梁健欽 ,林憶龍 ,盧 卓,熊萬娜,陳丹丹,陳基強(qiáng),黎 芳
(1.廣西中醫(yī)藥大學(xué),廣西 南寧 530001;2.廣西衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣西 南寧 530023)
潰瘍性結(jié)腸炎(UC)是消化內(nèi)科常見疑難病,診斷、治療復(fù)雜,預(yù)后差,嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量,我國潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)病率約11.6/10 萬,呈上升趨勢(shì)。潰瘍性結(jié)腸炎按“炎癥-不典型增生-癌癥”規(guī)律演進(jìn),癌變概率5%~10%[1]。據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì)《中國腫瘤防治進(jìn)展(2018 年)》公布的最新數(shù)據(jù)顯示結(jié)直腸癌(CAC)發(fā)病率排名前五,男性結(jié)直腸癌上升最為顯著,可見潰瘍性結(jié)腸炎的危害不容忽視。因此,臨床亟待尋找更多的有效藥物對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎進(jìn)行早期診斷、治療,降低癌變風(fēng)險(xiǎn)。
本課題組[2]與文獻(xiàn)[3]證實(shí)潰瘍性結(jié)腸炎小鼠給予芒果苷后,結(jié)腸組織MPO 活性降低,炎癥因子水平(IL-1β、IL-6、TNF-α)和ICAM-1、NF-κB p65 蛋白表達(dá)下調(diào),顯示芒果苷良好的防治潰瘍性結(jié)腸炎的作用。但是,未見從整體化、系統(tǒng)性、更深層面研究芒果苷對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎的作用機(jī)制。
近年基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究中藥及其復(fù)方的作用機(jī)制是一個(gè)熱點(diǎn),它整合各種藥物、生物學(xué)數(shù)據(jù)庫,采用生物信息學(xué)手段分析,構(gòu)建“藥物-基因-靶點(diǎn)蛋白-疾病網(wǎng)絡(luò)”的預(yù)測(cè)模型,適合從“整體觀”研究中醫(yī)藥的作用靶點(diǎn)、作用機(jī)制[4]。本研究通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析芒果苷對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎的作用機(jī)制,采用分子對(duì)接技術(shù)對(duì)關(guān)鍵靶點(diǎn)進(jìn)行分析,最后通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證關(guān)鍵靶點(diǎn),為發(fā)現(xiàn)芒果苷的作用靶點(diǎn)及機(jī)制提供依據(jù)。
1.1 儀器 EL104 型電子分析天平(瑞士梅特勒-托利多公司);RM 石蠟切片機(jī)(德國Leica 公司);-80 ℃超低溫冰箱(中國美菱低溫科技有限責(zé)任公司);BX-53 型高清電子顯微鏡(日本Olympus 公司)。
1.2 試藥 芒果苷(自制,從漆樹科植物芒果MangiferaindicaL.的枝葉提取純化得到,經(jīng)HPLC 檢測(cè)含有量≥98%)。葡聚糖硫酸鈉(DSS,分子量36 000~50 000,美國MP Biomedicals 公司);便隱血(OB)試劑(匹拉米洞半定量檢測(cè)法,珠海貝索生物技術(shù)公司);抗COX2(D5H5)單克隆抗體、STAT3(D1B2J)單克隆抗體均購自CST 公司;SP 試劑盒和DAB 顯色試劑盒購自北京中杉金橋公司。
