瘤细胞多呈高分化，异型不明显，坏死区少见。网络药理学结果显示大柴胡汤作用于肝癌的核心基因，以调控肝癌微环境为主如IL-6、白细胞介素-1

（IL-1

），肿瘤坏死因子-

（TNF-

）等；信号通路以肝癌生长、分化、免疫和炎症为主，如MAPK、STAT3等。在Hepa1-6细胞中，与空白组比较，大柴胡汤（1 000 mg·L

-1

）第1、2、4、8天能抑制IL-6 mRNA表达（

0.05）。与模型组比较，大柴胡汤组（0.625、1.875 g·kg

-1

）处理的小鼠肝脏中IL-6 mRNA表达下降（

0.05）。体外实验显示，与空白组比较，大柴胡汤（1 000 mg·L

-1

）第4、8天和大柴胡汤（500、1 000 mg·L

-1

）能够抑制Hepa1-6细胞中细胞外信号调节激酶（ERK1/2）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）、p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）和STAT3的磷酸化表达（

0.05），呈时间和浓度依赖性；体内实验结果显示，与模型组比较，大柴胡汤组（0.625、1.875 g·kg

-1

）能显著性地抑制p38 MAPK和STAT3的磷酸化（

0.05）。

结论

大柴胡汤通过调控p38 MAPK/IL-6/STAT3信号轴，从而达到抑制肝癌的活性。

Abstract

Objective

This study aims to investigate the efficacy and underlying mechanism of Da Chaihutang （DCHT） in treating hepatocellular carcinoma （HCC）

in vitro

and

in vivo

Method

We employed methyl thiazolyl tetrazolium （MTT） assay and crystal violet staining to observe the proliferation of Hepa1-6 liver cancer cells treated with DCHT at different doses （0， 125， 250， 500， 1 000 mg·L

-1

） for different time periods （1， 2， 4， 8 days）. The orthotopic liver cancer model was established by injection of 1×10

Hepa1-6 cells into mouse， and then the model mice were randomly assigned into six groups： blank， model， DCHT （0.21， 0.625， 1.875 g·kg

-1

，

）， and positive control （5-fluorouracil， 25 mg·kg

-1

，

qod

）. After 14 days of administration， the mice were sacrificed， and the liver samples were collected and fixed in 4% paraformaldehyde for hematoxylin-eosin （HE） staining. The Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform （TCMSP）， Cytoscape 3.7.2， STRING， and DAVID were used for the searching of the key targets of DCHT in treating HCC， the construction of protein-protein interaction （PPI） network， and the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG） pathway enrichment. Quantitative real-time PCR was performed to determine the mRNA level of interleukin-6 （IL-6） in Hepa1-6 cells and liver tissue. Western blotting was employed to measure the protein levels of the proteins involved in the mitogen-activated protein kinase （MAPK） and signal transducers and activators of transcription 3 （STAT3） signaling pathways.

Result

DCHT （500， 1 000 mg·L

-1

） treatment for 4 and 8 days inhibited the proliferation of Hepa1-6 cells in a dose- and time-dependent manner （

0.05）. The

in vivo

assay showed that DCHT （high dose， 1.875 g·kg

-1

） treatment for 14 days led to high differentiation and unobvious heterogeneity of HCC cells and small necrotic area compared with the model group. Network pharmacology analysis predicted that the potential targets of DCHT in the treatment of HCC were mainly the inflammation cytokines such as IL-6， interleukin-1

（IL-1

）， and tumor necrosis factor-alpha （TNF-

） in HCC microenvironment. The potential signaling pathways involved in the treatment were mainly associated with HCC growth and differentiation， including MAPK and STAT3 signaling pathways. Compared with the blank group， DCHT （1 000 mg·L

-1

） treatment for 1， 2， 4， and 8 days down-regulated the mRNA level of IL-6 in Hepa1-6 cells （

0.05）. Similar results were observed in the livers of mice treated with DCHT （0.625， 1.875 g·kg

