STAT3:慢性炎症介导肝癌进程的关键分子

STAT3是信号转导及转录激活因子家族成员,在肝癌等慢性炎症相关性肿瘤中异常激活。作为肝癌炎症微环境中的关键信号分子,STAT3不仅参与肝癌发生过程中的“炎癌转化”,而且通过多种方式促进肝癌进展中癌细胞的增殖、侵袭与转移,是一个潜在的肝癌治疗靶标。综述了近几年STAT3与肝癌关系的新进展。

健脾益气方对肝癌模型大鼠的治疗作用及机制研究

目的:探讨健脾益气方对二乙基亚硝胺(DEN)诱导的肝癌模型大鼠的治疗作用及机制。方法:将80只雄性SD大鼠分为正常组、模型组、NOD样受体家族3(NLRP3)抑制剂组(MCC950,4.5 mg/kg)、胱天蛋白酶1(caspase-1)抑制剂组(VX-765,4.5mg/kg)和健脾益气方低、中、高剂量组(5.25、10.5、21 g/kg),除模型组20只大鼠外(其中10只用于判断是否造模成功),其余每组10只。除正常组大鼠腹腔注射生理盐水外,其余各组大鼠腹腔注射DEN(70 mg/kg)以复制肝癌模型。造模成功后,正常组和模型组大鼠灌胃生理盐水,各抑制剂组大鼠腹腔注射相应药物,健脾益气方各剂量组大鼠灌胃相应药物,每日1次,连续4周。末次处置后,观察大鼠肝组织病理学形态变化,检测大鼠血清中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)的含量,检测大鼠肝组织中NLRP3以及细胞程序性坏死相关蛋白[衔接子凋亡相关斑点样蛋白(ASC)、caspase-1前体(pro-caspase-1)、受体相互作用蛋白激酶1(RIP1)、RIP3、混合系激酶区域样蛋白(MLKL)]的表达水平。结果:与正常组比较,模型组大鼠的肝细胞可见不同程度的脂肪变性、细胞核增大和呈团块状,部分可见出血和坏死,并伴有增生灶和结节;其肝组织损伤指数和血清中TNF-α、IL-1β含量以及肝组织中NLRP3、ASC、pro-caspase-1、RIP1、RIP3、MLKL蛋白的表达水平均显著升高(P<0.05或P<0.01)。与模型组比较,健脾益气方低、中剂量组大鼠的肝组织仍有大量炎性细胞浸润,而其高剂量组和各抑制剂组大鼠的炎性细胞浸润均明显减少;且健脾益气方各剂量组和各抑制剂组大鼠的肝组织损伤指数和血清以及肝组织中上述指标水平大部分显著降低(P<0.05或P<0.01)。结论:健脾益气方对肝癌模型大鼠具有治疗作用,其作用机制可能与下调NLRP3炎症小体的表达、抑制细胞程序性坏死有关。

健脾理气方通过下调NLRP3炎症小体的活化防治内毒素性急性肝损伤大鼠

目的:在网络药理学研究基础上,基于NLRP3炎性小体活化通路探讨健脾理气方对大鼠急性肝损伤(ALI)的防治作用。方法:(1)利用网络药理学技术预测分析健脾理气方通过抗炎和免疫调节治疗ALI的潜在靶点。(2)将雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为正常对照组、模型对照组以及健脾理气方6. 05、12. 1、24. 2 g/kg组,除正常对照组大鼠按体重一次性腹腔注射生理盐水外,其余各组大鼠给予腹腔注射600 mg/kg D-氨基半乳糖(D-GalN)诱导ALI模型。造模后健脾理气方6. 05、12. 1、24. 2 g/kg组立即分别灌胃相应体积药物,每日两次,给药间隔为12 h,连续给药2 d。末次给药后立即取材,采用HE染色观察肝脏组织病理形态学的改变;生物化学法检测大鼠血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)和γ-谷氨酰转肽酶(GGT)及肝脏组织中的Caspase-1活性,ELISA法检测血清炎症因子IL-1β、IL-18和NF-κB含量;Western Blot法检测肝脏组织中衔接分子(ASC)和炎性小体(NLRP3)蛋白表达水平的变化。结果:(1)网络药理学预测结果显示,健脾理气方可能通过NLRP3炎性小体等信号通路防治ALI。(2)与正常对照组相比,模型对照组大鼠肝脏组织损伤指数显著升高,血清ALT、AST、IL-1β、NF-κB含量明显升高,Caspase-1酶活性均明显升高,肝组织NLRP3和ASC蛋白表达水平明显上调(P <0. 05或P <0. 01);与模型对照组相比,健脾理气方12. 1、24. 2 g/kg组的大鼠肝脏组织损伤指数显著降低,12. 1 g/kg组的血清ALT、AST、GGT和NF-κB含量明显降低,及肝组织NLRP3、ASC蛋白表达量均明显下调(P <0. 05或P <0. 01),24. 2 g/kg组的血清GGT、IL-18和NF-κB含量明显降低,Caspase-1酶活性明显降低及肝组织NLRP3和ASC蛋白表达量明显下调(P <0. 05或P <0. 01)。结论:健脾理气方12. 1、24. 2 g/kg组对D-GalN诱导的急性肝损伤均具有一定的保护作用,其中以12. 1 g/kg组的健脾理气方防治的效果最佳;其作用的分子机制可能在于下调NLRP3炎症小体的活化;这一结果与网络药理学的预测结果相一致。