1.3 軟件及數(shù)據(jù)庫 PharmMapper(version 2017,http://lilab.ecust.edu.cn/pharmmapper/index.php)、TTD 數(shù)據(jù)庫(http://bidd.nus.edu.sg/group/cjttd/)、Drugbank 數(shù)據(jù) 庫(version 5.1.1,https://www.drugbank.ca/)、UniProt 數(shù)據(jù)庫(https://www.uniprot.org/)、String 數(shù)據(jù)庫(version 10.5,https://string-db.org/)、Cytoscape(version 3.6.1 )、Autodock Vina(version 1.1.2 )、OpenBabel(version 2.4.1)、潰 瘍 性 結(jié) 腸 炎SF Chimera(version 1.13.1rc)、PyMOL(version 2.2)。
1.4 動(dòng)物 Balb/c 小鼠,SPF 級(jí),雄性,體質(zhì)量16~20 g,購于湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司[動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)SCXK(湘)2016-0002]。實(shí)驗(yàn)前動(dòng)物適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d,室溫20~25 ℃。
2.1 化合物選擇及靶點(diǎn)預(yù)測(cè) 前期研究表明[5],芒果苷口服給藥后,部分芒果苷可被腸道菌群降解為苷元,最終以芒果苷及其苷元的形式吸收入血,因此選擇芒果苷及其苷元作為網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析的化合物。通過PubChem Compound數(shù)據(jù)庫檢索,獲得芒果苷及其苷元的PubChem CID,導(dǎo)入OpenBabel 軟件,獲得化合物3D 結(jié)構(gòu),并保存為mol2 格式文件。將芒果苷及其苷元的mol2 格式文件上傳至Pharm-Mapper 在線數(shù)據(jù)庫,采用反向藥效團(tuán)法進(jìn)行靶點(diǎn)預(yù)測(cè),按Fit score 排序輸出前100 個(gè)靶點(diǎn)。預(yù)測(cè)得到的靶點(diǎn)經(jīng)過去除重復(fù)靶點(diǎn)后得到135 個(gè)靶點(diǎn),然后通過UniProt 數(shù)據(jù)庫對(duì)所有靶點(diǎn)名稱校正為官方名稱(Official Symbol)[6]。
2.2 潰瘍性結(jié)腸炎的疾病靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及聚類分析 通過TTD 和 Drugbank 數(shù) 據(jù) 庫 檢 索,關(guān)鍵詞 為“Ulcerative colitis”,去除重復(fù)靶點(diǎn)后得到30 個(gè)潰瘍性結(jié)腸炎的疾病靶點(diǎn),導(dǎo)入Cytoscape 建立30 個(gè)疾病靶點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)互作(PPI)網(wǎng)絡(luò),去除沒有相互聯(lián)系的靶點(diǎn)(2 個(gè))。節(jié)點(diǎn)的大小由degree 決定,degree 越大,節(jié)點(diǎn)越大;節(jié)點(diǎn)顏色由聚類系數(shù)決定,顏色相近的節(jié)點(diǎn)為同一類(以下所有靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖均適用)。將靶點(diǎn)按Degree 排序(括號(hào)內(nèi)為該蛋白Degree)如下:TNF(16)、IL-6(15)、PTGS2(12)、ICAM1(12)、PTGER4(10)、MMP9(9)、IL-13(9)、HRH2(8)、IL-1A(8)、CXCL10(7)、MTOR(7)、MC5R(6)、MC1R(6)、MC4R(6)、MC3R(6)、MC2R(6)、ITGA4(5)、NFKB2(4)、MADCAM1(4)、RPS6KB1(4)、PTGS1(4)、ATP4A(4)、SERPINC1(3)、CCKBR(2)、ITGB7(2)、WWOX(2)、IL-13RA2(2)、ATP4B(1)、NDOR1(0)、ETFDH(0)。