-1

）. The

in vitro

assay demonstrated that DCHT （1 000 mg·L

-1

） treatment for 4 and 8 days and DCHT （500， 1 000 mg·L

-1

） treatment inhibited the phosphorylation of extracellular signal-regulated kinases 1/2 （ERK1/2）， c-Jun NH

-terminal kinase/stress-activated protein kinase （JNK）， p38 MAPK， and STAT3 in a dose- and time-dependent manner （

0.05）. The

in vivo

assay showed that DCHT （0.625 and 1.875 g·kg

-1

） treatment only inhibited the phosphorylation of p38 MAPK and STAT3 （

0.05）.

Conclusion

The present study indicates that DCHT can inhibit liver cancer cell proliferation by regulating p38 MAPK/IL-6/STAT3 signaling pathway.

关键词

Keywords

references

DRAPER A . A concise review of the changing landscape of hepatocellular carcinoma ［J］. Am J Manag Care ， 2020 ， 26 （ 10 Suppl ）： S211 - S219 .

LEE A ， LEE FC . Medical oncology management of advanced hepatocellular carcinoma 2019： A reality check ［J］. Front Med ， 2020 ， 14 （ 3 ）： 273 - 283 .

XING Y ， LIU Y ， QI Z ， et al . LAGE3 promoted cell proliferation， migration， and invasion and inhibited cell apoptosis of hepatocellular carcinoma by facilitating the JNK and ERK signaling pathway ［J］. Cell Mol Biol Lett ， 2021 ， 26 （ 1 ）： 49 - 64 .

SUN E J ， WANKELL M ， PALAMUTHUSINGAM P ， et al . Targeting the PI3K/Akt/mTOR pathway in hepatocellular carcinoma ［J］. Biomedicines ， 2021 ， 9 （ 11 ）： 1639 - 1658 .

ZHANG L ， CHANG S ， ZHAO Y ， et al . MicroRNA-4317 suppresses the progression of hepatocellular carcinoma by targeting ZNF436-mediated PI3K/Akt signaling pathway ［J］. Tissue Cell ， 2021 ， doi： 10.1016/j.tice.2021.10169 http://dx.doi.org/10.1016/j.tice.2021.10169 .

SUN L ， XIS ， ZHOU Z ， et al . Elevated expression of RIT1 hyperactivates RAS/MAPK signal and sensitizes hepatocellular carcinoma to combined treatment with sorafenib and Akt inhibitor ［J］. Oncogene ， 2022 ， 41 （ 5 ）： 732 - 744 .

乔曦，许世豪，朱紫依，等 . 基于关联规则和复杂系统熵聚类研究历代原发性肝癌方剂遣药组方规律［J］. 中医学， 2021 ， 10 （ 4 ）： 516 - 527 .

王鑫，杨洋，杨兴武 . 大柴胡汤治疗肝癌TACE术后综合征的疗效分析［J］. 陕西中医药大学学报， 2019 ， 42 （ 1 ）： 130 - 133 .

刘满成 . 加味大柴胡汤对肝癌合并阻塞性黄疸患者预后的影响［J］. 实用中西医结合临床， 2018 ， 18 （ 5 ）： 44 - 46 .

费国新 . 加味大柴胡汤辅助治疗原发性肝癌合并阻塞性黄疸的临床观察［J］. 湖北中医杂志， 2010 ， 32 （ 9 ）： 36 - 37 .

乔喜婷，王克穷，闫明亮，等 . 加味大柴胡汤治疗原发性肝癌患者TACE术后综合征的临床观察［J］. 中医药导报， 2016 ， 22 （ 11 ）： 28 - 31 .

郝腾腾，吴煜，蔡琳琳，等 . 大柴胡汤辨证与辨病治疗肝癌体会［J］. 中国中医药信息杂志， 2019 ， 26 （ 3 ）： 125 - 127 .

