汪 猛,邱文超,秦凱健
(1.同濟大學附屬上海市第四人民醫(yī)院,上海 200434;2.上海中醫(yī)藥大學附屬岳陽中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院,上海 200437)
腫瘤病因病機復雜,并且存在異常細胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移、免疫逃逸、血管生成、能量代謝失衡等多種生物學特征[1]。雖然近年來診斷和治療方面都取得了一定進步,但由于其發(fā)病率高、預后差[2],仍然對人類健康造成嚴重威脅。白術、莪術是臨證常用的抗腫瘤中藥,在治療腫瘤的組方配伍中均有較高的使用頻率[3]。白術健脾燥濕,莪術化瘀散結(jié),兩藥配伍,攻補兼施。得益于攻堅而不傷正的特點,該藥對廣泛應用于多種腫瘤見痰瘀互結(jié)證者[4]。
單味中藥、藥對以及中藥復方化學成分復雜,是中醫(yī)藥研究的特色和難點,單一成分、單一靶點的研究有較大局限。近年來,隨著計算機、組學、大數(shù)據(jù)等技術方法的進步,及多學科滲透交叉,網(wǎng)絡藥理學應運而生。該方法可以從多成分、多靶點、多途徑研究中藥的作用機制,拓展了中醫(yī)藥研究的思路[5]。本研究擬基于網(wǎng)絡藥理學相關方法,挖掘白術、莪術藥對抗腫瘤的作用機制,為進一步藥理研究提供參考。
1.1 白術、莪術成分和靶點的收集 基于TCMSP[6]、TCMIP[7]數(shù)據(jù)庫,分別以“白術”“莪術”為關鍵詞進行檢索,獲得白術和莪術的化學成分。利用PubChem[8]檢索藥物成分的名稱和SMILES編碼,基于Seaware(P-Value<0.01)分析平臺[9]、STITCH(interaction score>0.40)[10]和Swiss Target Prediction(probability>0.50)[11]數(shù)據(jù)庫,獲取白術和莪術的作用靶點。
1.2 腫瘤疾病靶點的收集 基于GeneCards[12]、DisGeNET[13]、NCBI-gene(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)數(shù)據(jù)庫,以“cancer”“tumor”“carcinoma”等為關鍵詞進行檢索,匯總、去重后,獲得腫瘤疾病的靶點。
1.3 白術、莪術抗腫瘤靶點及相關轉(zhuǎn)錄因子的獲取 由于白術、莪術成分的靶點信息來源不統(tǒng)一,因此將所獲靶點在Uniprot[14]數(shù)據(jù)庫中進行檢索,物種設置為“human hsa(人)”,對收集、篩選得到的靶點名稱進行統(tǒng)一。采用R(version 3.6.1)軟件(https://www.r-project.org/)對藥物成分的靶點和疾病的靶點進行映射,獲取白術、莪術抗腫瘤作用的潛在靶點。同時,基于Metascape[15]數(shù)據(jù)庫TRRUST模塊,分析靶點相關的轉(zhuǎn)錄因子,預測白術、莪術對轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控潛能。
1.4 靶點蛋白互作網(wǎng)絡和成分-靶點網(wǎng)絡的構建 將白術、莪術藥對抗腫瘤靶點導入STRING[16]數(shù)據(jù)庫獲取靶點蛋白互作關系。將白術、莪術藥對成分和抗腫瘤靶點分別導入Cytoscape 3.6.1[17],構建靶點蛋白互作網(wǎng)絡,并通過Cytoscape cytoHubba模塊分析靶點蛋白在網(wǎng)絡中的度值(Degree Value),度值排名靠前的靶點為網(wǎng)絡中的核心靶點;基于Cytoscape構建藥物成分-腫瘤靶點網(wǎng)絡,并利用已獲得的核心靶點以及前述Seaware、STITCH和Swiss Target Prediction平臺提供的藥物成分-靶點對應關系,進一步獲得核心藥物成分-腫瘤靶點網(wǎng)絡。