基于网络药理学探讨健脾益气方治疗DEN肝癌大鼠的分子机制及关键通路的验证

目的利用网络药理学分析方法探讨健脾益气方治疗肝癌的活性成分与靶点;并在此基础上利用二乙基亚硝胺(DEN)诱导的肝癌大鼠,对其中筛选出的关键通路白介素-6/信号转导和转录激活因子3(IL-6/STAT3)进行验证。方法采用中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)数据库、中国知网和Swiss Target Prediction平台获取健脾益气方的活性成分和对应靶点;基于Gene Cards、CTD以及gene数据库获取肝细胞癌(HCC)相关靶点;将疾病相关靶点和药物靶点取交集后得出潜在靶点,导入Cytoscape软件绘制活性成分-靶点网络图;并利用STRING数据库对潜在靶点进行蛋白相互作用(PPI)网络构建与分析,以获取核心靶点。采用腹腔注射DEN[70 mg/(kg·d)]制备肝癌大鼠模型。将大鼠随机分为正常组,模型组,健脾益气方低、中、高剂量组(5.25、10.5、21 g/kg),STAT3抑制组(C188-9,4.5 mg/kg)和糖蛋白130(gp130)抑制组(SC144,4.5 mg/kg),均连续干预4周。采用HE染色法观察大鼠肝脏组织病理形态学变化;采用RT-qPCR法检测大鼠肝脏组织IL-6、gp130、Janus激酶1(JAK1)、Janus激酶2(JAK2)和STAT3的mRNA表达水平;采用ELISA法检测大鼠血清IL-6含量;采用Western Blot法检测大鼠肝脏组织gp130、JAK1、p-JAK1、JAK2、p-JAK2、STAT3和p-STAT3蛋白表达水平。结果通过网络药理学分析获得64个活性成分和146个潜在靶点,这些分子参与的信号通路主要与IL-6/STAT3有关,且STAT3是其中潜在的核心靶点。动物实验结果显示,与正常组比较,模型组大鼠IL-6和STAT3 mRNA和蛋白质水平,及p-JAK1/JAK1、p-JAK2/JAK2和p-STAT3/STAT3水平均明显上调(P<0.05或P<0.01)。与模型组比较,健脾益气方中、高剂量组,及STAT3抑制组和gp130抑制组大鼠血清IL-6含量,肝脏组织IL-6、gp130和STAT3 mRNA表达水平,gp130和STAT3蛋白水平,及p-JAK1/JAK1、p-JAK2/JAK2、p-STAT3/STAT3水平均降低(P<0.05或P<0.01)。结论健脾益气方可通过多成分、多靶点、多通路发挥治疗肝细胞癌的作用,而下调IL-6/STAT3炎症信号可能是健脾益气方治疗HCC的重要途径之一。

健脾益气方通过抑制DEN肝癌大鼠肝组织NLRP3炎性小体的激活影响血清炎症因子水平

炎性小体(inflammasome)作为炎症反应的中心环节,与包括肿瘤在内的很多疾病密切相关。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(cysteinyl aspartate specific proteinase-1,Caspase-1)常以炎性小体为活化支架,促进白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)等炎症因子的成熟与释放。前期证实,健脾益气方(Jianpi Yiqi decoction,JYD)可通过调节肝癌细胞中的Caspase-1水平来抑制肝癌细胞的增殖与侵袭,并诱导部分肝癌细胞凋亡,但该方是否通过调节Caspase-1而影响炎性小体活化及其相关炎症因子的表达尚不清楚。本研究基于核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)炎性小体活化通路,用低、中和高剂量的健脾益气方(5.25、10.5、21.0 g/kg)分别干预经二乙基亚硝胺(N-nitrosodiethylamine,DEN)诱导的肝癌大鼠,同时以Caspase-1抑制剂(VX-765)为阳性对照,采用HE染色观察大鼠肝组织病理变化,用比色法测定大鼠血清谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)、谷氨酰转移酶(gamma-glutamyl transpeptidase,GGT)和α-L-岩藻糖苷酶(alpha-L-fucosidase,AFU)及肝组织Caspase-1酶活性;用酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测大鼠血清白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-18(interleukin-18,IL-18)、核因子κB蛋白(nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells,NF-κB)、高迁移率族蛋白B1(high mobility group box 1,HMGB-1)、钙结合蛋白(calprotectin)S100A8和S100A9的水平;用蛋白免疫印迹法(Western blot)检测大鼠肝组织NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing CARD,ASC)和Caspase-1蛋白前体(pro-Caspase-1)表达水平。结果显示:与正常组相比,模型组大鼠肝组织出现众多大小不一的灰白色癌变结节、大量炎性细胞浸润和病理性核分裂,血清ALT、AST、GGT、AFU、IL-1β、IL-18、NF-κB、HMGB-1、S100A8和S100A9的水平,肝组织NLRP3、ASC和pro-Caspase-1蛋白水平及Caspase-1酶活性均明显上调(P<0.01);与模型组相比,中、高剂量的健脾益气方和VX-765的干预均可明显减轻大鼠肝组织相关病理变化、降低上述指标的表达水平(P<0.05或P<0.01);健脾益气方高剂量组与阳性对照组(VX-765)相比,血清ALT、AST、GGT、AFU、NF-κB、HMGB-1、S100A8、S100A9水平和肝组织ASC蛋白水平的组间差异均不具有统计学意义(P>0.05)。以上结果表明,健脾益气方可通过抑制Caspase-1使NLRP3炎性小体的激活及相关炎症因子的表达下调,具有抑制肝癌大鼠肝功能恶化和炎症程度加剧的作用。