J Ethnopharmacol| 江苏省中医院沈洪团队揭示芪芩护肠方改善结肠炎相关结肠癌机制

结肠癌(Colorectal cancer, CRC)是一种常见的癌症,也是全球癌症相关死亡的第二大原。炎性肠病(Inflammatory bowel disease, IBD)是结肠癌发病的一个重要因素,IBD长期的慢性炎症促进了癌症的发生与发展。与散发性CRC不同,结肠炎相关结肠癌(Colitis associated colorectal cancer, CAC)遵循“炎症-增生异常-癌变”的发病途径,目前临床上尚无针对CAC的特效药物。芪芩护肠方(QQHCF)是沈洪教授根据多年临床经验研制的用于治疗CAC的中药复方制剂,虽然芪芩护肠方是临床上常用的治疗CAC的药物,但其疗效和作用机制仍然未知,需要进一步研究。

2023年10月,江苏省中医院沈洪教授团队Journal of Ethnopharmacology(IF=5.4)上发表了题为“A network pharmacology approach and experimental validation to investigate the anticancer mechanism of Qi-Qin-Hu-Chang formula against colitis-associated colorectal cancer through induction of apoptosis via JNK/p38 MAPK signaling pathway”的研究论文。该研究通过中药非靶代谢组学、网络药理学、实验验证和分子对接探索了QQHCF治疗CAC的机制,并通过体内和体外实验进行了进一步的验证。拜谱生物为该研究成果提供中药代谢组,为揭示芪芩护肠方通过激活JNK/p38 MAPK通路改善结肠炎相关结肠癌提供了理论支持。


J Ethnopharmacol| 江苏省中医院沈洪团队揭示芪芩护肠方改善结肠炎相关结肠癌机制






文章名称:A network pharmacology approach and experimental validation to investigate the anticancer mechanism of Qi-Qin-Hu-Chang formula against colitis-associated colorectal cancer through induction of apoptosis via JNK/p38 MAPK signaling pathway(Journal of Ethnopharmacology,IF=5.4,2023.10)

客户单位:江苏省中医院

研究材料:中药药液

拜谱提供技术:中药代谢组






技术路线




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研究结果




1

QQHCF靶标和CAC靶标的收集

该研究首先从TCMSP数据库中收集QQHCF中的活性化合物,根据条件筛选,获得176种有效成分,鉴定出与176种QQHCF衍生化合物相关的273个治疗靶蛋白,并使用UniPort数据库调整其基因名称,通过构建草药-成分-靶基因网络发现QQHCF的不同草药和活性化合物,含量最高的药物成分为槲皮素、山奈酚、木犀草素和汉黄芩素(图1C)。从GeneCards、OMIM和DrugBank数据库中共收集了2460个CAC相关靶标(图1A)。通过维恩图鉴定了QQHCF靶点和CAC靶点之间的165个重叠基因(图1B)。

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图1|与CAC相关的靶点和QQHCF的活性成分靶点

(图源:Wu Y., et al., Journal of Ethnopharmacology., 2023)


2

PPI网络分析和核心靶点筛选

为了识别具有直接或间接相互作用的靶标,该研究将165个重叠基因导入数据库并构建PPI网络。PPI网络由164个节点和3746条边组成(图2A)。根据DC、BC和CC值确定核心目标,构建核心和非核心目标网络(图2B)。显示了按程度排名的前14个目标(图2C)。为了更深入地研究MCODE识别的子网络,将目标分为四个不同的组(图2D)。

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图2|QQHCF治疗CAC靶点的PPI网络

(图源:Wu Y., et al., Journal of Ethnopharmacology., 2023)


3

GO和KEGG富集分析

为了进一步研究QQHCF在CAC中的作用,研究者对165个重叠靶点进行了GO和KEGG富集分析。KEGG通路分析表明其中7条通路与CAC的发生有关,包括癌症通路、PI3K-Akt和MAPK信号通路、癌症中的MicroRNA等,MAPK信号通路与CAC密切相关,这可能是QQHCF抗CAC的潜在机制,MAPK信号系统在癌症治疗中至关重要,可以使细胞外信号能够调节各种细胞功能,包括增殖、分化、迁移和细胞凋亡(图3)。

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图3|165个常见靶标的GO和KEGG富集分析

(图源:Wu Y., et al., Journal of Ethnopharmacology., 2023)


4

QQHCF中活性化合物的鉴定和预测

该研究采用UHPLC-MS/MS鉴定了QQHCF中的有效成分。图4显示了在正(ESI+)和负电离(ESI-)模式下获得的代表性LC-MS总离子电流色谱图(TIC)。根据UHPLC-MS/MS分析发现,氨霉素、羽扇豆碱和黄芩苷是3种含量最高的成分。

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图4|使用UHPLC-MS/MS鉴定和预测QQHCF中活性化合物

(图源:Wu Y., et al., Journal of Ethnopharmacology., 2023)


5

 预测JNK/p38 MAPK信号通路中QQHCF的活性化合物

研究者通过动物实验发现,QQHCF减少了AOM/DSS治疗小鼠的肿瘤负荷、数量和大小,并诱导结肠组织细胞凋亡,证实了QQHCF在CAC小鼠模型中发挥了保护作用。在体外实验中进一步分析发现,QQHCF可以诱导HCT-116细胞和HT-29细胞的凋亡并抑制细胞的活力、迁移和侵袭。值得注意的是,QQHCF在体内和体外均激活JNK/p38 MAPK信号通路(图5)。最后,通过分子对接分析揭示了QQHCF中含量最高的4种化合物槲皮素、山奈酚、木犀草素和汉黄芩素与JNK和p38蛋白结合良好,表明它们可能在治疗CAC中至关重要(图6)。

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图5|QQHCF通过激活JNK/p38 MAPK 通路改善结肠炎相关结直肠癌示意图

(图源:Wu Y., et al., Journal of Ethnopharmacology., 2023)



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图6|主要化学成分与JNK的分子对接结果

(图源:Wu Y., et al., Journal of Ethnopharmacology., 2023)







拜谱小结




该研究表明,QQHCF可以通过激活JNK/p38 MAPK信号通路来改善AOM/DSS诱导的小鼠CAC。这些结果对制定有效的CAC治疗策略具有重要意义。中药治病具有多成分、多靶点和多途径的特点,利用多组学方法分析中药的治病机理是中药领域的研究热点。拜谱生物推出的中药代谢组整体解决方案,包括中药成分分析、中药入血/组织分析、网络药理学分析等服务内容,基于更丰富、专业的中药数据库,更高的数据质量,更优质的服务,助力客户探索中药前沿研究,欢迎大家咨询!




参考文献:Wu Y, Fang Y, Li Y, Au R, Cheng C, Li W, Xu F, Cui Y, Zhu L, Shen H. A network pharmacology approach and experimental validation to investigate the anticancer mechanism of Qi-Qin-Hu-Chang formula against colitis-associated colorectal cancer through induction of apoptosis via JNK/p38 MAPK signaling pathway. J Ethnopharmacol. 2024 Jan 30;319(Pt 3):117323. doi: 10.1016/j.jep.2023.117323.




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