1.5 富集分析 將白術、莪術藥對抗腫瘤靶點導入Enrichr[18]數(shù)據(jù)庫獲得靶點與疾病關系的參數(shù),通過R語言對富集分析結(jié)果進行可視化處理,獲得白術、莪術藥對作用的腫瘤類型。
基于DAVID數(shù)據(jù)庫對白術、莪術藥對抗腫瘤靶點進行GO和KEGG富集分析[19-20],其中GO富集分析包括生物過程(biological process,BP)、分子功能(molecular function,MF)和細胞成分(cellular component,CC)3個模塊。通過R語言對富集分析結(jié)果P值排名前20的條目進行可視化處理。
1.6 分子對接 通過PubChem[8]獲取白術、莪術藥物成分的化學結(jié)構,通過Protein Data Bank平臺[21]獲取白術、莪術藥對抗腫瘤核心靶點蛋白的晶體結(jié)構。運用Molecular Operating Environment(MOE)[22]軟件進行分子對接,模擬藥物成分及其對應靶點蛋白間的相互作用,并計算結(jié)合強度。
1.7 免疫細胞浸潤豐度分析 基于TIMER數(shù)據(jù)庫Gene模塊[23-24],對白術、莪術藥對抗腫瘤核心靶點在腫瘤組織中的表達水平與不同免疫細胞的浸潤豐度進行相關性分析,獲取偏相關系數(shù)(partial correlation coefficients)及統(tǒng)計學P值。
1.8 靶點在腫瘤組織的基因表達情況 基于GEPIA2數(shù)據(jù)庫[25],獲取患者腫瘤組織的基因表達情況,分析靶點在各類腫瘤中的基因相對表達水平,繪制基因表達量示意圖,顏色越深代表相應的表達水平越高。同時,基于The Cancer Genome Atlas(TCGA,https://www.cancer.gov/tcga)數(shù)據(jù)庫,獲取腫瘤組織和癌旁組織Fregments Per Kilobase per Million(FPKM)格式的RNAseq數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行l(wèi)og2轉(zhuǎn)化,用以分析白術、莪術藥對抗腫瘤核心靶點在患者腫瘤組織和癌旁組織的差異表達情況。
1.9 核心靶點的臨床預后價值 基于TCGA數(shù)據(jù)庫(https://www.cancer.gov/tcga)下載臨床患者腫瘤組織和癌旁組織的RNAseq數(shù)據(jù)(FPKM格式)且進行l(wèi)og2轉(zhuǎn)化,用以分析臨床預后。Nomogram分析[26]整合臨床病理分期和多個核心靶點作為預測指標,基于多因素COX回歸模型,繪制有刻度的線段,用以探討核心靶點表達情況對腫瘤患者1年、3年及5年生存率的影響程度。受試者工作特性(receiver operating characteristic,ROC)分析用以探討核心靶點的預后判斷效能,ROC曲線下面積(Area Under Curve,AUC)提示預測準確性,AUC越接近1,即曲線下面積越大,說明預測準確率越高[27]?;贕EPIA 2[25]數(shù)據(jù)庫,采用Kaplan-Meier生存曲線分析法,探討核心靶點表達水平與腫瘤患者總生存期、無病生存期的關系。
