论文部分内容阅读
目的:本研究通过用巨噬细胞条件培养液模拟胰腺癌的炎性微环境,探究黄芩素、汉黄芩素作用后的胰腺癌炎性微环境对胰腺肿瘤血管生成的影响及其作用机制,并比较黄芩水提物、柴胡黄芩药对水提物、黄芩单体黄芩素及汉黄芩素作用下的胰腺癌炎性微环境对血管生成的不同作用。方法:1.探究黄芩素、汉黄芩素作用下的胰腺癌炎性微环境对血管生成的影响通过用巨噬细胞条件培养液模拟胰腺癌的炎性微环境,设计体外细胞实验探究黄芩素、汉黄芩素作用下的胰腺癌炎性微环境对胰腺肿瘤血管生成的影响。实验设计如下:(1)条件培养液的收集:用脂多糖LPS诱导巨噬细胞RAW264.7细胞并给予不同浓度的黄芩素、汉黄芩素干扰巨噬细胞活性,将收集的RAW264.7条件培养液作用于胰腺导管腺癌Bx PC-3细胞,收集Bx PC-3细胞的条件培养液以模拟黄芩素、汉黄芩素作用后的胰腺癌炎性微环境。(2)体外探究不同炎症环境下Bx PC-3条件培养液对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的影响:用Bx PC-3条件培养液作用于HUVEC,分别用MTT实验、划痕实验、Matrigel实验探究黄芩素、汉黄芩素作用后的胰腺癌炎性微环境对血管内皮细胞的影响。(3)体内探究不同炎症环境下生长的Bx PC-3条件培养液对鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)血管生成的影响:用Bx PC-3条件培养液作用于CAM模型,探究黄芩素、汉黄芩素作用后的胰腺癌炎性微环境对体内血管生成的影响。2.网络药理学预测黄芩素、汉黄芩素作用下的胰腺癌炎性微环境对胰腺肿瘤血管生成的作用机制通过TCMSP、Gene Cards、Genclip及OMIM数据库获取黄芩素、汉黄芩素的靶点合集作为药物靶点,并分析药物靶点的蛋白功能与KEGG通路;再获取胰腺癌、炎症及血管生成相关靶点的交集作为疾病靶点,将药物、疾病靶点取交集作为黄芩素、汉黄芩素作用下的胰腺癌炎性微环境对血管生成作用的相关靶点,导入微生信进行可视化分析,并通过David数据库对交集靶点所涉及的蛋白功能及KEGG通路进行生物信息学分析,并用STRING数据库构建药物-疾病-靶点的PPI网络,最后通过网络局部特征参数分析分别算出六种算法中排名前三十的靶点,取交集作为最终靶点。3.体外实验验证黄芩素、汉黄芩素作用下的胰腺癌炎性微环境对胰腺肿瘤血管生成的作用机制基于网络药理学的预测结果,设计体外细胞实验验证黄芩素、汉黄芩素作用下的胰腺癌炎性微环境对血管生成的作用机制。实验过程如下:(1)Western blot检测分析RAW264.7条件培养液作用后Bx PC-3细胞HIF-1α、MMP-9、VEGFA、TNF-α、IL-6及PI3K/AKT/NF-κB、STAT3通路的蛋白表达情况。(2)通过中和抗体实验抑制Bx PC-3条件培养液中VEGFA的功能,并通过划痕实验探究中和抗体后的Bx PC-3条件培养液对HUVEC迁移的影响。4.比较黄芩水提物、柴胡黄芩药对水提物、黄芩素和汉黄芩素对胰腺癌血管生成的影响中药的临床药物应用多为其水提物,药对是中药临床使用中最小的配伍,为了让实验更接近于中药的临床实际应用,在后期的实验中通过用Bx PC-3条件培养液模拟胰腺癌炎性微环境,设计体外细胞实验比较黄芩水提物、柴胡黄芩药对水提物、黄芩素和汉黄芩素对胰腺癌血管生成的不同影响。实验设计如下:(1)Griess法检测NO:根据课题组前期基于UPLC技术检测的黄芩水提物、柴胡黄芩药对水提物中黄芩素、汉黄芩素的含量,配制黄芩素、汉黄芩素浓度分别为60μM的黄芩水提物、柴胡黄芩药对水提物并通过Griess法检测这几种药物对巨噬细胞分泌NO的影响。