中草药怎么做？南方医科大学团队网络药理学+分子对接+实验验证，7+文章被狠狠羡慕了~
大家好，我是馆长！近年来，国家对中医药的扶持政策越来越好，设立了专门的科研基金,支持中药学的基研究，中草药的内包含的分子结构多且复杂，而网络药理学的出现大大助力了中草药作用效果及作用机制的研究。那今天馆长为大家带来一篇南方医科大学新发表的成果，研究团队通过综合运用多种技术手段，深入研究了Triphala（TRP）在口腔鳞状细胞癌治疗中的作用机制，为口腔鳞状细胞癌的治疗提供了新的思路和方法。这篇文章拿到了7+的分数，它有什么值得我们借鉴的地方呢？
1. 通过网络药理学确认TRP的靶基因，接着通过相互作用网络预测了TRP与这些关键基因之间的关系，揭示了TRP可能通过调控这些关键基因来发挥抗癌作用。
2. 通过分子对接技术，研究了TRP与关键基因的结合模式和亲和力，为进一步优化TRP的药效提供了理论依据。
3. 通过生物信息学分析和实验验证，验证了TRP对关键基因的调控作用和抗癌活性，为TRP作为口腔鳞状细胞癌治疗药物的开发提供了科学依据。如果你对网络药理学助力中草药的研发有兴趣，不妨扫码寻求馆长的帮助。馆长拥有丰富的经验和具体的分析思路，定能打开你的新思路！
题目：通过网络药理学、分子对接、体内外实验验证研究草药TRP的抗肿瘤作用：TRP通过灭活PI3K/Akt信号通路发挥抗口腔癌的药理作用
杂志：Pythomedicine
影响因子：7.9
发表时间：2024年3月
研究背景
TRP是一种阿育吠陀药，目前已有多项研究探究其对多种恶性肿瘤的预防和治疗作用以及相关抗肿瘤机制，但是，关于TRP在口腔癌中的抗肿瘤作用及其相关机制的研究还很少。网络药理学可以整合药物、化合物、基因目标、疾病等多种数据，可用于探究草药治疗特定疾病的机制。本研究旨在通过网络药理学探究TRP的抗口腔鳞状细胞癌的作用及机制。
数据来源
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数据集/列队 |
数据库 |
数据类型 |
详细信息 |
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TRP中包含的小分子化合物及靶点 |
Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database |
小分子化合物的生物利用度(OB)和药物相似度(DL)参数 |
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Traditional Chinese Medicine Database |
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小分子的靶蛋白信息 |
The Universal Protein Resource |
靶蛋白信息 |
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OSSC相关基因 |
Therapeutic Target Database |
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712个样本 |
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Online Mendelian Inheritance in Man |
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GeneCards |
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PharmGkb |
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相关基因的分子结构 |
RCSB PDB database |
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研究思路
作者首先利用网络药理学确定草药三果宝在口腔鳞癌（OSCC）中的靶基因，进行功能富集分析，建立了靶基因参与蛋白-蛋白相互作用网络，确定了靶基因富集的信号通路。随后，采用分子对接方法鉴定小分子候选药物与其靶蛋白之间的结合关系。用表面等离子体共振(SPR)实验验证了分子对接分析的结果。下来，作者通过体内斑马鱼异种移植瘤模型以及相关OSCC细胞系，研究TRP提取物的体内外抗肿瘤活性。
图1 研究流程
主要结果
1、确定TRP小分子化合物的靶基因
作者从TCMSP和TCM数据库中收集24个化合物，确定出了250个这些化合物的靶基因，这250个基因与712个OSCC相关基因的79个重叠基因是OSSC中TRP的靶点。对靶点进行功能富集分析，探究这些靶基因参与的生物学过程、细胞组分、分子功能以及KEGG信号通路。同时发现，TRP化合物能靶向这些基因，表明使用特定的小分子化合物来调节这些基因活性具有一定的治疗前景。接下来，作者通过蛋白-蛋白相互作用进一步筛选出10个基因，在这前10个基因中，有5个基因(JUN、EGFR、ESR1、RELA和AKT1)在肿瘤样本中显著上调。
图2 确定TRP小分子化合物的靶基因以及这些基因涉及的生物学功能
2、5个hub基因的分子对接情况
利用Autodock Vina进行分子对接，确定TRP化合物与5个hub基因蛋白（JUN、EGFR、ESR1、RELA、AKT1）的亲和力，为了进一步验证TRP小分子与5个hub基因表达蛋白的直接相互作用，作者进行了SPR法测定了小分子与蛋白的亲和力。
图3 TRP化合物与5个hub基因蛋白的分子对接
3、确认5个hub基因的mRNA以及磷酸化蛋白水平
作者分别通过RNA凝胶电泳和WB，对TRP提取物如何影响5个hub基因的表达及相应的蛋白磷酸化进行探究，发现AKT1和ESR1 mRNA表达下调，蛋白磷酸化程度降低，而EGFR, JUN和RELA mRNA表达上调，磷酸化蛋白的生成增加。
图4 TTRP诱导5个hub基因mRNA和磷酸化蛋白水平的变化
4、TRP的抗肿瘤活性研究
作者通过CCK-8、划痕实验、Transwell细胞体外侵袭实验、流式细胞术、Edu细胞增殖测定等，评估了TRP提取物的体外抗肿瘤活性，结果表明，TRP能有效抑制OSCC细胞的迁移、侵袭、DNA合成，促进早期和晚期细胞凋亡。此外，斑马鱼胚胎异种移植肿瘤模型的体内实验证实了这些发现，表明TRP有效地抑制了肿瘤的生长和转移
图5 TRP的抗肿瘤作用
5、PI3K-Akt通路在介导TRP抗OSCC中的作用
接下来，为了探究PI3K在TRP的抗肿瘤作用中发挥着怎样的作用，作者分别用740YP (PI3K激动剂) 和LY294002 (PI3K抑制剂)联合TPR进行处理，发现740YP和TPR联合处理后，细胞代谢活性增强；而联合LY294002进行处理后，细胞代谢活性显著降低，促进了TRP对OSCC细胞迁移、侵袭、凋亡和DNA合成的抑制作用，强调了PI3K-Akt通路在介导TRP在抗OSCC中的重要作用
文章小结
这项研究的研究思路是通过综合运用利用了网络药理学、分子对接、分子生物学实验以及体内和体外和体内实验等流行的研究方法探索了TRP在口腔鳞状细胞癌（OSCC）治疗中的潜在作用机制。不过，如果能采用多组学方法，结合转录组学和蛋白质组学分析，检测TRP治疗后特定OSCC细胞系mRNA和蛋白质谱的变化。随后，将进行差异表达分析，以确定差异表达mRNA和差异表达蛋白之间的重叠基因。找出这些重叠的基因与本研究中确定的79个靶基因相交的基因，结果的准确性将会进一步提升。毫无疑问，将多组学与网络药理学相结合，将在揭示草药治疗疾病的遗传机制方面具有巨大的潜力。对这样的想法、思路的研究心动嘛~那就快来联系馆长吧。
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