2.1 白術、莪術藥對的潛在抗腫瘤靶點 經(jīng)篩選整理,共獲取240個藥物成分,其中白術62個,莪術188個,包含10個共同成分;藥物成分作用的潛在靶點379個,其中白術265個,莪術211個,有97個共同靶點;腫瘤疾病相關靶點31 490個。藥物成分靶點與腫瘤疾病靶點映射取交集得到192個共同靶點,即白術、莪術藥對發(fā)揮抗腫瘤作用的潛在靶點。(見圖1)
圖1 白術、莪術藥對與腫瘤疾病靶點的交集
2.2 白術、莪術藥對抗腫瘤靶點蛋白互作網(wǎng)絡 白術、莪術藥對抗腫瘤潛在靶點的蛋白互作網(wǎng)絡包含192個節(jié)點和1 419條連線。(見圖2)進一步獲得核心蛋白互作網(wǎng)絡,顯示白術、莪術抗腫瘤的核心靶點包括AKT1、VEGFA、GRM3、GRM4等,圖中節(jié)點由黃色漸變?yōu)榧t色,提示度值(Degree Value)結(jié)果逐漸增大,靶點的重要性可以參考度值進行判斷。(見圖3、表1)
圖2 白術、莪術藥對抗腫瘤靶點的蛋白互作網(wǎng)絡
圖3 白術、莪術藥對抗腫瘤核心靶點的蛋白互作網(wǎng)絡
表1 白術、莪術藥對抗腫瘤靶點的度值(前20)
2.3 白術、莪術成分-腫瘤靶點網(wǎng)絡 白術、莪術成分-腫瘤靶點網(wǎng)絡包含247個節(jié)點和549條連線。(見圖4)藥物成分-核心靶點網(wǎng)絡中包含41個節(jié)點和63條連線,其中節(jié)點代表白術、莪術的藥物成分或腫瘤疾病靶點,紅色代表白術的成分,紫色代表莪術的成分,亮黃色代表白術和莪術的共同成分,土黃色代表白術的靶點,藍色代表莪術的靶點,綠色代表白術和莪術的共同作用靶點;連線代表該成分可作用于相應的靶點。(見圖5、表2)
表2 白術、莪術藥對抗腫瘤主要成分
圖4 白術、莪術藥對抗腫瘤成分-靶點網(wǎng)絡圖
圖5 白術、莪術藥對抗腫瘤核心成分-靶點網(wǎng)絡圖
2.4 白術、莪術藥對作用的腫瘤類型 采用富集分析方法,獲得P<0.05的疾病種類條目,并分析其中的腫瘤疾病類型,對排名前20的條目作圖展示,即白術、莪術藥對作用的腫瘤類型,包括乳腺癌、肝癌、前列腺癌、腸癌、肺癌、胃癌、膀胱癌等。圖中每條橫柱后的數(shù)字是白術、莪術藥對作用靶點富集在該疾病的數(shù)量。(見圖6)
圖6 白術、莪術藥對作用的腫瘤疾病類型
2.5 白術、莪術藥對抗腫瘤靶點GO和KEGG富集分析 對相關靶點進行功能注釋及通路富集分析,對P<0.05且排名在前20的條目繪圖展示,結(jié)果表明白術、莪術藥對抗腫瘤作用涉及多個生物途徑和通路。
GO富集分析結(jié)果包括組蛋白H3脫乙酰、調(diào)控血壓、調(diào)控凋亡、離子型谷氨酸受體信號通路、細胞外基質(zhì)分解、炎癥反應、缺氧應答等生物過程,細胞質(zhì)膜、胞漿、核漿、組蛋白脫乙酰酶復合物、AMPA谷氨酸受體復合物等細胞成分,以及谷氨酸受體活性、離子型谷氨酸受體活性、Ⅲ組代謝型谷氨酸受體活性、AMPA谷氨酸受體活性等分子功能。圖中圓點越大,表明富集到的靶點數(shù)目越多,圓點的顏色由綠變紅,表明P值越小。(見圖7~9)
圖7 白術、莪術抗腫瘤作用靶點GO 生物過程富集分析
圖8 白術、莪術抗腫瘤作用靶點GO 細胞成分富集分析
圖9 白術、莪術抗腫瘤作用靶點GO 分子功能富集分析
KEGG富集分析結(jié)果表明白術、莪術藥對抗腫瘤機制涉及cAMP信號通路、Rap1信號通路、雌激素信號通路、甲狀腺激素信號通路、PPAR信號通路、HIF-1信號通路、VEGF信號通路、胰島素抵抗、細胞凋亡、脂肪細胞脂解的調(diào)節(jié)、腎素-血管緊張素系統(tǒng)、精氨酸生物合成等。(見圖10)