HE JX ， OHNO K ， TANG J ， et al . Da-Chaihu-Tang alters the pharmacokinetics of nifedipine in rats and a treatment regimen to avoid this ［J］. J Pharm Pharmacol ， 2014 ， 66 （ 11 ）： 1623 - 1630 .

YANO H ， MIZOGUCHI A ， FUKUDA K ， et al . The herbal medicine sho-saiko-to inhibits proliferation of cancer cell lines by inducing apoptosis and arrest at the G 0 /G 1 phase ［J］. Cancer Res ， 1994 ； 54 （ 2 ）： 448 - 454 .

冯颖，吴喆，李杰 . 基于内质网应激探讨扶正解毒方联合5-Fu对胃癌荷瘤小鼠术后复发及转移的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2021 ， 27 （ 16 ）： 75 - 83 .

周勇，唐万和 . 中晚期原发性肝癌的中医临床研究［J］. 湖北中医杂志， 2013 ， 35 （ 7 ）： 45 - 47 .

姜礼双，崔亚，乔大伟，等 . 大柴胡汤内科临床应用研究进展［J］. 亚太传统医药， 2018 ， 14 （ 8 ）： 89 - 91 .

许世豪，李姚婷，朱紫依，等 . 基于整合药理学探索大柴胡汤治疗肝癌的作用机制［J］. 中医学， 2020 ， 9 （ 2 ）： 70 - 80 .

刘丹，王佳贺 . 柴胡皂苷抗肿瘤作用机制的研究进展［J］. 现代药物与临床， 2018 ， 33 （ 1 ）： 203 - 208 .

郭昱 . 黄芩甙对肝癌细胞体外作用及机制的实验研究［D］. 石家庄：河北医科大学， 2006 .

LI Y ， TU M ， CHENG C ， et al . Wogonoside induces apoptosis in Bel-7402， a hepatocellular carcinoma cell line， by regulating Bax/Bcl-2 ［J］. Oncol Lett ， 2015 ， 10 （ 3 ）： 1831 - 1835 .

LIANG R R ， ZHANG S ， QI J A ， et al . Preferential inhibition of hepatocellular carcinoma by the flavonoid， Baicalein through blocking MEK-ERK signaling ［J］. Int J Oncol ， 2012 ， 41 （ 3 ）： 969 - 978 .

YU Z ， LUO X ， WANG C ， et al . Baicalin promoted site-2 protease and not site-1 protease in endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis of human hepatocellular carcinoma cells ［J］. FEBS Open Bio ， 2016 ， 6 （ 11 ）： 1093 - 1101 .

EL-SAIED M A ， SOBEH M ， ABDO W ， et al . Rheum palmatum root extract inhibits hepatocellular carcinoma in rats treated with diethylnitrosamine ［J］. J Pharm Pharmacol ， 2018 ， 70 （ 6 ）： 821 - 829 .

LIN W ， ZHONG M ， YIN H ， et al . Emodin induces hepatocellular carcinoma cell apoptosis through MAPK and PI3K/Akt signaling pathways in vitro and in vivo ［J］. Oncol Rep ， 2016 ， 36 （ 2 ）： 961 - 967 .

韦金红，韦金双，吴炜邦，等 . 川陈皮素抗肿瘤机制研究进展［J］. 中国医院药学杂志， 2019 ， 39 （ 11 ）： 1211 - 1216 .

吴思琪，李毅俊，孙伟芬 . 槲皮素及其衍生物抗肺癌机制研究进展［J］. 中药药理与临床， 2021 ， 37 （ 6 ）： 231 - 236 .

MARTÍNEZ-LIMÓN A ， JOAQUIN M ， CABALLERO M ， et al . The p38 pathway： From biology to cancer therapy ［J］. Int J Mol Sci ， 2020 ， 21 （ 6 ）： 1913 - 1930 .

