[目的]评价天佛参口服液抗结肠癌的效应,并结合系统药理学初步探讨天佛参口服液发挥效应的物质基础和作用机制。[方法]1)在体外水平,利用MTT法考察天佛参口服液对8种人源性结肠癌细胞株(SW480、SW620、HCT-116、HCT-15、LS174T、colo-205、DLD-1、HT-29)增殖的抑制活性。研究中天佛参口服液设置的剂量均以生药量表示。2)在体内水平,建立人结肠癌细胞株HT-29裸小鼠细胞移植瘤模型,并通过肿瘤抑制率和相对肿瘤增殖率两种方法,评价天佛参口服液的体内抗肿瘤效应。研究中天佛参口服液设置的剂量均以生药量表示。3)检索中科院上海有机化物研究所中药与化学成分数据库(http://www.organchem.csdb.cn)、中药系统药理学数据库(http://tcmspnw.com)等数据库,收集天佛参口服液中已被报道的化学成分。并运用ADME/Tox虚拟计算系统,以OB≥30%,DL≥0.18为筛选条件,筛选天佛参口服液中的潜在活性成分。另外,部分活性成分,由于口服生物利用度或类药性等方面不满足要求,按照这种筛选方式将被剔除出去(即OB<30%或DL<0.18),而它们具有广泛的药理活性,包括抗肿瘤效应,是组方中药中的典型化合物,这部分成分也应该包含在潜在的候选活性化合物范畴之内。最终,整合这两部分的筛选结果,得天佛参口服液潜在的药效物质基础;运用药效团模型,基于支持向量机(SVM)算法和随机森林(RF)算法计算出各成分与相应靶点的相互作用强度,并以SVM≥0.8,RF≥0.7为筛选条件,虚拟预测天佛参口服液中各活性成分所对应的潜在作用靶点,构建潜在的药物作用靶点网络;通过检索并整合 DrugBank database(http://www.drugbank.ca/)、The Online Mendelian Inheritance in Man(OMIM)database(http://www.omim.org/)、Genetic Association Database(GAD)、Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)Pathway Database 以及 Therapeutic Target Database(TTD)(http://database.idrb.cqu.edu.cn/TTD/)等多个疾病靶点数据库,收集与结肠癌发生、发展及治疗紧密相关的靶点,构建已知的结肠癌相关靶点网络;运用Cytoscape软件的插件Bisogenet,并选择 InAct(www.ebi.ac.uk/intact/)、Human Protein Reference Database(http://www.hprd.org/)、Molecular interaction Database(http://mint.bio.uniroma2.it/mint/download.do)、Database of Interacting Proteins(http://dip.doe-mbi.ucla.edu/dip/)、Biological General Repository for Interaction Datasets(http://www.bind.ca)和 Biomolecular Interaction Network Database(http://thebiogrid.org/)6个PPI数据库,将潜在的药物作用靶点和已知的结肠癌相关靶点分别做蛋白质-蛋白质相互作用分析(Protein-Protein Interaction,PPI),构建相互作用网络,并筛选相互作用网络中具有显著意义的靶点,构成显著性相互作用网络。进一步运用Cytoscape软件的插件CytoNAC,计算显著性相互作用网络中每个节点的Degree centrality(DC)、Betweenness centrality(BC)、Closeness centrality(CC)、Eigenvector centrality(EC)、Network centrality(NC)、和Local average connec-tivity(LAC)六大拓扑参数,分析其在相互作用网络中的拓扑重要性。