基于生物信息學(xué)分析丹參酮ⅡA聯(lián)合紫杉醇治療乳腺癌的潛在作用機(jī)制

權(quán)甜 曾悅 侯益 石林 冷衍恩 劉金鳳 王霞

基金項(xiàng)目：德陽市重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（編號：No.2023SZZ111、No.2023SZZ115）；中江縣2023年科技計(jì)劃項(xiàng)目（編號：No.ZJKJSF2311）

作者簡介：權(quán)甜，碩士研究生，初級藥師，研究方向：臨床藥學(xué)、腫瘤學(xué)。

通信作者：王霞，大學(xué)本科，主治醫(yī)師，研究方向：腫瘤疾病的診療。E-mail：1826948976@qq.com

【摘要】目的 基于生物信息學(xué)分析丹參酮ⅡA聯(lián)合紫杉醇治療乳腺癌的潛在作用機(jī)制，為臨床治療提供參考。方法 檢索紫杉醇、丹參酮ⅡA的共同潛在藥物靶點(diǎn)，使用venny 2.1獲取其與乳腺癌相關(guān)靶點(diǎn)的交集靶點(diǎn)，使用STRING及DAVID數(shù)據(jù)庫對交集靶點(diǎn)進(jìn)行蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)（PPI）與富集分析。結(jié)果 共獲取紫杉醇潛在藥物靶點(diǎn)298個(gè)，丹參酮ⅡA潛在藥物靶點(diǎn)333個(gè)，乳腺癌相關(guān)靶點(diǎn)17 089個(gè)，交集靶點(diǎn)187個(gè)。丹參酮ⅡA聯(lián)合紫杉醇治療乳腺癌的核心靶點(diǎn)為原癌基因酪氨酸蛋白激酶（SRC）、磷酸肌醇 3-激酶調(diào)節(jié)亞基 1（PIK3R1）、雌激素受體 1（ESR1）、絲氨酸和蘇氨酸激酶（AKT1）、熱休克蛋白90 α家族A類成員1（HSP90AA1）、視黃醇X受體α

（RXRA）、表皮生長因子受體（EGFR）、大鼠肉瘤蛋白同源蛋白（HRAS）、絲裂原活化蛋白激酶 1（MAPK1）、胰島素樣生長因子1

受體（IGF1R）。富集分析結(jié)果顯示：排名前5位的細(xì)胞組分（CC）為胞質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)、纖維凝膠蛋白-1顆粒腔、細(xì)胞外的外來體、復(fù)合受體；排名前5位的生物過程（BP）為對凋亡過程的負(fù)向調(diào)控、蛋白質(zhì)自身磷酸化、蛋白質(zhì)磷酸化、蛋白激酶B信號的正向調(diào)節(jié)、視黃酸受體信號通路；排名前5的分子功能（MF）為RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄因子活性、蛋白絲氨酸/蘇氨酸/酪氨酸激酶活性、鋅離子結(jié)合、蛋白酪氨酸激酶活性、酶結(jié)合。結(jié)論 丹參酮ⅡA聯(lián)合紫杉醇可能通過SRC、PIK3R1、ESR1、AKT1、HSP90AA1等核心靶點(diǎn)達(dá)到減毒增效作用，并調(diào)控PI3K/AKT等凋亡信號通路，介導(dǎo)細(xì)胞凋亡、氧化應(yīng)激等多個(gè)生物過程治療乳腺癌。

【關(guān)鍵詞】丹參酮ⅡA；紫杉醇；乳腺癌；網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)

【中圖分類號】R966 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2096-2665.2024.10.0007.05

