基于网络药理学和RNA-Seq技术研究曲古抑菌素A抗前列腺癌的作用及机制
目的：1.基于网络药理学探讨曲古抑菌素A（TrichostatinA,TSA）对前列腺癌（prostatecancer,PCa）的作用机理研究；2.通过RNA-Seq技术比较TSA干预前列腺癌细胞22RV1和DU145的转录组表达差异，探讨TSA对前列腺癌细胞可能的作用机制；3.探讨TSA抗前列腺癌的药理作用及其分子生物学机制。 方法：1.基于网络药理学预测TSA对PCa的作用机制研究。2.TSA干预22RV1和DU145前列腺癌细胞进行实验研究。在进行药物浓度的梯度筛选后，将它们分别分成正常对照组、TSA干预组（22RV1：100nM、200nM、300nM、600nM、1200nM；DU145：300nM、600nM、1200nM、2500nM、5000nM）。通过CCK-8实验计算TSA对22RV1和DU145细胞的半抑制浓度（IC50）。应用RNA-Seq技术对TSA干预22RV1和DU145细胞前后进行测序，筛选表达差异的基因。基于DAVID数据库对差异基因进行基因本体（GeneOntology，GO）功能注释及KEGG通路分析，探讨差异表达基因参与的生物功能及通路及可能的机制。最后应用RT-qPCR验证关键表达差异基因在TSA干预后的表达，并通过分子对接技术模拟TSA与表达差异基因的结合。 结果：1.网络药理学研究分析发现，共预测到77个TSA与PCa的相互作用靶点。通过GO和KEGG富集分析发现，这些靶点主要参与PCa的增殖、凋亡等相关的生物过程中，以及可能通过参与前列腺癌通路、PI3K-Akt信号通路、FoxO信号通路、MAPK信号通路、HIF-1信号通路等癌症相关通路发挥作用。2.CCK-8实验研究发现，TSA对前列腺癌细胞存在抑制作用，IC50分别为0.145μM（22RV1细胞）和0.332μM（DU145细胞）。3.经RNA-Seq测序分析，以差异倍数＞1.2或＜0.83且P＜0.05为筛选标准，发现在22RV1细胞中共筛选出1247个差异显著基因，其中表达上调162个，表达下调1085个。经DAVID数据库进行富集分析，发现主要富集到的生物功能及信号通路包括转录、RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控、细胞粘附、蛋白质磷酸化、细胞分裂、DNA修复等，以及癌症通路、PI3K-Akt信号通路、粘着斑、癌症中的蛋白聚糖、肌动蛋白细胞骨架的调节、Ras信号通路、Rap1信号通路等。同时，在DU145细胞中共筛选出952个差异显著基因，其中表达上调233个，表达下调719个。主要富集到的生物功能及信号通路包括转录、调节转录、转录正调控、细胞增殖的负调控等，以及MAPK信号通路、吞噬体、细胞粘附分子(CAMs)、PPAR信号通路等。4.经RT-qPCR实验验证结果显示，在TSA干预22RV1细胞后，在PI3K-Akt信号通路上，GNG13、DDIT4、GNB3、LAMA5、TNC、CREB1、PTEN、PIK3CA、EIF4B、PKN2、IRS1、BRCA1和EGFR基因表达下调，COL2A1、FGF11和PDGFA基因表达上调（P＜0.05）；在前列腺癌通路上，AR、EGFR、PTEN、PIK3CA、BRAF、KLK3、CREB1基因表达下调，PDGFA基因表达上调（P＜0.05）。在FoxO信号通路上，PTEN、PIK3CA、IRS1、BRAF和EGFR基因表达下调（P＜0.05）；在mTOR信号通路上，DDIT4、PTEN、RICTOR、PIK3CA、EIF4B、IRS1、ULK1和BRAF基因表达下调（P＜0.05）。实验结果表明，PTEN、EGFR、PIK3CA、BRAF、CREB1等同时参与多个通路。另外，在TSA干预DU145细胞后，在MAPK信号通路上，DDIT3、MRAS、CDC25B和PDGFA基因表达下调（P＜0.05）。此外，分子对接结果发现，TSA和EGFR、BRAF、PIK3CA、KLK3、LAMA5、TNC、PKN2、AR、CDCD25B有较好的结合能力。 结论：1.TSA对PCa细胞22RV1和DU145均具有抑制作用，且对22RV1细胞更为敏感。2.TSA可能通过调控PI3K-Akt信号通路、FoxO信号通路、mTOR信号通路和前列腺癌通路发挥其抑制激素依赖型前列腺癌细胞的药理作用；通过调控MAPK信号通路发挥其抑制非激素依赖型前列腺癌细胞的药理作用。
曲古抑菌素A;网络药理学;RNA-Seq技术;抗前列腺癌;分子生物学
广西医科大学
硕士
药理学
杨小丽
2021
中文
R979.14
2022-04-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）