并将所有拓扑参数值大于平均值的靶点作为天佛参口服液抗结肠癌的潜在作用靶点;将筛选出的潜在作用靶点,运用Cytoscape软件的插件GlueGO,进行分子功能/生物学过程和信号通路的富集分析,进一步探讨天佛参口服液中的活性成分是通过影响结肠癌发生发展过程中的哪些关键环节,从而达到发挥抗结肠癌的效应;最后利用流式细胞术、Westerm blotting、免疫组织化学等分子生物学手段,对系统生物学分析的结果在实验水平进行初步验证,从而初步阐释天佛参口服液抗结直肠癌的作用机制。[结果]1)体外研究结果显示,天佛参口服液终浓度1.31mg/ml作用肿瘤细胞12h开始起效,在5.25mg/ml-84.00mg/ml之间对多种结肠癌细胞均有明显的抑制作用,且随着浓度的升高,抑制作用增强。在最大测试浓度84.00mg/ml时,所有受试肿瘤细胞的完整形态均发生改变,显微镜下观察到细胞碎片。天佛参口服液的作用时间为12、24、48h,随着作用时间的延长,IC50值呈降低趋势,提示作用时间愈长,对肿瘤细胞的抑制作用愈强。2)体内研究结果显示,天佛参口服液高剂量组(5.72g/kg)对HT-29人结肠癌细胞株直接接种的小鼠移植瘤模型的抑制率达到58.53%,进一步统计学比较显示,与模型组之间存在显著性差异(p<0.01),提示了天佛参口服液具有良好的体内抗结肠癌效应。3)检索多个中药成分数据库,共收集了 541种化学成分。并运用ADME/Tox虚拟计算系统,以OB≥30%,DL≥0.18作为虚拟筛选条件,共筛选出100种潜在活性成分。通过文献比对挖掘,寻找出具有广泛药理活性、但生物利用度或类药性等方面不满足要求的活性成分共40种。最终,整合这两部分的筛选结果,共筛选出140种活性成分,即为天佛参口服液潜在的药效物质基础;运用药效团模型,并以SVM≥0.8,RF≥0.7为筛选条件,虚拟预测其潜在作用靶点,发现140种潜在活性成分中,有23种成分没有找到相应的靶点,其余1 17种活性成分共预测出531个潜在作用靶点;通过检索并整合多个疾病靶点数据库,收集与结肠癌发生、发展及治疗紧密相关的靶点,共挖掘出495个结肠癌相关靶点;将潜在的药物作用靶点和已知的结肠癌相关靶点分别做PPI,构建相互作用网络,并筛选相互作用网络中具有显著性意义的靶点,进一步运用Cytoscape软件的插件CytoNAC对显著性靶点相互作用网络进行网络拓扑学分析,结果显示:在显著性靶点相互作用网络中,DC、BC、CC、EC、NC 和 LAC 的平均值分别为 80、3389.987、0.474019、0.016892、20.66753和 14.94828,且满足 DC>80、BC>3389.987、CC>0.474019、EC>0.016892、NC>20.66753和LAC>14.94828条件的靶点共276个,即为天佛参口服液抗结肠癌的潜在作用靶点;将筛选出的276个潜在作用靶点,运用Cytoscape软件的插件GlueGO,进行分子功能/生物学过程和信号通路的富集分析,结果显示,这些靶点所涉及的分子功能/生物学过程主要包括:负性调节细胞因子分泌、调节有丝分裂过程中DNA损伤修复、调节有丝分裂细胞周期中G1/S期转换、调节周期素依赖性蛋白激酶活性、调节蛋白酪氨酸激酶活性、调节血管内皮生长因子受体活性、调节线粒体细胞色素C的释放、调节细胞程序性死亡等生物学过程;所涉及的信号通路主要包括:细胞周期信号通路、MAPK信号通络、IL-2信号通路、EGF/EGFR信号通络、细胞程序性死亡信号通路、细胞因子和炎症反应信号通路。流式细胞术、Westerm blotting、免疫组织化学等分子生物学手段验证结果显示天佛参口服液能不同程度地调控细胞周期、细胞程序性死亡、血管生成、炎症等结肠癌发生、发展过程中的关键生物学过程,从实验水平初步佐证了系统药理学的分析结果。[结论]天佛参口服液体外对多种结肠癌细胞的增殖有明显的抑制效应,且具有显著的时间依赖性;天佛参口服液体内也显示出显著的抗结肠癌作用。而其抗结肠癌机制可能是由于天佛参口服液中多种药效成分作用于各自的靶点,通过成分、靶点之间的协同整合模式,实现对细胞周期、细胞程序性死亡、血管生成、炎症等结肠癌发生、发展过程中关键性生物学过程的调控,最终达到抗结肠癌的效应。