DOI：10.3969/j.issn.2096-2665.2024.10.003

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，近三十年來，中國的乳腺癌發(fā)病率呈持續(xù)上升趨勢[1-2]。目前，臨床治療該疾病多采用化療治療、靶向藥物治療等綜合治療手段。紫杉醇是從短葉紅豆杉中分離出來的二萜類化合物，其在乳腺癌、子宮癌、肺癌及其他腫瘤中的治療效果良好[3]。但有研究證明，紫杉醇可通過氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡、鐵死亡等機(jī)制引起心臟毒性[4-6]。為減少紫杉醇的心臟毒性，增加其療效和安全性，臨床上常將其與丹參酮ⅡA連用。丹參酮ⅡA具有抗炎和抗氧化的藥理活性，可通過促進(jìn)血管生成，發(fā)揮心臟保護(hù)作用，能有效治療心血管疾病[7]?；诖?，本研究采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的方法，系統(tǒng)分析紫杉醇聯(lián)合丹參酮ⅡA治療乳腺癌的潛在作用機(jī)制，為其基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用提供參考，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 丹參酮ⅡA和紫杉醇的共同潛在藥物靶點(diǎn)收集 在PubChem數(shù)據(jù)庫（https：//pubchem.ncbi.nlm.nih.gov）中檢索“丹參酮ⅡA”和“紫杉醇”的SMILES和MOL2，并將SMILES輸入Swiss Target Prediction（http：//www.swisstargetprediction.ch），將MOL2輸入PharmMapper （https：//PharmMapper （lilab-ecust.cn），分別獲取丹參酮ⅡA和紫杉醇的潛在藥物靶點(diǎn)。去除重復(fù)及可信度為0的靶點(diǎn)后，收集丹參酮ⅡA和紫杉醇共同的潛在藥物靶點(diǎn)。

1.2 乳腺癌相關(guān)靶點(diǎn)獲取 將關(guān)鍵詞“Breast cancer”錄入DisGeNET（https：//www.disgenet.org/）、GeneCards（https：//www.genecards.org/）、OMIM （https：//omim.org）、TTD（http：//db.idrblab.net/ttd/）中搜索所有與乳腺癌相關(guān)的靶基因，在DisGeNET和GeneCards數(shù)據(jù)庫中根據(jù)分?jǐn)?shù)篩選出前2 000個(gè)靶點(diǎn)。將2 000個(gè)靶點(diǎn)歸一化并導(dǎo)入U(xiǎn)niprot數(shù)據(jù)庫（https：//www.uniprot.org/），以獲得Uniprot ID。匯總 Uniprot ID后，刪除所有重復(fù)項(xiàng)，得到乳腺癌相關(guān)靶點(diǎn)。

1.3 交集靶點(diǎn)獲取 使用Venny 2.1軟件獲取紫杉醇、丹參酮ⅡA和乳腺癌的交集靶點(diǎn)，并繪制Venny圖。

1.4 蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)（PPI）構(gòu)建 將交集靶點(diǎn)輸入STRING11.0，應(yīng)用Cytoscpace3.10.1軟件繪制PPI網(wǎng)絡(luò)圖，節(jié)點(diǎn)大小和顏色可根據(jù)圖中的度數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

1.5 GO和KEGG通路富集分析 將1.3中得到的交集靶點(diǎn)導(dǎo)入DAVID數(shù)據(jù)庫（https：//david.ncifcrf.gov/），限定物種為“Homo Sapiens”，進(jìn)行GO和KEGG通路富集分析。分別選取GO通路富集分析結(jié)果中生物過程（BP）、細(xì)胞組分（CC）和分子功能（MF）中 P值從小到大排名前10的條目及KEGG通路富集分析結(jié)果中P值從小到大排名前15的條目，導(dǎo)入分析網(wǎng)站（http：//www.bioinformatics.com.cn/），繪制GO及KEGG可視化圖。

2 結(jié)果

2.1 靶點(diǎn)收集結(jié)果 共獲取紫杉醇潛在藥物靶點(diǎn)298個(gè)，丹參酮ⅡA潛在藥物靶點(diǎn)333個(gè)，乳腺癌相關(guān)靶點(diǎn)17 089個(gè)，交集靶點(diǎn)187個(gè)，見圖1。