將 該 網(wǎng) 絡(luò) 靶 點(diǎn) 通 過MCODE 插件進(jìn)行聚類分析(K-Core=2,其他參數(shù)為默認(rèn)值),得到2 個(gè)子網(wǎng)絡(luò)(亦即疾病靶點(diǎn)可以分成2 類,見圖1)。其中左側(cè)網(wǎng)絡(luò)15 個(gè)靶點(diǎn)為最重要的一類,TNF、IL-6、PTGS2(即COX2)是節(jié)點(diǎn)度排名前3 的靶點(diǎn)。由此可見,炎癥在潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)生發(fā)展過程中非常重要,除了TNF、IL-6 外,PTGS2(COX2)也是非常重要。
2.3 化合物靶點(diǎn)-疾病靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)(TTN)構(gòu)建及PPI 分析 將135 個(gè)化合物潛在靶點(diǎn)和30 個(gè)疾病靶點(diǎn)共計(jì)165 個(gè)靶點(diǎn),導(dǎo)入String 數(shù)據(jù)庫,去除無相互作用的靶點(diǎn)(9個(gè)),將相互作用靶點(diǎn)的互作結(jié)果導(dǎo)入Cytoscape 進(jìn)行可視化分析,得到由156 個(gè)節(jié)點(diǎn)、1 084 條邊組成的網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)密度為0.090,平均節(jié)點(diǎn)度為13.9,平均combined score 為0.652,見圖2。GO 分析結(jié)果顯示,生物過程與內(nèi)源性刺激、有機(jī)物、激素、脂質(zhì)反應(yīng)等908 個(gè)生物過程有關(guān),分子功能與催化、離子結(jié)合、小分子結(jié)合等111 個(gè)分子功能有關(guān);KEGG 分析結(jié)果顯示,165 個(gè)靶點(diǎn)主要富集在代謝通路、催乳素信號(hào)通路、胰島素信號(hào)通路、腫瘤通路、肺結(jié)核通路、TNF 通路、流感病毒通路、PI3K-Akt 通路等131條信號(hào)通路。
圖1 潰瘍性結(jié)腸炎疾病靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)及聚類分析結(jié)果
2.4 化合物-靶點(diǎn)-疾病靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)(CTTN)構(gòu)建 在上述TTN 中選取combined score>0.652 的邊(edge,即蛋白的作用關(guān)系),共篩選出31 靶點(diǎn)作為化合物作用于疾病的關(guān)鍵靶點(diǎn)[分別是SRC(34)、CASP3(30)、MAPK8(29)、JAK2(24)、F2(24)、HSP90AA1(23)、HRAS(21)、NOS2(20)、STAT1(19)、IGF1R(19)、INSR(19)、REN(16)、SELE(16)、AR(15)、MAP2K1(15)、CASP1(14)、ABL1(13)、SOD2(13)、EIF4E(10)、RHEB(10)、ELANE(10)、PDPK1(9)、MMP3(8)、F7(8)、FKBP1A(6)、HCK(6)、CHEK1(5)、HPRT1(3)、PLA2G10(3)、IL-13RA2(3)、FKBP1B(2),括號(hào)內(nèi)為節(jié)點(diǎn)degree 值]。