基于网络药理学及实验研究探讨紫檀芪调控凋亡及GSDME介导的细胞焦亡途径抗脑胶质瘤的作用机制

摘要：

研究天然化合物紫檀芪(pterostilbene,PTE)通过调控细胞焦亡及凋亡途径发挥抗脑胶质瘤的作用,通过网络药理学及分子对接方法分析PTE抗脑胶质瘤的可能通路及靶点.通过网络药理学筛选PTE作用靶点和脑胶质瘤靶点,构建靶点网络及蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,预测PTE可能作用靶点,通过 AutoDock 对核心靶点进行分子对接,通过富集分析预测PTE抗胶质瘤的作用途径;通过CCK-8法检测PTE对胶质瘤细胞U87MG、GL261 细胞活力的影响;使用不同浓度PTE处理U87MG、GL261 细胞,通过克隆形成实验检测PTE对细胞增殖的影响;划痕实验检测不同浓度PTE对胶质瘤细胞迁移能力的影响;采用 Hoechst染色法观察PTE诱导胶质瘤细胞凋亡情况;采用JC-1 染色法检测线粒体膜电位变化;通过倒置显微镜及乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)释放实验观察PTE对胶质瘤细胞的焦亡诱导作用,Hoechst 33342/PI双染色法检测胶质瘤细胞膜的完整性;Western blot检测PTE诱导胶质瘤细胞后的细胞焦亡及凋亡相关蛋白表达变化.该研究共获得PTE抗脑胶质瘤的靶点 37 个,富集分析提示PTE通过多种信号途径包括癌症途径、癌症中蛋白聚糖、PI3K/AKT通路、凋亡调节通路等途径发挥抗脑胶质瘤的作用;分子对接显示PTE与主要靶点之间具有良好的结合活性;与空白组相比,PTE能显著降低U87MG、GL261 细胞活性;与空白组相比,PTE组细胞的增殖、迁移、贴壁能力显著降低;与空白组比较,PTE可以诱导 2 种胶质瘤细胞凋亡,并且随药物浓度升高作用越明显;与空白组比较,PTE可以诱导U87MG细胞线粒体膜电位下降,并且随药物浓度升高作用越明显;与空白组相比,PTE组胶质瘤细胞出现焦亡特异性外观增多和LDH释放逐渐增加;Hoechst 33342/PI染色显示,与空白组相比,PI阳性细胞数量随着PTE浓度增加而显著增多;与空白组比较,PTE组凋亡相关蛋白活化聚(ADP-核糖)聚合酶 1(cleaved PARP1)、Bcl-2 相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein,BAX)表达水平明显升高,B淋巴细胞瘤(B-cell lymphoma,Bcl)-2表达水平明显降低;与空白组比较,PTE组细胞焦亡相关蛋白活化半胱天冬酶 3(cleaved caspase-3)、焦孔素E(gasdermin E,GSDME)-N活化水平明显升高,焦孔素D(gasdermin D,GSDMD)-N、活化半胱天冬酶 1(cleaved caspase-1)活化水平未见明显变化.综上,PTE通过抑制细胞活力、增殖、迁移能力发挥抗脑胶质瘤的作用,并可通过激活caspase-3/GSDME介导的细胞焦亡途径及线粒体凋亡途径发挥抗脑胶质瘤效应.

关键词：紫檀芪、细胞焦亡、细胞凋亡、脑胶质瘤、焦孔素E(GSDME)、网络药理学

所属期刊栏目：48

分类号：R739.41;R373.9;R285.5

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;湖北省引进国外人才和智力项目;湖北省卫生健康委青年人才项目

在线出版日期：2023-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：3589-3601