圖10 白術、莪術抗腫瘤作用靶點KEGG 富集分析
2.6 白術、莪術成分-靶點蛋白分子對接 基于蛋白互作網(wǎng)絡分析和Protein Data Bank數(shù)據(jù)庫,獲得度值排名靠前的核心作用靶點及其晶體結(jié)構,包括AKT1(PDB-ID 6HHG)、VEGFA(PDB-ID 5T89)、GRM3(PDB-ID 5CNM)等。將蛋白晶體中的原有配體重新與蛋白對接,以RMSD值為參考標準判斷對接的方式是否發(fā)生改變。若配體的平均RMSD值<2?,則說明方法具有可行性,對接參數(shù)可靠。MOE分子對接結(jié)果表明AKT1與L-苯丙氨酸(L-Phenylalanine)具有較強的結(jié)合作用,模擬計算其結(jié)合自由能為-57.625 kcal/mol。該方法下VEGFA、GRM3的蛋白靶點中,配體平均RMSD值>2?,因此,運用軟件中Flexible Alignment模塊,考察靶點蛋白與相應化合物的結(jié)合模式,篩查出較優(yōu)的擬合結(jié)果。其中,VEGFA與球松素(Pinostrobin)、VEGFA與西托糖苷(Sitogluside)、GRM3與谷氨酸(Glutamic acid)分別模擬分子對接,結(jié)合自由能依次為-13.017、-34.228、-141.838 kcal/mol。通常結(jié)合自由能<0提示化合物能夠與靶點蛋白結(jié)合,結(jié)果表明,所分析的化合物及相應靶點蛋白有不同強度的結(jié)合潛力。(見圖11、表3)
圖11 白術、莪術抗腫瘤成分-靶點分子對接模擬圖
表3 白術、莪術抗腫瘤成分-靶點分子對接的結(jié)合能
2.7 白術、莪術抗腫瘤核心靶點相關的轉(zhuǎn)錄因子 轉(zhuǎn)錄因子是一種對基因的轉(zhuǎn)錄有激活或抑制作用的DNA結(jié)合蛋白,可以調(diào)控下游靶基因和信號通路?;诎仔g、莪術抗腫瘤核心靶點預測的轉(zhuǎn)錄因子包括RELA、NFKB1、STAT3、TP53、SP1等,并依據(jù)Metascape TRRUST平臺計算結(jié)果lgP排序。分析結(jié)果提示白術、莪術藥對可能通過調(diào)控這些轉(zhuǎn)錄因子,進而影響核心靶點的表達,發(fā)揮抗腫瘤作用。(見圖12、表4)
圖12 白術、莪術抗腫瘤核心靶點相關的轉(zhuǎn)錄因子
表4 白術、莪術抗腫瘤核心靶點相關的轉(zhuǎn)錄因子分析結(jié)果
2.8 白術、莪術藥對抗腫瘤核心靶點與免疫細胞浸潤豐度相關性 基于TIMER平臺,對核心靶點AKT1、VEGFA、GRM3的基因表達水平與不同免疫細胞浸潤豐度進行相關性分析。結(jié)果提示AKT1表達水平與結(jié)腸腺癌腫瘤純度相關,VEGFA表達水平與乳腺浸潤癌、肝細胞肝癌腫瘤純度相關。分析表明,在結(jié)腸腺癌、乳腺浸潤癌、肝細胞肝癌患者的臨床樣本中,AKT1、VEGFA、GRM3的表達水平與至少1種免疫細胞的浸潤豐度相關(P<0.05),如B細胞、CD8+T細胞、CD4+T細胞、巨噬細胞、嗜中性粒細胞或樹突狀細胞等。其中BRCA、COAD、LIHC分別表示乳腺浸潤癌(breast invasive carcinoma)、結(jié)腸腺癌(colon adenocarcinoma)、肝細胞肝癌(liver hepatocellular carcinoma)。(見圖13~15、表5)
表5 核心靶點與免疫細胞浸潤相關性的統(tǒng)計學意義(√表示P<0.05)
圖13 AKT1 表達水平與免疫細胞浸潤的相關性
圖14 VEGFA 表達水平與免疫細胞浸潤的相關性
