黄芪总黄酮联合顺铂对Lewis肺癌小鼠的抗癌作用研究

选题依据:癌症目前已经成为全球第一大致死因素,其中肺癌在所有癌症中为致死率前三名。目前化疗药物在发挥抗肿瘤作用的同时也会产生较大毒副作用。近年来研究表明中医药在肿瘤协同治疗方面具有显著优势。黄芪是中医临床常用中药,其中的黄酮类成分是黄芪的主要成分之一,已有研究表明黄芪黄酮类成分除了具有抗炎、抗病毒、心肌保护等作用外,还具有一定的抗癌作用。本课题组前期研究表明,黄芪总黄酮对化疗药物环磷酰胺所致的白细胞降低具有显著升高作用[1]。本研究拟在前期研究基础上,开展黄芪总黄酮协同顺铂抗肺癌的体内药效学和作用机制研究。目的:分析黄芪总黄酮对Lewis荷瘤小鼠肺癌模型的药效学作用和机制,为进一步开发用于肿瘤化疗增效减毒药物提供依据。方法:（1）采用课题组之前建立的方法制备黄芪总黄酮,并对其主要黄酮类成分进行含量测定。（2）将动物分为空白组、模型组、阳性药组、联合给药低剂量组、联合给药中剂量组、联合给药高剂量组;通过皮下注射Lewis肺癌细胞建立Lewis荷瘤小鼠肺癌模型,通过肿瘤大小、肿瘤体积变化曲线、肿瘤重量、抑瘤率等指标分析黄芪总黄酮对顺铂抗肿瘤增效的药效学结果;通过脏器指数分析黄芪总黄酮对顺铂的减毒作用。（3）采用网络药理学方法预测黄芪总黄酮中成分发挥抗肺癌活性作用的靶点,并采用western blot对预测的关键靶点蛋白进行验证。（4）采用UPLC-MS血清代谢组学技术确定正常和肺癌小鼠模型的生物标志物及代谢通路,并通过黄芪总黄酮对肺癌模型生物标志物的调节作用进一步分析黄芪总黄酮对顺铂的增效减毒作用机制。结果:（1）黄芪总黄酮中八种黄酮类成分的含量:毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量为9.82%、芒柄花苷含量为8.62%、（6aR,11aR）-9,10-二甲氧基紫檀烷-3-O-β-D-葡萄糖苷含量为11.24%、7-2’-二羟基-3’,4’-二甲氧基异黄烷-7-O-β-D-葡萄糖苷含量为3.71%、毛蕊异黄酮含量为0.54%、芒柄花素含量为0.02%、（6aR,11aR）-9,10-二甲氧基紫檀烷含量为0.02%、7-2’-二羟基-3’,4’-二甲氧基异黄烷含量为0.01%等,8种黄芪黄酮总含量为33.98%。（2）通过肿瘤体积变化曲线、肿瘤重量和大小、抑瘤率,发现联合给药组抑瘤药效强于阳性药顺铂,说明黄芪总黄酮能够增强顺铂的抗癌作用。通过脏器指数分析,黄芪总黄酮能减轻顺铂的免疫抑制作用。综上所述,黄芪总黄酮不仅能够增强顺铂的抗癌作用,也能降低顺铂的毒副作用,即黄芪总黄酮联合顺铂对Lewis肺癌小鼠具有显著的增效减毒作用。（3）采用网络药理学预测了黄芪总黄酮的46个作用靶点,进一步构建了成分-靶点-通路-疾病网络,以及蛋白-蛋白互助作用网络。结果显示,毛蕊异黄酮、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、紫檀烷、紫檀烷苷5个成分均可能为活性成分,从degree值和Betweenness值来看,毛蕊异黄酮葡萄糖苷与活性的相关性最大。此外,STAT3、ERBBA2、NOTCH1、TRP53、FGF2、ALB、VEGFA等靶点与黄芪总黄酮增强顺铂的抑瘤作用相关。联合给药高、中剂量组的IL-6水平与模型组相比显著降低,接近空白水平;联合给药高、中、剂量组的STAT3蛋白水平低于阳性药组,说明黄芪总黄酮可以下调STAT3水平,且具有剂量依赖性。推断黄芪总黄酮可能通过下调IL-6水平以抑制STAT3蛋白表达水平发挥作用,即黄芪总黄酮可能通过IL-6/STAT3通路来抑制肿瘤生长。（4）采用多元统计分析确定空白组和模型组的差异代谢物30个,包括脂肪酸、氨基酸等。然后比较这些差异代谢物在所有组别（空白组、模型组、阳性药组、联合给药低剂量组、联合给药中剂量组、联合给药高剂量组）的含量变化,结果显示黄芪总黄酮联合给药后可以更好的回调其中的5个代谢物,单独顺铂不能回调,但联合黄芪总黄酮能回调4个代谢物。MetaPA代谢通路分析结果显示,在4条与Lewis肺癌模型相关的代谢通路中,黄芪总黄酮可能通过调节原代胆汁酸生物合成代谢通路来达到对顺铂的增效减毒目的。结论:黄芪总黄酮可以显著增强顺铂对Lewis肺癌小鼠的抑瘤作用,代谢组学与网络药理学分析表明,其作用机制与IL-6/STAT3通路以及原代胆汁酸生物合成代谢通路相关。本研究为以黄芪为原料进一步开发用于肿瘤化疗增效减毒药物提供了依据。