羅劍波 余濟(jì)春

1. 南昌大學(xué),江西 南昌 330006;2. 新余市人民醫(yī)院,江西 新余 338000 3. 南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院,江西 南昌 330006

姜黃素在甲狀腺癌等癌癥治療中可通過抑制癌細(xì)胞的增殖和遷移等而達(dá)到癌癥治療目的[1]。但姜黃素治療甲狀腺癌的的具體作用機(jī)制尚未明確。因此，本研究以網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)為基礎(chǔ)，尋找其作用靶點和涉及的信號通路，探究黃素治療甲狀腺癌的具體作用機(jī)制，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1姜黃素作用靶點的預(yù)測 采用TCMSP 數(shù)據(jù)庫、檢索詞Curcumin檢索得到姜黃素相關(guān)靶點蛋白名稱，并通過Uniprot 數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的基因名稱。PubChem 數(shù)據(jù)庫中找出姜黃素的smile號和3D 結(jié)構(gòu)(保存為SDF模式)，在Swiss Target Prediction平臺中輸入該smile號預(yù)測姜黃素的靶點。3D結(jié)構(gòu)SDF模式文檔上傳至 PharmMapper 服務(wù)器行姜黃素靶標(biāo)預(yù)測、分析，靶點預(yù)測結(jié)果根據(jù)Fit score排序，從高到低，其中fit score>3的靶標(biāo)為備選靶標(biāo)。將得到的所有靶點進(jìn)行合并去重，最終得到姜黃素的作用靶點。

1.2甲狀腺癌相關(guān)靶點的收集 TTD、OMIM 數(shù)據(jù)庫以Thyroid tumor和Thyroid carcinoma為檢索詞檢索甲狀腺癌相關(guān)靶點，獲得的相關(guān)靶點蛋白名通過Uniprot數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換成基因名，剔除非人類基因。通過pharmgKB數(shù)據(jù)庫以Thyroid tumor和Thyroid carcinoma為檢索詞檢索甲狀腺癌相關(guān)靶點。將各數(shù)據(jù)庫獲得靶點進(jìn)行合并去重，并與姜黃素作用靶點映射，找出兩者的共有靶點即為姜黃素治療甲狀腺癌的直接靶點。

1.3構(gòu)建姜黃素相關(guān)靶點及其相互作用蛋白的PPI 使用Cytoscape 3.7.1 下的插件 BisoGenet 4.0.0，構(gòu)建黃素相關(guān)靶點及其相互作用蛋白的PPI。導(dǎo)入姜黃素的相關(guān)靶點。

1.4構(gòu)建甲狀腺癌相關(guān)靶點及其相互作用蛋白的PPI 使用Cytoscape 3.7.1下的插件BisoGenet 4.0.0，構(gòu)建甲狀腺癌相關(guān)靶點及其相互作用蛋白的PPI。操作同1.3。

1.5取兩者的交集網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)分析 采用 cytoscape下的Merge 功能得到兩者靶點蛋白 PPI 網(wǎng)絡(luò)的交集網(wǎng)絡(luò)，采用NetworkAnalyzer進(jìn)行拓?fù)浞治?，篩選出核心靶點蛋白(節(jié)點度≥中位數(shù)的2倍)，提取姜黃素和甲狀腺癌的靶點，找出姜黃素治療甲狀腺癌的直接靶點和間接靶點。

1.6KEGG 通路以及 GO富集分析 采用DAVID 數(shù)據(jù)庫對姜黃素治療甲狀腺癌的直接靶點和間接靶點進(jìn)行 GO 注釋和KEGG 通路的分析，按照 P≤0.05 進(jìn)行挑選，P值由大到小排序并取前20個。

2 結(jié) 果

2.1靶點新型和靶點網(wǎng)絡(luò)圖 獲得姜黃素相關(guān)靶點165個，蛋白 PPI 網(wǎng)絡(luò)中共有節(jié)點6265個。獲得甲狀腺癌相關(guān)靶點234個，與姜黃素相關(guān)靶點映射得到姜黃素治療甲狀腺癌的直接靶點有4個，分別是NF-κB、iNOS、COχ2、MMP 9。234個甲狀腺癌相關(guān)靶點導(dǎo)入 cytoscape，生成蛋白蛋白 PPI 網(wǎng)絡(luò)，交集網(wǎng)絡(luò)中共有節(jié)點4269個。Merge 功能分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者交集網(wǎng)絡(luò)中共有節(jié)點4175個。

2.2核心靶點信息 交集網(wǎng)絡(luò)獲得核心靶點共獲得 1136個，核心靶點中分離出姜黃素靶點29個，甲狀腺癌靶點21個，重合靶點7個，姜黃素治療甲狀腺癌間接靶點有Cyclin B1、p21、bad、 Bcl-xl等22個，涉及癌癥、感染性疾病、血管生成、MAPK、 EGFR、PKC、VEGF等相關(guān)生物過程和信號通路。

2.3姜黃素治療甲狀腺癌作用靶點的KEGG通路以及GO富集分析 KEGG分析和GO富集分析中均富集的有 MAPK、EGFR、PKC信號通路。

3 討 論

姜黃素具有多種腫瘤疾病的抑制作用，且可抗炎和降血脂，其在抗癌中的應(yīng)用研究成為目前研究人們課題[2]。姜黃素應(yīng)用于甲狀腺癌可有效抑制其癌細(xì)胞增殖和遷移，但目前關(guān)于姜黃素治療甲狀腺癌仍以體外細(xì)胞實驗為主，具體作用機(jī)制仍不明。

通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的方法可分析藥物治療疾病的作用靶點和作用機(jī)制[3]。本研究亦通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)找出姜黃素治療甲狀腺癌的作用靶點和信號通路，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，姜黃素治療甲狀腺癌的直接靶點有4個，間接靶點有22個，其中涉及癌癥、感染性疾病、血管生成、MAPK、 EGFR、PKC、VEGF、JNK、p38等靶點及 MAPK、EGFR、PKC信號通路，通過MAPK、 EGFR、PKC信號通路引導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡、控制感染和抑制血管生成可能為其作用途徑。

綜上，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)初步預(yù)測出姜黃素治療甲狀腺癌的機(jī)制可能為誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞凋亡、抑制感染以及制血管生成。