圖15 GRM3 表達水平與免疫細胞浸潤的相關性
2.9 白術、莪術藥對抗腫瘤核心靶點在腫瘤組織中的表達情況 白術、莪術藥對抗腫瘤核心靶點(前20)在不同腫瘤組織中的表達量有差異,其中AKT1、VEGFA等基因的表達量相對較高,GRM3、GRM4等基因的表達量相對較低,圖中右側(cè)數(shù)字代表相對表達水平,即顏色越深,數(shù)字越大,表達水平越高。(見圖16)
圖16 白術、莪術抗腫瘤核心靶點(前20)在不同腫瘤組織中的相對表達水平
對白術、莪術藥對抗腫瘤核心靶點AKT1、VEGFA、GRM3在腫瘤組織和癌旁組織的表達差異進行比較分析,圖中Tumor組為腫瘤組織,Normal組為癌旁組織。在乳腺浸潤癌(BRCA)病例中,AKT1、VEGFA在Tumor組表達高于Norma l組(P<0.001),GRM3在Tumor組表達低于Normal組(P<0.001)。在結(jié)腸腺癌(COAD)病例中,VEGFA在Tumor組表達高于Normal組(P<0.001)。在肝細胞肝癌(LIHC)病例中,VEGFA在Tumor組表達高于Normal組(P<0.001),GRM3在Tumor組表達高于Normal組(P=0.006)。(見圖17)
圖17 AKT1、VEGFA、GRM3 在腫瘤組織和癌旁組織中的表達差異
2.10 白術、莪術藥對抗腫瘤核心靶點的臨床預后價值 TCGA患者臨床數(shù)據(jù)的Nomogram分析結(jié)果提示,除了腫瘤的病理分期(Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期),白術、莪術藥對抗腫瘤核心靶點AKT1、VEGFA、GRM3的表達水平對乳腺浸潤癌、結(jié)腸腺癌、肝細胞肝癌患者的1年、3年、5年生存率也均有不同程度的影響。在乳腺浸潤癌患者中,VEGFA的表達水平對臨床結(jié)局的貢獻較大,其次為GRM3、AKT1;在結(jié)腸腺癌患者中,AKT1的表達水平對臨床結(jié)局的貢獻較大,其次為GRM3、VEGFA;在肝細胞肝癌患者中,GRM3的表達水平對臨床結(jié)局的貢獻較大,其次為AKT1、VEGFA。(見圖18~20)
圖18 Nomogram 分析AKT1、VEGFA、GRM3 表達水平對乳腺浸潤癌患者預后的影響
圖19 Nomogram 分析AKT1、VEGFA、GRM3 表達水平對結(jié)腸腺癌患者預后的影響
圖20 Nomogram 分析AKT1、VEGFA、GRM3 表達水平對肝細胞肝癌患者預后的影響
為進一步了解核心靶點表達水平預測腫瘤患者臨床結(jié)局的效能,筆者進行了ROC曲線分析。結(jié)果提示白術、莪術藥對抗腫瘤核心靶點表達水平用于判斷腫瘤患者預后的曲線下面積(AUC)均>0.5。在預測乳腺浸潤癌患者臨床結(jié)局時,AKT1表達水平的預測能力有一定準確性(AUC=0.796),其次為VEGFA、GRM3。在預測結(jié)腸腺癌患者臨床結(jié)局時,VEGFA表達水平的預測能力有較高準確性(AUC=0.965),其次為GRM3、AKT1。在預測肝細胞肝癌患者臨床結(jié)局時,VEGFA表達水平的預測能力有一定準確性(AUC=0.731),其次為GRM3、AKT1。(見圖21)
圖21 AKT1、VEGFA、GRM3 表達水平預測患者臨床結(jié)局的ROC 曲線分析
鑒于腫瘤組織VEGFA表達水平在前述預測臨床預后結(jié)局中的重要性,筆者進一步探討了TCGA腫瘤患者的臨床預后情況。結(jié)合生存曲線分析發(fā)現(xiàn),VEGFA的表達與結(jié)腸腺癌患者的無病生存期及肝細胞肝癌患者的總生存期、無病生存期有相關性,且VEGFA表達水平高者,預后較差,但VEGFA的表達與乳腺浸潤癌患者的總生存期、無病生存期無明顯相關性。(見圖22)
