基于系统药理学分析扶正消瘤汤抗结肠癌的作用机制研究

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癌症已经成为威胁人类生命的一号杀手,而结肠癌作为一种常见的恶性肿瘤,有着发病率增高、患者年轻化的发展趋势,这给社会和人民生活带来了巨大的负担。结肠癌起病隐匿,不易察觉,容易发生远端转移,并且确诊时大多数已经发展到了中期或者晚期。目前其发病机制尚不明确,一般认为其病因与饮食、疾病、遗传等因素有关,现在的治疗方式主要采用手术和化疗等方法。现代医学疗法在治疗结肠癌的过程中会有一些不足与局限,而中国传统医学(TCM)配方在癌症治疗方面的疗效已经得到证实。研究显示,在治疗消化道恶性肿瘤时,辅以扶正消瘤汤,具有明显的临床疗效。扶正消瘤汤的使用,可以有效控制病情发展,提高免疫力,降低不良反应,具有较高的安全性,但其确切的治疗机制仍不明确。本研究主要运用集合了吸收、分布、代谢和分泌(ADME)筛选的系统药理学方法,以及药物靶向、网络、通路分析等技术,从不同水平剖析了中国医学配方扶正消瘤汤能够有效治疗结肠癌的作用机制。本文主要研究内容与结果如下:(1)从TCMSP数据库中得到扶正消瘤汤7味草药包含的所有化合物,通过OB和DL参数筛选,得到74个活性化合物,进而获得104个与结肠癌疾病相关的药效靶点;(2)靶点GOBP富集分析,发现这些靶点对应的生物学过程大多与结肠癌疾病相关;(3)化合物-靶点互作网络的构建,得到了一系列可能发挥重要治疗作用的活性分子和药效靶点,例如槲皮素、芹菜素、木犀草素、熊果酸、山奈酚等活性化合物以及ESR1、AR、NOS2、PTGS2、GSK3B等作用靶点;(4)靶点-疾病-疾病类型互作网络的构建,发现药物靶标与23种结肠癌相关疾病有着密切关系,主要有结肠肿瘤、肿瘤转移、结直肠肿瘤、炎症、疼痛、胃肠道出血等,并将这23种疾病分为了7类;(5)靶点-通路互作网络的构建,得到了10条与结肠癌紧密相关的生物学通路,有PI3K-Akt信号通路、HIF-1信号通路和MAPK信号通路等;(6)“结肠癌疾病通路”的整合,得到了凋亡模块、炎症模块和血管生成模块三个典型的治疗模块。(7)靶点基因的差异表达分析和生存分析,发现有39个基因在结肠癌中下调,65个基因在结肠癌中上调。PLAU、BIRC5、FOS、ESR1等在肝癌或肺癌中有表达差异,扶正消瘤汤中的活性分子可能作用于这类靶标参与结肠癌转移的预防和治疗。CYP19A1低表达组表现出良好的生存状态。综合的系统药理学提供了明确的方法来说明扶正消瘤汤治疗结肠癌的分子机制,扶正消瘤汤中的多个分子作用在多个靶点上,协同调节多个生物学通路,同时通过促进细胞凋亡、抑制炎症反应、抑制血管生成等多种途径来发挥作用,达到对结肠癌的治疗效果。系统药理学为中药的现代化研究提供了确实可行的理论和方法,将有助于全面、系统、深刻、透彻地从分子水平和系统水平揭示中药和生物体之间的相互作用机制,这也将促进传统医学在现代医学中的应用。
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