這31 個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)可作用于15 個(gè)潰瘍性結(jié)腸炎疾病靶點(diǎn) [分別是IL-6(37)、TNF(35)、PTGS2(28)、MTOR(26)、MMP9(26)、ICAM1(24)、IL-13(19)、RPS6KB1(18)、IL-1A(13)、CXCL10(13)、SERPINC1(10)、NFKB2(9)、PTGS1(8)、PTGER4(5)、ITGB7(2),括號(hào)內(nèi)為節(jié)點(diǎn)degree 值]。由圖3所示,芒果苷雖然不能直接作用于潰瘍性結(jié)腸炎疾病靶點(diǎn),但是可通過改善炎癥(JAK/STAT、NF-κB 等通路)通路相關(guān)靶點(diǎn)達(dá)到緩解治療潰瘍性結(jié)腸炎的目的,這充分體現(xiàn)了芒果苷治療潰瘍性結(jié)腸炎的多靶點(diǎn)特性。
將31 個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)與15 個(gè)疾病靶點(diǎn)導(dǎo)入到String 數(shù)據(jù)庫,得到由46 個(gè)節(jié)點(diǎn)、360 條邊組成的網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)密度為0.348,平均節(jié)點(diǎn)度為15.7。GO 分析結(jié)果顯示,生物學(xué)過程與脂多糖、有機(jī)氮化合物、含氧化合物、脂質(zhì)反應(yīng)等642 個(gè)生物學(xué)過程有關(guān);分子功能與蛋白/受體/碳水化合物衍生物/離子的結(jié)合、蛋白激酶活性等43 個(gè)分子功能有關(guān)。KEGG 分析結(jié)果顯示,46 個(gè)靶點(diǎn)富集在腫瘤通路、TNF 通路、PI3K-Akt 通路、流感病毒通路、胰島素通路等106 條信號(hào)通路有關(guān)。本研究對(duì)前10 的通路及匹配基因(表1)分析,發(fā)現(xiàn)芒果苷可通過誘導(dǎo)細(xì)胞增殖、生存、血管增生、細(xì)胞轉(zhuǎn)移和侵襲、細(xì)胞分化等,調(diào)控腫瘤信號(hào)通路、Hepatitis B 信號(hào)通路、ErbB 信號(hào)通路、HIF-1 信號(hào)通路、PI3K-Akt 信號(hào)通路、TNF 信號(hào)通路、IBD(炎性腸病)信號(hào)通路等,體現(xiàn)了芒果苷多通路的作用特點(diǎn),其中部分信號(hào)通路(如PI3K-Akt、TNF、IBD)已明確與潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。
圖2 化合物靶點(diǎn)-疾病靶點(diǎn)(TTN)網(wǎng)絡(luò)
圖3 化合物-靶點(diǎn)-疾病靶點(diǎn)(CTTN)網(wǎng)絡(luò)
表1 芒果苷治療潰瘍性結(jié)腸炎的關(guān)鍵靶點(diǎn)的KEGG 富集分析
2.5 分子對(duì)接模擬芒果苷與COX2 的結(jié)合能力 包括COX2 在內(nèi),參與免疫反應(yīng)早期和炎癥的許多分子(TNFα、IL-1β、IL-6 等)受NF-κB 通路的調(diào)控,不少研究報(bào)道芒果苷可下調(diào)炎癥因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)水平起抗炎作用,可能與其作用于炎癥信號(hào)通路(JAK/STAT、NFκB 等通路)有關(guān)。然而,由上述網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究結(jié)果推測(cè),COX2 是潰瘍性結(jié)腸炎的重要靶點(diǎn),但芒果苷并不直接作用于COX2。因此,采用分子對(duì)接技術(shù),對(duì)上述推論加以驗(yàn)證。見圖4。
圖4 分子對(duì)接模擬芒果苷-COX2 的結(jié)合模型
2.5.1 受體、配體分子的構(gòu)建 通過RCSB 數(shù)據(jù)庫檢索,下載PTGS2(COX2)的PDB 格式文件,經(jīng)PyMOL 去除配體后保存為PDB 文件,導(dǎo)入Autodock Vina,經(jīng)去水、加氫處理后,將COX2 的活性位點(diǎn)設(shè)為柔性殘基、其他部分為剛性殘基,分別保存為PDBQT 文件。通過潰瘍性結(jié)腸炎SF Chimera 獲取芒果苷3D 結(jié)構(gòu),保存為PDB 文件。
