Exploring the effects and underlying mechanisms of typhaneoside on lung adenocarcinoma based on network pharmacology and in vitro experiments

Liu Meng-Ru ,  

Yan Xue ,  

摘要

L'objectif de l'étude était d'étudier l'effet du typuloside (TYP) sur l'adénocarcinome pulmonaire et son mécanisme moléculaire potentiel sur la base de la pharmacologie réseau et des expérimentations in vitro. Méthodes: en prédisant des sites cibles SwissTargetPrediction, les bases de données du génome du cancer (TCGA), GeneCards et GEO ont été utilisées pour obtenir les gènes cibles TYP-adénocarcinome pulmonaire. Les gènes cibles TYP-adénocarcinome pulmonaire obtenus ont été soumis à une analyse ontologique des gènes (GO) et à une analyse des gènes de la biologie et du génome de Kyoto (KEGG). Une analyse de la pharmacologie réseau a été réalisée en utilisant la base de données String, et un docking moléculaire a été effectué à l'aide du logiciel Vina. À l'aide de ces méthodes de pharmacologie réseau, les voies théoriques d'action de TYP sur l'adénocarcinome pulmonaire ont été explorées. Des cellules PC9 ont été utilisées, avec un groupe témoin (culture normale), un groupe TYP faible (traitement de 50 μmol/L TYP pendant 48 h), un groupe TYP élevé (traitement de 100 μmol/L TYP pendant 48 h) et un groupe Fer-1 (Fer-1) + TYP (1 μmol/L Fer-1 + 100 μmol/L TYP traitement pendant 48 h); le test CCK-8 a été utilisé pour mesurer la viabilité cellulaire, l'expérience EdU pour mesurer la capacité de prolifération cellulaire, l'expérience de cicatrisation, l'expérience de migration et d'invasion des cellules Transwell pour mesurer la capacité de migration et d'invasion des cellules, un test pour mesurer la teneur en glutathion réduit (GSH), un test pour mesurer l'oxygène réactif (ROS), un test pour mesurer le potentiel de la membrane mitochondriale, un agent de détection de fluorescent de fer, et une microscopie électronique pour étudier la mort de fer. Les niveaux d'expression de l'ARNm et des protéines des molécules clés de la mort de fer SLC7A11 et GPX4 ont été déterminés à l'aide de la Western blotting et du PCR quantitative rétro-transcriptase (RT-qPCR). La sur-expression de SLC7A11 a été effectuée par transfection plasmidique dans les cellules PC9, en configurant le groupe Vector (transfection de vecteur vide), le groupe Vector + TYP (transfection de vecteur vide + 100 μmol/L TYP pendant 48 h), le groupe OE-SLC7A11 (transfection de plasmide sur-expression SLC7A11) et le groupe OE-SLC7A11 + TYP (transfection de plasmide sur-expression SLC7A11 + 100 μmol/L TYP pendant 48 h). À l'aide du test CCK-8, du test de fluorescence du fer, des niveaux d'expression des molécules clés de la mort de fer SLC7A11 et GPX4, le mécanisme moléculaire de l'action de SLC7A11 lors de l'exposition de TYP aux cellules PC9 a été confirmé. Résultats: En utilisant les sites de prédiction SwissTargetPrediction et les bases de données génomiques (TCGA, GeneCards et GEO), 73 gènes cibles TYP-adénocarcinome pulmonaire ont été prédits. Les résultats de l'analyse GO montrent que les gènes cibles participent principalement à la régulation positive de l'activité kinase et d'autres processus biologiques. Ils sont principalement concentrés dans les mitochondries et autres composants cellulaires, ce qui reflète les fonctions de la biologie moléculaire telles que l'activité tyrosine kinase. L'analyse KEGG a montré 124 voies associées, principalement impliquant la résistance aux inhibiteurs de tyrosine kinase du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR). Les résultats de l'analyse de pharmacologie réseau ont donné 7 cibles clés, dont la sérine/thréonine protéine kinase 1 (Akt1). Les résultats du docking moléculaire montrent que la liaison de TYP aux gènes cibles et aux protéines liées à la mort de fer, SLC7A11 et GPX4, est ≤ -5.0 kcal/mol, ce qui indique leur activité de liaison significative. Les résultats du test CCK-8 montrent que TYP inhibe de manière significative la viabilité des cellules PC9 (P <0,05); les résultats de l'expérience EdU montrent que par rapport au groupe témoin, le taux de cellules en phase de prolifération dans le groupe TYP diminue considérablement (P <0,05); les résultats de la cicatrisation, de la migration et de l'invasion des cellules Transwell montrent que par rapport au groupe témoin, la capacité de migration et d'invasion des cellules dans le groupe TYP diminue significativement (P <0,05); par rapport au groupe témoin, la teneur en GSH, le potentiel de la membrane mitochondriale diminuent considérablement dans le groupe TYP (P <0,05), la teneur en ROS, Fe2+ augmentent considérablement (P <0,01), l'expression de protéines et d'ARNm de SLC7A11, GPX4 diminue considérablement (P <0,05); les observations au microscope électronique montrent qu'en comparaison avec le groupe témoin, dans le groupe TYP se produit des changements spécifiques de la mort de fer commes la réduction des crêtes mitochondriales et l'augmentation de la densité membranaire. Par rapport au groupe Vector + TYP, la viabilité des cellules dans le groupe OE-SLC7A11 + TYP augmente significativement (P <0,05), la teneur en Fe2+ diminue considérablement (P <0,05), l'expression de protéines SLC7A11, GPX4 augmente considérablement (P <0,05). Conclusion: TYP peut induire la mort de fer des cellules cancéreuses de l'adénocarcinome pulmonaire en régulant l'axe SLC7A11-GPX4, et supprime le comportement malin tel que la prolifération, la migration et l'invasion des cellules de l'adénocarcinome pulmonaire.

关键词

ferroptosis;typhaneoside;lung adenocarcinoma;network pharmacology;molecular docking

阅读全文