2.2 PPI網(wǎng)絡(luò)及核心靶點(diǎn) 將圖1中187個(gè)交集靶點(diǎn)導(dǎo)入Cytoscape 3.10.1軟件建立PPI網(wǎng)絡(luò)，見圖2。通過Cytoscape3.10.1軟件分析數(shù)據(jù)，篩選出紫杉醇聯(lián)合丹參酮ⅡA治療乳腺癌的前10個(gè)核心靶點(diǎn)，分別為原癌基因酪氨酸蛋白激酶（SRC）、磷酸肌醇 3-激酶調(diào)節(jié)亞基1（PIK3R1）、雌激素受體 1（ESR1）、絲氨酸和蘇氨酸激酶1（AKT1）、熱休克蛋白90 α家族A類成員1（HSP90AA1）、視黃醇X受體α（RXRA）、表皮生長因子受體（EGFR）、大鼠肉瘤蛋白同源蛋白（HRAS）、絲裂原活化蛋白激酶 1（MAPK1）、胰島素樣生長因子1受體（IGF1R），見表1。

2.3 GO和KEGG通路富集分析結(jié)果 選取GO富集前10個(gè)條目，KEGG富集前15條目進(jìn)行可視化，見圖3、

圖4。排名前5位的CC為胞質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)、纖維凝膠蛋白-1顆粒腔、細(xì)胞外的外來體、復(fù)合受體。排名前5位BP為對凋亡過程的負(fù)向調(diào)控、蛋白質(zhì)自身磷酸化、蛋白質(zhì)磷酸化、蛋白激酶B信號的正向調(diào)節(jié)、視黃酸受體信號通路。排名前5的MF為RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄因子活性、蛋白絲氨酸/蘇氨酸/酪氨酸激酶活性、鋅離子結(jié)合、蛋白酪氨酸激酶活性、酶結(jié)合。

3 討論

乳腺癌是中國發(fā)病率最高的女性惡性腫瘤，嚴(yán)重威脅女性生命健康。在晚期乳腺癌患者治療中，以紫杉醇類為基礎(chǔ)的單藥或聯(lián)合用藥方案（聯(lián)合他濱類、鉑類、單抗等）是目前治療乳腺癌患者的一線首選方案。但有研究顯示，長期使用紫杉醇類藥物患者耐藥率可達(dá)30%，且紫杉烷類藥物劑量蓄積可導(dǎo)致心臟毒性[8]。心臟毒性已成為抗癌治療的主要不良反應(yīng)，其可能在治療期間急性出現(xiàn)，也可能在治療后數(shù)年內(nèi)長期出現(xiàn)[9]。臨床上，常將紫杉醇與丹參酮ⅡA聯(lián)合使用，以提高治療安全性。

乳腺癌根據(jù)內(nèi)在基因表達(dá)上可以分為管腔上皮A型（Luminal A）、管腔上皮B型（Luminal B）、人表皮生長因子受體2（HER-2）陽性型及三陰性4種分子分型，不同分型的乳腺癌特異性病機(jī)皆是在肝郁脾虛、氣機(jī)郁滯的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)而來[10]。丹參是我國常用的大宗藥材之一，具有活血化瘀，清心除煩等功效，其化學(xué)成分包括萜類化合物、酚酸類化合物及內(nèi)酯類化合物，其中丹參酮ⅡA、隱丹參酮、丹參酮Ⅰ等是丹參發(fā)揮藥效的主要化合物，具有抗炎、抗腫瘤等藥理活性。丹參酮ⅡA已被證明具有多種藥理活性，在心臟保護(hù)藥物開發(fā)方面具有廣闊的前景[11]。

有研究顯示，丹參酮ⅡA通過激活磷酸腺苷活化蛋白激酶/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（AMPK-mTOR）信號通路，對抗IGF-ⅡR信號級聯(lián)反應(yīng)來抑制細(xì)胞凋亡，保護(hù)心肌細(xì)胞并改善心功能[12-14]。Hu 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，丹參