2.5.2 分子對(duì)接 AutoGrid 參數(shù)設(shè)置:各軸點(diǎn)數(shù)為(X=80、Y=60、Z=110),Grid Box 中心點(diǎn)為(x=42.0,y=34.0,z=36.0),運(yùn)行Autodock Vina,采用軟件默認(rèn)參數(shù),獲得對(duì)接結(jié)果。從圖4 可知,芒果苷可與PTGS2 活性口袋的9 個(gè)位點(diǎn)結(jié)合,其結(jié)合自由能分別為-4.94、-4.59、-2.96、-2.36、-1.69、-1.27、-0.92、-0.76 和-0.16 kcal/mol。經(jīng)能量比較可知,位點(diǎn)1 是最佳結(jié)合位點(diǎn),但Ki預(yù)測(cè)值為238.38 μmol/L。
2.6 葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的小鼠潰瘍性結(jié)腸炎模型的制備及芒果苷的干預(yù)
2.6.1 分組與造模 小鼠按體重隨機(jī)分成空白組、模型組、芒果苷組,每組10 只??瞻捉M給予蒸餾水,其余各組自由飲用2.5%葡聚糖硫酸鈉溶液,芒果苷組在造模同時(shí)灌胃給予芒果苷(150 mg/kg),連續(xù)7 d[2]。
2.6.2 標(biāo)本的采集與處理 于實(shí)驗(yàn)?zāi)┢谔幩绖?dòng)物,剖取結(jié)腸,用生理鹽水洗凈,取遠(yuǎn)端結(jié)腸組織用10%中性福爾馬林固定液固定,經(jīng)石蠟包埋、切片,用于HE 染色和免疫組化染色。
2.6.3 HE 染色和免疫組化法測(cè)定COX2、STAT3 蛋白表達(dá) 取結(jié)腸組織石蠟切片脫蠟、水化,其余按試劑盒操作。陽性判斷標(biāo)準(zhǔn)[7]:COX2 的陽性染色為黃色或棕黃色顆粒分布于胞質(zhì)、細(xì)胞膜;STAT3 陽性染色為棕黃色或棕色顆粒分布于胞質(zhì)或細(xì)胞核內(nèi)。每張切片隨機(jī)觀察5 個(gè)視野。陽性細(xì)胞比例計(jì)分:<5%,0 分;5%~25%,1 分;26%~50%,2 分;51%~75%,3 分;>75%,4 分。染色強(qiáng)度計(jì)分:未著色,0 分;淡黃色,1 分;棕黃色,2 分;棕褐色,3 分??偡譃閮身?xiàng)計(jì)分之和:0~1 分,陰性;2~3分,弱陽性;≥4 分,強(qiáng)陽性。
2.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS17.0 軟件進(jìn)行處理,數(shù)據(jù)用以(±s)表示,組間比較采用t檢驗(yàn)。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
如圖5 所示,空白組杯細(xì)胞完整,無明顯炎癥細(xì)胞浸潤(rùn);模型組大量杯細(xì)胞消失,部分標(biāo)本出現(xiàn)潰瘍,全組有明顯炎癥浸潤(rùn),波及肌層甚至全層;芒果苷組杯細(xì)胞部分缺失,部分標(biāo)本出現(xiàn)杯細(xì)胞重新長(zhǎng)出的現(xiàn)象,炎癥緩解,表明芒果苷具有緩解葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的潰瘍性結(jié)腸炎的作用。COX2 的陽性表達(dá)主要在細(xì)胞核上,少量在胞質(zhì),STAT3 的陽性表達(dá)主要在細(xì)胞核。與空白組比較,模型組COX2 和STAT3 陽性細(xì)胞明顯增多、密度增大,提示模型組陽性表達(dá)明顯強(qiáng)于空白組,經(jīng)芒果苷干預(yù)后陽性表達(dá)顯著降低(P<0.05)。
