1,2,3,4,6-O-没食子酰葡萄糖对小鼠胃癌皮下移植瘤抑制作用及机制研究

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1,2,3,4,6-O-没食子酰葡萄糖(1,2,3,4,6-O-pentagalloylglucose,PGG)是存在于多种药材中的多酚鞣酸类化合物,具有抗病毒、抗菌、抗过敏、抗糖尿病等多种生物学活性。体内外研究表明其在多种癌症预防及治疗方面均有较好疗效,但目前PGG对胃癌体内作用机制尚不完整。本研究通过网络药理学挖掘PGG和胃癌(Gastric Cancer,GC)的潜在作用靶点进而构建“GC-PGG-靶点”网络,预测PGG在GC中的作用机制;考察PGG对胃癌细胞及皮下移植瘤生长的抑制作用;免疫组化、q RT-PCR及Western Blot检测通路上相关基因及蛋白表达,对预测机制进行检验修正。主要实验结果如下:(1)网络药理学分析可知,PGG与GC共获得328个交叉靶基因。分子对接技术和疾病预后阐明靶基因计算筛选的Hub基因与药物及疾病均有显著相关性,其中分子对接结合能小于等于-9.0 kcal/mol的基因有HRAS、AKT1、MAPK14、MAPK8、TP53、IGF1R。Hub基因的GO分析表明PGG抑制胃癌是在质膜、核、线粒体等细胞器内与蛋白质结合、酶结合启动凋亡过程的负调控、DNA结合的正调控等发挥作用。KEGG分析显示PGG抑制胃癌主要通过MAPK、PI3K/AKT、Gn RH等信号通路。综合富集分析结果推测PGG抗胃癌的分子机制可能与MAPK、PI3K/AKT信号通路相关。(2)细胞实验结果表明,PGG对小鼠胃癌MFC细胞具有良好的抑制作用且抑制率与浓度呈正相关,PGG孵育24h的IC50为239.88μM,效果优于阳性药5-FU的IC50288.40μM(p<0.05)。PGG可明显降低细胞克隆能力,当浓度为100μM、200μM时效果与5-FU相当。PGG可改变细胞周期,当药物浓度为200μM时,细胞G0/G1期、G2/M期比例相比于12.5μM时分别降低了14.59%、7.79%,S期比例增加了22.71%。PGG能诱导细胞凋亡、降低线粒体膜电位及增加细胞内活性氧含量,随着给药浓度增加至200μM,相比对照组细胞凋亡率由9.26%升至66.2%,线粒体膜电位由94.67%降至43.94%,活性氧含量增加了125.8%(p<0.001)。(3)动物实验结果显示,PGG可显著抑制小鼠异位移植瘤的生长,给药15天后PGG高剂量组(30 mg/kg)的抑瘤率为54.7%,与阳性药5-FU组无明显差异。PGG组肿瘤TUNEL染色切片相比对照组出现大范围的黄褐色表明其可促进肿瘤细胞凋亡。Balb/c小鼠移植肿瘤后脾脏和肝脏出现不同程度的损伤,对肝、肾、脾切片及脏器系数分析得出PGG对内脏病变无明显缓解效果。与空白组相比,PGG能增加小鼠血清中的IL-2和TNF-α含量,降低IL-10的含量(p<0.05),表明PGG可以平衡免疫系统,增强免疫反应抑制胃癌发展。免疫组化、q RT-PCR和Western Blot实验显示PGG能下调Akt1、Bcl2、Egfr、HIF-α、Mtor、P38、Pi3k等基因及蛋白的表达,上调Bax、Caspase3、细胞色素C、Caspase9的表达,表明PGG可以通过抑制MAPK、PI3K/AKT信号通路诱导肿瘤凋亡发挥抗肿瘤作用。综上,PGG在体外能够显著抑制小鼠胃癌MFC细胞的增殖,诱导癌细胞凋亡,降低线粒体膜电位,增加细胞内活性氧的含量;在体内可明显增强小鼠免疫反应,抑制肿瘤生长诱导肿瘤组织凋亡,对机体无明显毒性;通过对网络药理学预测的通路验证表明PGG可通过调控PI3K-AKT和MAPK-P38信号通路促肿瘤凋亡而发挥抗肿瘤作用。网络药理学可较为准确预测PGG体内抗胃癌的作用机制,为PGG防治胃癌提供新的策略。
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