基于网络药理学、分子对接和实验验证的方法，探讨人参皂苷Rh4对急性髓系白血病细胞的作用机制

《Medical Oncology》：Network pharmacology, molecular docking, and experimental validation-based approach to explore the mechanism of action of ginsenoside Rh4 on acute myeloid leukemia cells

急性髓系白血病（AML）治疗研究显示红参苷Rh4通过抑制PI3K-Akt/mTOR等信号通路磷酸化（p-PI3K, p-AKT, p-mTOR等）及调控Bax/Caspase-3/Bcl-2表达，抑制白血病细胞增殖并诱导凋亡。

　　

摘要

急性髓系白血病（AML）是一种由原始髓系细胞异常增殖和分化停滞引起的白血病。尽管治疗选择越来越多，但AML患者的预后仍然较差。人参皂苷具有强大的抗炎、抗肿瘤和神经保护作用。然而，人参皂苷Rh4对AML的具体作用机制尚不清楚。我们利用网络药理学、分子对接和体外实验来研究人参皂苷Rh4对AML的影响。通过Swiss Target Prediction等数据库预测了人参皂苷Rh4的潜在靶点，同时从GeneCards、在线孟德尔遗传学数据库（OMIM）和治疗靶点数据库（TTD）中收集了与AML相关的靶点。通过蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络、基因本体论（GO）功能注释和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析以及分子对接方法，识别并分析了共同靶点。为了进行体外验证，我们使用Cell Counting Kit-8（CCK-8）试剂盒测量了HL-60和U-937细胞系中人参皂苷Rh4的抗白血病活性。在HL-60和U-937细胞中通过末端脱氧核苷酸转移酶dUTP缺口末端标记（TUNEL）实验评估了细胞凋亡情况，并在HL-60细胞中进行了Western Blot分析以探讨其潜在的分子机制。PPI分析显示，人参皂苷Rh4与AML有75个共同的靶点。靶点通路分析表明，这些靶点主要涉及与细胞凋亡、蛋白质磷酸化以及磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B（PI3K-Akt）信号通路相关的基因。分子对接结果显示，信号转导子和转录激活因子3（STAT3）、热休克蛋白90α家族A类成员1（HSP90AA1）和雷帕霉素的机制靶点（mTOR）与靶蛋白具有较高的结合亲和力。实验结果表明，人参皂苷Rh4显著抑制白血病细胞的增殖并诱导细胞凋亡。机制研究表明，人参皂苷Rh4通过下调磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶（p-PI3K）、磷酸化蛋白激酶B（p-AKT）、磷酸化雷帕霉素的机制靶点（p-mTOR）和磷酸化Janus激酶2（p-JAK2）及磷酸化信号转导子和转录激活因子3（p-STAT3）的表达来发挥抗白血病作用，并上调Bcl-2相关X蛋白（Bax）和Caspase-3的表达，同时抑制B细胞淋巴瘤2（Bcl-2）的表达。这些发现表明，人参皂苷Rh4可能通过调节多种信号通路来抑制白血病细胞的生长。我们对人参皂苷Rh4在AML治疗中的潜在靶点和分子机制的初步研究为人参皂苷的药理学研究提供了重要数据，并为AML的治疗提供了新的见解。

图形摘要

急性髓系白血病（AML）是一种由原始髓系细胞异常增殖和分化停滞引起的白血病。尽管治疗选择越来越多，但AML患者的预后仍然较差。人参皂苷具有强大的抗炎、抗肿瘤和神经保护作用。然而，人参皂苷Rh4对AML的具体作用机制尚不清楚。我们利用网络药理学、分子对接和体外实验来研究人参皂苷Rh4对AML的影响。通过Swiss Target Prediction等数据库预测了人参皂苷Rh4的潜在靶点，同时从GeneCards、在线孟德尔遗传学数据库（OMIM）和治疗靶点数据库（TTD）中收集了与AML相关的靶点。通过蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络、基因本体论（GO）功能注释和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析以及分子对接方法，识别并分析了共同靶点。为了进行体外验证，我们使用Cell Counting Kit-8（CCK-8）试剂盒测量了HL-60和U-937细胞系中人参皂苷Rh4的抗白血病活性。在HL-60和U-937细胞中通过末端脱氧核苷酸转移酶dUTP缺口末端标记（TUNEL）实验评估了细胞凋亡情况，并在HL-60细胞中进行了Western Blot分析以探讨其潜在的分子机制。PPI分析显示，人参皂苷Rh4与AML有75个共同的靶点。靶点通路分析表明，这些靶点主要涉及与细胞凋亡、蛋白质磷酸化以及磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B（PI3K-Akt）信号通路相关的基因。分子对接结果显示，信号转导子和转录激活因子3（STAT3）、热休克蛋白90α家族A类成员1（HSP90AA1）和雷帕霉素的机制靶点（mTOR）与靶蛋白具有较高的结合亲和力。实验结果表明，人参皂苷Rh4显著抑制白血病细胞的增殖并诱导细胞凋亡。机制研究表明，人参皂苷Rh4通过下调磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶（p-PI3K）、磷酸化蛋白激酶B（p-AKT）、磷酸化雷帕霉素的机制靶点（p-mTOR）和磷酸化Janus激酶2（p-JAK2）及磷酸化信号转导子和转录激活因子3（p-STAT3）的表达来发挥抗白血病作用，并上调Bcl-2相关X蛋白（Bax）和Caspase-3的表达，同时抑制B细胞淋巴瘤2（Bcl-2）的表达。这些发现表明，人参皂苷Rh4可能通过调节多种信号通路来抑制白血病细胞的生长。我们对人参皂苷Rh4在AML治疗中的潜在靶点和分子机制的初步研究为人参皂苷的药理学研究提供了重要数据，并为AML的治疗提供了新的见解。

图形摘要