莪术醇通过miRNA-124/STAT3通路抑制肝细胞癌增殖的机制研究:网络药理学与实验验证

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Current Research in Biotechnology 3.6

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  本研究针对肝细胞癌(HCC)治疗需求,通过整合网络药理学预测与实验验证,首次揭示传统中药莪术活性成分莪术醇(Curcumol)通过上调miRNA-124表达抑制STAT3信号通路的抗肿瘤机制。研究人员采用CCK-8、流式细胞术、qPCR和Western blot等技术证实,莪术醇可显著抑制HepG2细胞增殖并诱导凋亡,其作用强度优于miRNA-124模拟物。该发现为中药抗HCC提供了新靶点和理论依据,论文发表于《Current Research in Biotechnology》。

  

肝细胞癌(HCC)占原发性肝癌的80%,中国患者数量全球第一,但现有治疗手段仍面临巨大挑战。传统中药莪术(Curcuma zedoaria)在中医抗癌应用已有千年历史,其活性成分莪术醇(Curcumol)虽显示出抗肿瘤潜力,但具体机制尚不明确。特别是在microRNA调控网络与STAT3信号通路交互作用方面,亟待深入探索。

中山大学附属第八医院的研究团队创新性地采用"网络预测-实验验证"双轨模式,通过生物信息学分析锁定miRNA-124/STAT3关键通路,并运用细胞分子生物学技术进行功能验证。研究发现莪术醇可特异性上调miRNA-124表达达5.87倍,显著抑制IL-6诱导的STAT3磷酸化(p-STAT3),其促凋亡效果强于miRNA-124模拟物。该成果发表于《Current Research in Biotechnology》,为中药现代化研究提供了范式。

关键技术方法包括:1)基于DisGeNET和BATMAN-TCM平台的网络药理学分析;2)CCK-8法检测细胞活力;3)Annexin V/PI双染流式细胞术分析凋亡;4)qPCR检测miRNA-124-2-3P表达;5)IL-6刺激STAT3磷酸化模型的Western blot验证。

【HCC靶基因与PPI网络】通过DisGeNET筛选150个HCC靶点,构建包含118个节点、720条边的蛋白互作网络,核心靶点包括TP53(56)、CTNNB1(49)等。

【KEGG通路富集分析】发现"癌症中的microRNAs"通路最显著(涉及26个基因),提示miRNA调控在HCC发病中的核心地位。

【莪术醇靶点网络】从BATMAN-TCM获得65个潜在靶点,主要富集于神经活性配体-受体相互作用等通路。

【潜在交叉靶点】Venn分析鉴定ALB、TNF等5个共同靶点,PPI网络显示ALB、PTGS2、TNF互作最密切。

【GO功能分析】揭示莪术醇抗HCC涉及神经炎症调控、氧化应激应答等生物过程,内质网腔为主要作用部位。

【实验验证结果】

  1. 细胞活力检测:莪术醇50-150 μg/ml显著抑制HepG2增殖(IC50=77.58 μg/ml),对正常LO2细胞毒性较低;
  2. 凋亡诱导:100 μg/ml莪术醇使凋亡率达39.13%,效果优于miRNA-124模拟物;
  3. STAT3调控:显著下调IL-6诱导的STAT3和p-STAT3(S727)表达;
  4. miRNA-124调控:使miRNA-124-2-3P表达上调5.87倍;
  5. 通路验证:miRNA-124抑制剂可逆转莪术醇对STAT3的抑制作用。

研究结论表明,莪术醇通过"miRNA-124↑→STAT3/p-STAT3↓"轴抑制HCC细胞增殖并诱导凋亡。该发现不仅阐明了中药活性成分的多靶点作用机制,更创新性地将网络预测与实验验证相结合,为抗HCC药物研发提供了新思路。特别值得注意的是,莪术醇对STAT3磷酸化的抑制作用提示其可能阻断肿瘤微环境中IL-6等炎症因子的促癌效应,这一发现对理解中药调节肿瘤微环境的机制具有重要启示。研究也存在一定局限,如仅使用HepG2细胞系,未来需在更多HCC模型和临床样本中验证该通路的普适性。

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