芒果苷是從芒果葉中提取得到的黃酮類物質(zhì),廣西民間常用芒果葉治療上呼吸道疾病。已有研究表明芒果苷可抑制COX,并能調(diào)節(jié)SOD、MDA、NO、TNF-α、IL-8 水平,從而發(fā)揮抗炎作用[8],但芒果苷是否直接作用于COX2 等炎癥靶點(diǎn)未見報(bào)道。課題組發(fā)現(xiàn),芒果苷由于溶解度低、吸收慢,導(dǎo)致灌胃給予芒果苷后胃腸道全段均出現(xiàn)不同程度的殘留[9-10],芒果苷的吸收特性及其抗炎作用,是其治療潰瘍性結(jié)腸炎的關(guān)鍵。為了闡明芒果苷治療潰瘍性結(jié)腸炎的作用機(jī)制,本研究構(gòu)建化合物-靶點(diǎn)-疾病靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),分析了芒果苷與靶點(diǎn)的作用關(guān)系。
TNF-α、IL-6、IL-1β、COX2 等靶點(diǎn)是潰瘍性結(jié)腸炎最主要的靶點(diǎn),芒果苷可能通過作用于SRC、CASP3、MAPK8、JAK2 等多靶點(diǎn)間接作用(非直接作用)于上述疾病靶點(diǎn)發(fā)揮作用。從疾病網(wǎng)絡(luò)研究結(jié)果顯示,與潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)生發(fā)展相關(guān)的最主要的靶點(diǎn)蛋白包括TNF-α、IL-6、COX2、IL-1β 等。臨床上,潰瘍性結(jié)腸炎內(nèi)科處理國際指南(2015 年多倫多共識(shí))建議使用抗TNF 單抗、維多珠單抗靶向抑制TNF-α 治療潰瘍性結(jié)腸炎,同時(shí)TNF-α、IL-6 和IL-1β 水平反映疾病進(jìn)程,這2 點(diǎn)足以證明TNF-α、IL-6、IL-1β 的重要性。環(huán)氧酶(COX)是催化花生四烯酸合成各種前列腺素(PGs)和其他二十烷類的關(guān)鍵酶,COX有兩種同工酶,即組成型酶COX1 和誘導(dǎo)性酶COX2,其中COX2 可被多種炎性介質(zhì)及細(xì)胞因子誘導(dǎo),參與組織炎癥過程及細(xì)胞的分化增殖過程[11]。研究表明正常結(jié)腸黏膜不表達(dá)COX2,而炎癥黏膜上皮細(xì)胞及結(jié)腸固有層單核炎性細(xì)胞大量表達(dá)COX2,并且在炎癥活動(dòng)期結(jié)腸固有層和肌間神經(jīng)叢中COX2 mRNA 表達(dá)水平明顯高于非活動(dòng)期[12]。本文分子對(duì)接結(jié)果顯示,芒果苷可與COX2 結(jié)合最低能量?jī)H為-4.94 kcal/mol,Ki高達(dá)238.38 μmol/L,提示芒果苷與COX2 活性位點(diǎn)結(jié)合能力不強(qiáng),但是免疫組化結(jié)果卻證明芒果苷可以下調(diào)COX2 表達(dá),可推測(cè)芒果苷間接作用于COX2。
圖5 芒果苷對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸組織的影響(n=10)
從圖2 結(jié)果可知,SRC、CASP3、MAPK8、JAK2 等是芒果苷及其苷元最主要的靶點(diǎn),而這些靶點(diǎn)可直接作用于包括TNF-α、IL-6、IL-1β、COX2 在內(nèi)的疾病靶點(diǎn)。SRC 是一種與細(xì)胞膜結(jié)合的非受體酪氨酸激酶,調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育、分化、黏附、存活等多種功能,在腸道疾病中高表達(dá),對(duì)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展起重要作用,一些小分子SRC 抑制劑已經(jīng)到臨床試驗(yàn)階段[13],本實(shí)驗(yàn)中SRC 可與包括15個(gè)疾病蛋白在內(nèi)的74%(34/46)的關(guān)鍵蛋白作用。CASP3是細(xì)胞凋亡途徑中Caspase 級(jí)聯(lián)激活下游的關(guān)鍵角色,腸細(xì)胞的異常調(diào)亡可能會(huì)造成腸黏膜屏障破壞、受損或喪失,最終導(dǎo)致潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)生[14],本實(shí)驗(yàn)中CASP3 可與包含13 個(gè)疾病蛋白在內(nèi)的65%(30/46)的關(guān)鍵蛋白作用。