鸦胆子苷B与肠道菌群相互作用及对人肺癌A549细胞的抑制作用

目的:分析鸦胆子苷B和肠道菌群相互作用,以及其代谢产物对人肺癌A549细胞的抑制活性,探讨鸦胆子苷B对非小细胞肺癌(NSCLC)治疗的价值。方法:采用肠道菌群体外温孵培养法,将鸦胆子苷B与人肠道菌群体外共孵育,通过超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱法(UPLC-Q-TOF-MS)分析代谢转化产物。采用细胞增殖与活性检测法(CCK-8法)检测原型物鸦胆子苷B及其代谢产物对人肺癌A549细胞增殖的影响并计算半数抑制浓度(IC_(50))。取健康雄性大鼠5只,经灌胃给药鸦胆子苷B药液(2 mg·kg^(-1)),连续7 d,分别采集大鼠给药前和给药后的粪便,基于16S rRNA高通量测序分析鸦胆子苷B给药前后肠道菌群变化。结果:鸦胆子苷B可被人肠道菌群经脱糖基水解代谢为鸦胆子苦醇,原型物和转化产物对A549细胞的IC50分别为1755.50、19.57μmol·L^(-1),代谢产物对A549细胞增殖的抑制活性显著优于鸦胆子苷B。肠道菌群分析结果显示,与给药前比较,给药后大鼠肠道菌群α多样性和β多样性未发生明显变化。物种丰度方面,门水平上,鸦胆子苷B降低了放线菌门、变形菌门的物种相对丰度,增加了厚壁菌门、髌骨菌门、蓝细菌门的物种相对丰度;属水平上,鸦胆子苷B降低了葡萄球菌属、气球菌属、嗜冷菌属的物种相对丰度,增加了罗姆布茨菌属、乳杆菌属、狭义梭菌属1、Norank-f-norank-o-Clostridia-UCG-014、苏黎世杆菌属、异杆菌属、糖杆菌念珠菌属的物种相对丰度。功能预测结果显示,与给药前比较,给药后大鼠肠道功能均未发生显著变化。结论:鸦胆子苷B可在肠道菌群作用下脱糖基,转化为苷元鸦胆子苦醇,抗肿瘤活性显著提高。服用鸦胆子苷B不会使肠道菌群结构和功能发生显著变化,造成肠道微生态平衡失调,且给药鸦胆子苷B后出现对NSCLC患者有益的肠道菌群变化。

基于网络药理学和分子对接探讨鸦胆子治疗结直肠癌的作用机制

目的采用网络药理学结合分子对接及体内验证,探究鸦胆子Brucea javanica治疗结直肠癌的活性成分、关键作用靶点及潜在的分子机制。方法从公共数据库中检索并收集鸦胆子的活性成分和对应的靶点以及结直肠癌相关的靶点,通过网络药理学分析出鸦胆子治疗结直肠癌的活性成分、成分-疾病的交集靶点以及可能的信号通路。通过分子对接预测活性成分与靶点蛋白的结合能力。通过体内实验进一步验证鸦胆子活性成分治疗结直肠癌的作用和作用机制。结果在满足筛选条件的15个成分中共筛出鸦胆子苦醇、木犀草素、鸦胆子苷B、β-谷甾醇4个鸦胆子生物活性成分及32个鸦胆子治疗结直肠癌的作用靶点,表皮因子生长受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(cysteinasparate protease-3,Caspase-3)及细胞周期蛋白D1(cyclin D1)是鸦胆子治疗结直肠癌的关键靶点,EGFR/磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信号通路可能在鸦胆子治疗结直肠癌中发挥重要作用。分子对接结果表示4个生物活性成分均可较好结合,其中鸦胆子苦醇与3个关键靶点的平均结合能负值最大,结合最稳定,可能是鸦胆子抗结直肠癌最有效的活性成分。动物实验结果表明,与对照组比较,鸦胆子苦醇明显抑制裸鼠体内移植瘤的体积和质量(P<0.01),下调肿瘤组织中EGFR、PI3K和Akt的蛋白表达水平(P<0.01),下调与G1/G0期细胞阻滞相关的cyclin D1和细胞周期蛋白依赖性激酶4(cyclin-dependent kinase 4,CDK4)的表达(P<0.01),上调与肿瘤细胞凋亡相关的cleaved Caspase-3表达及B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白(B-cell lymphoma-2 associated X protein,Bax)/B淋巴细胞瘤-2(Bcell lymphoma-2,Bcl-2)值(P<0.01),下调与迁移和侵袭相关的蛋白基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP9)、MMP7表达(P<0.01);鸦胆子苦醇组裸鼠肝功能、肾功能及血液指标均未见显著性差异。结论鸦胆子能够通过多靶点、多通路治疗结直肠癌,其主要活性成分为鸦胆子苦醇,其机制可能与抑制EGFR/PI3K/Akt信号通路从而引起G1/G0期阻滞,抑制增殖、侵袭和迁移,促进细胞凋亡有关。