(2)条件培养液的收集:用LPS诱导RAW264.7细胞并给予黄芩水提物、柴胡黄芩药对水提物、黄芩素和汉黄芩素干扰巨噬细胞活性,将收集的RAW264.7条件培养液作用于胰腺导管腺癌Bx PC-3细胞,收集Bx PC-3条件培养液以模拟不同药物作用后的胰腺癌炎性微环境。(3)体外探究不同炎症环境下Bx PC-3条件培养液对人源内皮细胞HUVEC的影响:将Bx PC-3条件培养液作用于HUVEC,分别用MTT实验、划痕实验、Matrigel实验探究不同药物作用后的胰腺癌炎性微环境对血管内皮细胞的影响。(4)体内探究不同炎症环境下生长的Bx PC-3条件培养液对大鼠腹主动脉环血管生成的影响:将Bx PC-3条件培养液作用于SD大鼠离体腹主动脉环,探究不同药物作用后的胰腺癌炎性微环境对体内血管生成的影响。(5)Western blot检测不同炎症环境下Bx PC-3细胞HIF-1α、MMP-9、VEGFA、TNF-α、IL-6及PI3K/AKT/NF-κB、STAT3通路的蛋白表达情况。结果:1.与模型组相比,60μM的黄芩素、汉黄芩素作用后的Bx PC-3条件培养液均可显著抑制HUVEC的增殖、迁移、小管形成的分支数和总分支长度(P<0.05),以及体内CAM模型的血管生成(P<0.01)。2.通过网络药理学预测黄芩素、汉黄芩素对炎性微环境下胰腺癌血管生成作用的相关靶点共为24个,分别为:IL6,MAPK14,MAPK1,MYC,CCND1,ESR1,JUN,AKT1,MAPK8,TNF,PTGS2,RELA,VEGFA,CXCL8,MMP-9,HIF1A,AR,MCL1,CASP9,NFKB1,TGFB1,XIAP,NOS2,CATA。3.与模型组相比,60μM黄芩素、汉黄芩素作用下的炎性微环境可显著抑制Bx PC-3细胞中p-IκB/IκB、p-p65/p65、p-AKT/AKT及PI3K、STAT3、HIF-1α、MMP-9、VEGFA、TNF-α、IL-6的蛋白表达(P<0.05);与模型组相比,中和VEGFA功能后的Bx PC-3条件培养液对促进HUVEC划痕愈合的能力被显著抑制(P<0.05)。4.与模型组相比,黄芩素浓度为60μM的黄芩水提物、柴胡黄芩药对水提物均可显著抑制RAW264.7细胞分泌NO(P<0.05);与模型组相比,黄芩素浓度为60μM的黄芩水提物、柴胡黄芩药对水提物作用下的Bx PC-3条件培养液对HUVEC的增殖、迁移、小管形成的分支数和总分支长度及SD大鼠腹主动脉环的血管生成没有显著性影响(P>0.05);与模型组相比,黄芩素浓度为60μM的黄芩水提物可显著抑制Bx PC-3细胞中p-AKT/AKT、PI3K、MMP-9的蛋白表达(P<0.05),黄芩素浓度为60μM的柴胡黄芩药对水提物可显著抑制Bx PC-3细胞中p-AKT/AKT、PI3K、IL-6的蛋白表达(P<0.05)和MMP-9的蛋白表达(P<0.01)。结论:1.本研究通过提取巨噬细胞条件培养液和胰腺肿瘤细胞条件培养液模拟胰腺癌的炎性微环境,发现60μM的黄芩素、汉黄芩素可抑制炎性微环境下胰腺癌的血管生成,网络药理学的预测和蛋白印迹实验的验证提示黄芩素、汉黄芩素对血管生成的作用可能与HIF-1α、MMP-9、VEGFA、TNF-α、IL-6及PI3K/AKT/NF-κB、STAT3通路有关,中和抗体实验和划痕实验提示VEGFA可能为胰腺肿瘤细胞调控内皮细胞迁移的关键靶点。2.黄芩素含量为60μM的黄芩水提物、柴胡黄芩药对水提物可抑制巨噬细胞的炎性微环境和炎性微环境作用下Bx PC-3细胞中PI3K/AKT通路和MMP-9的蛋白表达,但在实验周期和条件下对炎性微环境中胰腺癌的血管生成没有显著的抑制作用。