浙江理工大学联医院团队通过药物分子模拟对接发现Tnik或是药根碱作用癌细胞的靶标抑制蛋白,进而研究探讨了药根碱靶向Tnik介导的Wnt/β-catenin信号通路和EMT的抗肿瘤机制,该项研究目前在线发表于中药药物类杂志TOP1期刊《Phytomedicine》上。

Tnik结构乳腺癌是目前严重危害女性健康的恶性肿瘤之一,据美国国家癌症中心统计,年新增乳腺癌例,女性乳腺癌发生率达30%,在所有恶性肿瘤中位列第一,死亡率以14%排在第二位,传统化疗耐药和术后转移是其高死亡率的原因。药根碱主要来源于黄连,具有有效的清热治疗、抗高胆固醇血症及杀菌作用。属于原小檗碱型喹啉类生物碱,该类生物碱对多种癌细胞均具有较强的细胞毒性作用。然而,大多数研究都集中在建立简单、灵敏的鉴别药根碱与其他原小檗碱生物碱的检测方法上,其抗癌功能却还尚未阐明。

分子对接模拟

研究人员首先利用分子模拟技术发现药根碱与Tnik原配体有类似的化学结构活性基团,可与Tnik结构上的氨基酸形成多个连接,可进入Tnik蛋白的活性中心,具有很好的靶向对接效果。

靶向Tnik蛋白影响Wnt/β-catenin信号通路及EMT

通过CRISPR/Cas9技术靶向敲除Tnik基因,基因敲除导致细胞生长受到明显抑制,并诱导细胞凋亡,β-catenin(Wnt通路的关键成分)的细胞水平被下调,而GSK-3β在md-mB-/Tnik-ko细胞中被上调。结果还表明,上皮标记物E-cadherin上调,间充质标记物N-cadherin下调。Tnik缺失后细胞骨架蛋白F-actin明显降低,且加入药根碱处理可以加强以上对通路蛋白的调节效果。

药根碱影响乳腺癌细胞存活、凋亡、迁移及侵袭

细胞毒性实验显示药根碱明显抑制mda-mb-、mcf-7和4t1的增殖,但对正常MCF10A细胞有轻微的细胞毒性作用。明显优于药根碱的抗增殖活性。细胞凋亡实验和进一步的免疫印迹实验显示药根碱能够通过caspase介导的线粒体途径诱导细胞凋亡。克隆形成实验、划痕愈合实验以及细胞侵袭实验显示药根碱时间和浓度依赖性的抑制乳腺癌细胞的迁移和侵袭。

药根碱靶向Tnik蛋白调控wnt/β-catenin通路,逆转EMT

用药根碱处理后,Tnik和p-Tnik蛋白表达水平下降,细胞形态发生明显变化。此外β-catenin表达下调,GSK-3β染色上调,E-cadherin表达水平显著升高,而N-cadherin表达水平明显降低。以上结果均表明药根碱能有效的抑制Tnik蛋白,wnt/β-catenin信号通路,削弱EMT,显示出其抗肿瘤及抗转移潜能。

体内实验验证药根碱抑制肿瘤生长和转移潜能

通过建立4T1荷瘤小鼠模型进行体内活性实验发现高浓度药根碱能有效抑制体内肿瘤生长,且抑制作用与化疗药物接近。此外还有效抑制肿瘤体内器官转移,同时几乎没有毒性,而化疗药物毒性较大。研究者表示此研究为药根碱抗肿瘤生长及转移潜能的相关研究提供理论和实验基础,因其毒副作用小,或可作为化疗药物的联合抗癌药物进行深入研究,成为有效控制乳腺癌的安全天然药物。同时其作为一种极具前景的新型小分子Tnik抑制剂,有望应用于肿瘤的靶向药物治疗!针对中药复方的现代化研究,普略医学总结了一套兼具创新性和可行性的研究思路:

首先利用疾病动物模型进行药物干预,通过效果相关指标检测,确定疗效;其次结合基于网络药理学的



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