TOMÁS-LOBA A ， MANIERI E ， GONZÁLEZ-TERÁN B ， et al . p38 γ is essential for cell cycle progression and liver tumorigenesis ［J］. Nature ， 2019 ， 568 （ 7753 ）： 557 - 560 .

XIA Y ， KHOI PN ， YOON HJ ， et al . Piperine inhibits IL-1 β -induced IL-6 expression by suppressing p38 MAPK and STAT3 activation in gastric cancer cells ［J］. Mol Cell Biochem ， 2015 ， 398 （ 1/2 ）： 147 - 156 .

LU C ， RONG D ， ZHANG B ， et al . Current perspectives on the immunosuppressive tumor microenvironment in hepatocellular carcinoma： Challenges and opportunities ［J］. Mol Cancer ， 2019 ， 18 （ 1 ）： 130 - 141 .

WANG Y ， TAKEISHI K ， LI Z ， et al . Microenvironment of a tumor-organoid system enhances hepatocellular carcinoma malignancy-related hallmarks ［J］. Organogenesis ， 2017 ， 13 （ 3 ）： 83 - 94 .

GHOURI Y A ， MIAN I ， ROWE J H . Review of hepatocellular carcinoma： Epidemiology， etiology， and carcinogenesis ［J］. J Carcinog ， 2017 ， doi： 10.4103/jcar.JCar_9_16 http://dx.doi.org/10.4103/jcar.JCar_9_16 .

ARRESE M ， HERNANDEZ A ， ASTETE L ， et al . TGF- β and hepatocellular carcinoma： When a friend becomes an enemy ［J］. Curr Protein Pept Sci ， 2018 ， 19 （ 12 ）： 1172 - 1179 .

柳辉，郭乐，丁淑琴，等 . IL-6/STAT3信号通路与肝癌研究进展［J］. 中国免疫学杂志， 2021 ， 37 （ 13 ）： 1656 - 1662 .

陈炜聪，文彬，孙海涛，等 . 鳖甲煎丸对二乙基亚硝胺诱导的肝癌前病变模型大鼠肝组织IL-6/STAT3信号通路的影响［J］. 中医杂志， 2021 ， 62 （ 19 ）： 1720 - 1727 .

LEE C ， CHEUNG S T . STAT3： An emerging therapeutic target for hepatocellular carcinoma ［J］. Cancers （Basel）， 2019 ， 11 （ 11 ）： 1646 - 1665 .

SRIVASTAVA J ， DIGIOVANNI J . Non-canonical STAT3 signaling in cancer ［J］. Mol Carcinog ， 2016 ， 55 （ 12 ）： 1889 - 1898 .

YANG Y ， ZHENG B ， HAN Q ， et al . Targeting blockage of STAT3 inhibits hepatitis B virus-related hepatocellular carcinoma ［J］. Cancer Biol Ther ， 2016 ， 17 （ 4 ）： 449 - 456 .

BANERJEE K ， RESAT H . Constitutive activation of STAT3 in breast cancer cells： A review ［J］. Int J Cancer ， 2016 ， 138 （ 11 ）： 2570 - 2578 .

DUTTA P ， SABRI N ， LI J ， et al . Role of STAT3 in lung cancer ［J］. Jaksat ， 2015 ， 3 （ 4 ）： e999503 .

RYBAK AP ， BRISTOW RG ， KAPOOR A . Prostate cancer stem cells： Deciphering the origins and pathways involved in prostate tumorigenesis and aggression ［J］. Oncotarget ， 2015 ， 6 （ 4 ）： 1900 - 1909 .

LAUDISI F ， CHERUBININ F ， MONTELEONE G ， et al . STAT3 interactors as potential therapeutic targets for cancer treatment ［J］. Int J Mol Sci ， 2018 ， 19 （ 6 ）： 1787 - 1807 .

KORTYLEWSKI M ， JOVE R ， YU H . Targeting STAT3 affects melanoma on multiple fronts ［J］. Cancer Metastasis Rev ， 2005 ， 24 （ 2 ）： 315 - 327 .

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