MAPK8 是MAPK 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途經(jīng)中重要的信號(hào)分子,其功能涉及細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡等各種機(jī)制,與Fas等參與細(xì)胞凋亡引發(fā)潰瘍性結(jié)腸炎[15],本實(shí)驗(yàn)中MAPK8可與63%的關(guān)鍵蛋白作用。JAK2 作為JAKs 家族的重要成員之一,可與STAT 家族多個(gè)成員如STAT3 構(gòu)成信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,可直接或間接性的參與細(xì)胞生命活動(dòng)、炎性反應(yīng),潰瘍性結(jié)腸炎中JAK2 和STAT3 高表達(dá)[16],本文中JAK2節(jié)點(diǎn)度為24,芒果苷可以顯著下調(diào)潰瘍性結(jié)腸炎小鼠JAK2下游蛋白STAT3 的高表達(dá)。以上可推測(cè),TNF-α、IL-6、IL-1、COX2 等靶點(diǎn)是潰瘍性結(jié)腸炎最主要的靶點(diǎn),但是芒果苷不能直接作用于這些疾病靶點(diǎn)發(fā)揮藥理作用,而是通過直接作用于SRC、CASP3、MAPK8、JAK2 等靶點(diǎn)。
芒果苷可能通過間接作用,調(diào)控JAK/STAT、NF-κB 等多條通路發(fā)揮治療潰瘍性結(jié)腸炎的作用。潰瘍性結(jié)腸炎的病因及發(fā)病機(jī)制尚未闡明,目前認(rèn)為與PI3K/AKT/mTOR、NF-κB、TLR4/My D88/NF-κB、MAPK、JAK/STAT、Wnt
和Notch 等多條信號(hào)通路引起的免疫、腸道菌群等多方面異常有關(guān)[17]。雖然有研究從NF-κB 和MAPK 信號(hào)通路探討了芒果苷治療潰瘍性結(jié)腸炎的作用機(jī)制,但與疾病發(fā)生發(fā)展的多靶點(diǎn)、多信號(hào)通路相比,顯然缺乏整體性。本實(shí)驗(yàn)對(duì)芒果苷及其苷元關(guān)鍵靶點(diǎn)及其作用的疾病靶點(diǎn)進(jìn)行GO、KEGG 富集分析,GO 功能富集分析結(jié)果提示這些靶點(diǎn)主要參與了細(xì)胞因子調(diào)控、細(xì)胞存活、遷移、增殖、凋亡等生物學(xué)過程和分子功能;KEGG 富集分析結(jié)果顯示這些靶點(diǎn)主要富集到與炎癥、免疫、腫瘤相關(guān)的通路上,比如JAK/STAT3 和NF-κB 通路。
JAK/STAT3 和NF-κB 通路與潰瘍性結(jié)腸炎病情發(fā)展存在相關(guān)性。SRC 可介導(dǎo)JAKs-SRC-STATs、SRC-Shc-Ras-MER-ERK、SRC-Shc-PI3K 等通路,參與細(xì)胞因子調(diào)控,以及細(xì)胞遷移、增殖等功能[13]。此外,NF-κB 和STAT3 主要存在于細(xì)胞質(zhì)中,當(dāng)受到適當(dāng)?shù)耐饨绱碳と鏣NF-α、IL-6、LPS 等,NF-κB 和STAT3 被激活,活化后 的NF-κB 和STAT3 進(jìn)入細(xì)胞核與DNA 結(jié)合介導(dǎo)下游炎癥因子(TNFα、IL-1β、COX2)的表達(dá)。從本文結(jié)果看,雖然芒果苷可能不直接作用于TNF-α、IL-1β、IL-6、COX2,但芒果苷可能通過SRC、JAK2、STAT3 等蛋白影響JAKs-STATs、NFκB 通路,最終調(diào)節(jié)TNF-α、IL-1β、IL-6、COX2 水平,免疫組化結(jié)果證實(shí)了芒果苷可以下調(diào)COX2、STAT3 蛋白表達(dá),說明結(jié)腸炎癥得到控制。
值得注意的是,CASP3 和MAPK8 節(jié)點(diǎn)度很高,推測(cè)芒果苷可能還影響細(xì)胞凋亡、自噬過程,有待進(jìn)一步研究。