圖22 VEGFA 表達水平在腫瘤患者總生存期和無病生存期中的預后價值
繆希雍《本草經(jīng)疏》[28]言:“若夫婦人、小兒氣血兩虛,脾胃素弱,而無積滯者,用之(莪術)反能損真氣”,還指出“當與健脾開胃、補益元氣藥同用”。因此,白術配伍莪術的運用也見于諸多臨床名家的報道,如陸拯[29]采用白術反佐莪術取其健脾消癥的作用;朱南孫應用該配伍燥濕除痰而通經(jīng)消積,消補相伍,用于治療經(jīng)閉、卵巢囊腫、子宮肌瘤、子宮內(nèi)膜異位癥等疾病[30];李乾構取兩藥健脾行氣活血、消積散結(jié)除痞,用于治療萎縮性胃炎等疾病[31]。腫瘤患者可因情志、飲食、外邪等多種因素導致氣滯血瘀痰凝之證[32-33],白術配伍莪術對上述病因病機有較強的針對性。有研究[34]報道,白術可以調(diào)節(jié)腸胃功能、增強機體免疫力,其活性成分對多種腫瘤有抑制作用。莪術具有行氣破血、消積止痛的功效,其中莪術油制劑、莪術醇等均可直接殺傷腫瘤細胞。此外,莪術還有調(diào)節(jié)免疫、抑制血管生成、逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥等作用[35]。
本研究基于網(wǎng)絡藥理學相關研究方法,通過對白術、莪術藥對抗腫瘤靶點的分析,提示該藥對可應用于治療乳腺癌、肝癌、前列腺癌、腸癌、肺癌、胃癌、膀胱癌等多種腫瘤疾病。富集分析結(jié)果表明,白術、莪術藥對抗腫瘤的潛在作用機制涉及凋亡、炎癥反應、缺氧應答以及cAMP、Rap1、雌激素、甲狀腺激素、PPAR、HIF-1信號通路等。這些機制與腫瘤的發(fā)生發(fā)展均有密切聯(lián)系,且多種機制之間又相互影響。如缺氧是腫瘤微環(huán)境的特點之一,缺氧誘導因子(HIFs)及其關聯(lián)機制協(xié)助細胞適應缺氧環(huán)境,而HIF-1作為信號樞紐,影響了多種腫瘤轉(zhuǎn)錄因子和信號分子的活性[36]。Ras和Rap1協(xié)同啟動和維持ERK信號,ERK在多種惡性腫瘤中被激活,是重要的治療靶點[37]。雌激素信號通路及其關鍵的代謝調(diào)節(jié)劑之間相互干擾,可以改變?nèi)橄倌[瘤細胞的代謝,并促使細胞適應灌注不良、短暫的營養(yǎng)剝奪和酸度的增加等環(huán)境,進一步導致細胞侵襲、轉(zhuǎn)移和耐藥[38]。
營養(yǎng)支持可以改善腫瘤患者的營養(yǎng)狀況,但也會促進腫瘤細胞的生長,調(diào)整某些氨基酸的用量或比例,可以調(diào)節(jié)機體免疫、抑制腫瘤生長[39]。一些補益中藥氨基酸含量豐富,有學者通過對四君子湯、四物湯、八珍湯的研究,指出氨基酸是補益或扶正中藥治療虛證的物質(zhì)基礎[40]。白術含有多種氨基酸,如谷氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、精氨酸等,也包括多種人體必需氨基酸,如苯丙氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸等[41]。分子對接結(jié)果提示白術所含苯丙氨酸、谷氨酸可以分別與核心靶點AKT1、GRM3結(jié)合,蛋白互作網(wǎng)絡結(jié)果提示白術、莪術藥對抗腫瘤靶點包括多個谷氨酸受體,富集分析也提示作用機制涉及谷氨酸受體信號通路。苯丙氨酸可以顯著增加胰腺α-淀粉酶、胰蛋白酶等消化酶的合成和釋放[42],且有研究[43]表明,胰腺腺泡細胞中蛋白質(zhì)的合成主要由PI3K-AKT-mTOR途徑介導。