酮ⅡA通過誘導(dǎo)死亡結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白（DAXX）、磷酸化激活的細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2（p-ERK1/2）和磷酸化絲裂原細(xì)胞外激酶（p-MEK）的表達(dá)，來抑制凋亡相關(guān)蛋白，從而阻止心肌結(jié)構(gòu)改變和肌原纖維破壞。丹參酮ⅡA還可通過電壓依賴性陰離子通道1（VDAC1）抑制鐵死亡、細(xì)胞凋亡，從而改善心肌缺血/再灌注損傷[16]。丹參酮ⅡA治療乳腺癌是通過靶向類固醇敏感性調(diào)節(jié)蛋白相關(guān)脂類轉(zhuǎn)運(yùn)體結(jié)構(gòu)域13（miR-125b/STARD13）軸減弱乳腺癌細(xì)胞的干性[17]。Liu等[18]研究發(fā)現(xiàn)，丹參酮ⅡA通過下調(diào)BCL2和上調(diào)TP53蛋白促進(jìn)三陰性乳腺癌細(xì)胞凋亡。丹參酮ⅡA增強(qiáng)了阿霉素對乳腺癌的化療效果，同時(shí)降低其不良反應(yīng)，包括骨髓抑制、心臟毒性和腎毒性[19]。這些研究均提示丹參酮ⅡA具有較為明顯的抗乳腺癌的活性。

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是一門借用計(jì)算機(jī)輔助預(yù)測方法系統(tǒng)研究和探索藥物與疾病之間的復(fù)雜關(guān)系的綜合性學(xué)科[20]。系統(tǒng)生物學(xué)認(rèn)為，癌癥等是由多個(gè)基因突變導(dǎo)致生物網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平衡被破壞而引起的。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)用于分析多組分藥物對人體的相互作用，有助于找到藥物有效成分的治療靶點(diǎn)，提高藥物的療效，減少藥物不良反應(yīng)。

本研究使用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析結(jié)果顯示，丹參酮ⅡA、紫杉醇與乳腺癌有187個(gè)交集靶點(diǎn)；丹參酮ⅡA聯(lián)合紫杉醇治療乳腺癌的核心靶點(diǎn)為SRC、PIK3R1、ESR1、AKT1、HSP90AA1、RXRA、EGFR、HRAS、MAPK1、IGF1R，主要與癌癥中的蛋白聚糖類、內(nèi)分泌的阻力、PI3K-Akt信號通路、化學(xué)致癌作用-受體活化通路相關(guān)。分析原因?yàn)椋孩臩rc激酶家族是具有酪氨酸蛋白激酶活性的蛋白質(zhì)，包括Src、Blk、Fgr、Fyn、Hck、Lyn、Lck、Yes和Yrk等，在細(xì)胞增殖、分化、運(yùn)動和定位等細(xì)胞進(jìn)程中都發(fā)揮重要作用。臨床上，多種SRC激酶抑制劑包括博舒替尼、達(dá)沙替尼等也廣泛用于乳腺癌治療的臨床研究[21]。⑵PI3K通路包括 PI3K 催化亞基PIK3CA和 PI3K 調(diào)節(jié)亞基 PIK3R1，是癌癥中最常改變的通路，敲除PIK3R1基因可使癌癥對MEK抑制劑如（曲美替尼）敏感[22]。⑶ESR1基因突變可以發(fā)生在原發(fā)腫瘤中，并且在晚期乳腺癌轉(zhuǎn)移過程中突變頻率增加[23]，PI3K/AKT/mTOR 通路與維持內(nèi)分泌耐藥有關(guān)，并已成為許多治療陽性乳腺癌的新藥的靶點(diǎn)[24]。⑷絲氨酸/蘇氨酸激酶家族共發(fā)現(xiàn)了3種高度同源的亞型，即AKT1、AKT2和AKT3。通過抑制PI3K/Akt/mTOR通路誘導(dǎo)三陰性乳腺癌細(xì)胞凋亡[25]。⑸熱休克蛋白（HSP）廣泛存在各種生物細(xì)胞當(dāng)中，當(dāng)應(yīng)激發(fā)生時(shí)，HSP可大量表達(dá)、起到抗炎、抗細(xì)胞凋亡及抗氧化作用。HSP20通過在心臟過表達(dá)，減少抗腫瘤藥物誘導(dǎo)的心臟毒性，減少心臟細(xì)胞凋亡[26]。

綜上所述，丹參酮ⅡA聯(lián)合紫杉醇可能通過SRC、PIK3R1、ESR1、AKT1、HSP90AA1等核心靶點(diǎn)達(dá)到減毒增效作用，并調(diào)控PI3K/AKT等凋亡信號通路，介導(dǎo)細(xì)胞凋亡、氧化應(yīng)激等多個(gè)生物過程治療乳腺癌。

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