此外,苯丙氨酸能夠優(yōu)化腸道菌群[44],白術可調(diào)節(jié)腸易激綜合征小鼠的苯丙氨酸代謝通路等[45]。不同的腫瘤中有不同亞型的谷氨酸受體表達,激活或阻斷谷氨酸受體可影響腫瘤細胞的生長或遷移[46]。有研究發(fā)現(xiàn),代謝型谷氨酸受體3(GRM3)可以介導細胞凋亡[47]。白術所含有的其他氨基酸對腫瘤的發(fā)生發(fā)展也有重要影響,如有研究發(fā)現(xiàn)谷氨酸和天冬氨酸可以抑制人肝癌細胞增殖,且聯(lián)合使用可增強其抗增殖活性,并抑制AKT的磷酸化[48]。還有數(shù)據(jù)表明,在非超重人群中,基線膳食谷氨酸攝入量與較低的大腸癌發(fā)生風險有關[49]。
富集分析結(jié)果還提示白術、莪術藥對通過VEGF信號通路發(fā)揮抗腫瘤作用,分子對接結(jié)果提示莪術所含成分球松素、西托糖苷均與相應靶點VEGFA有結(jié)合潛能。VEGFA介導血管生成[50],莪術具有調(diào)控VEGF的作用[51],球松素、西托糖苷均具有抗腫瘤、抗炎、抗氧化等多種藥理活性[52-53],球松素查爾酮能夠抑制VEGF誘導的人臍靜脈內(nèi)皮細胞增殖和遷移[54]。西托糖苷亞麻酸酯、西托糖苷亞油酸酯、西托糖苷棕櫚酸酯等均可激活異位種植乳腺腫瘤組織中的Caspase-3、Caspase-9,下調(diào)VEGF、BCL-2、BCL-XL,抑制PI3K/AKT/NF-κB通路,延緩腫瘤的生長[55]。
基于白術、莪術作用疾病譜的網(wǎng)絡藥理學分析結(jié)果,筆者選取乳腺癌、肝癌、腸癌做進一步臨床意義分析?;赥CGA臨床病例的分析結(jié)果提示,白術、莪術藥對抗腫瘤核心靶點AKT1、VEGFA、GRM3的表達水平對乳腺浸潤癌、結(jié)腸腺癌、肝細胞肝癌這3種腫瘤患者的預后均有不同程度的影響。其中,VEGFA在這3種腫瘤組織中的表達均異常升高,且VEGFA表達水平高者,結(jié)腸腺癌、肝細胞肝癌等腫瘤患者的預后也相對較差。研究結(jié)果提示白術、莪術藥對具有通過調(diào)控相關靶點影響腫瘤患者預后的潛在價值。
分析結(jié)果還提示,白術、莪術藥對可能通過調(diào)控NFKB1、STAT3、TP53等轉(zhuǎn)錄因子發(fā)揮抗腫瘤作用。其中,NF-κB信號通路的異常激活與癌變過程密切相關[56];STAT3的持續(xù)激活是多種實體瘤中常見的促炎致癌特征[57];TP53是一種腫瘤抑制因子,激活后可進一步參與凋亡和衰老、細胞周期阻滯、DNA損傷修復等多個生物學過程[58]。
腫瘤細胞通常具有十到數(shù)千個突變,且即使在相同組織類型的腫瘤中,大多數(shù)突變也是不同的[59]。這種不穩(wěn)定性也導致免疫治療成為較熱門的研究方向。如近年來PD-1/PD-L1抗體藥物的應用即日趨廣泛。免疫細胞浸潤豐度分析結(jié)果提示,白術、莪術藥對有干預免疫細胞及炎性反應、改善腫瘤微環(huán)境進而發(fā)揮抗腫瘤作用的潛能。有研究發(fā)現(xiàn),白術主要成分白術內(nèi)酯Ⅰ能夠顯著提升細胞毒性T淋巴細胞對腫瘤細胞的殺傷作用,還能有效促進腫瘤細胞的抗原呈遞,與免疫檢查點抑制劑PD-1聯(lián)合應用能夠起到協(xié)同增效的作用[60]。
以上分析表明,基于網(wǎng)絡藥理學相關方法,可以挖掘白術、莪術藥對抗腫瘤的潛在作用機制。結(jié)果也提示,該藥對是通過多成分、多靶點協(xié)同起效的方式發(fā)揮抗腫瘤作用的,且相關靶點有一定的臨床預后意義,為進一步實驗和臨床研究提供了思路。