研究背景:人乳头瘤病毒(Human Papillomavirus,HPV)感染引起的癌症在全球女性恶性肿瘤中发病率仅次于乳腺癌,居第二位,给人类健康带来严重威胁,给许多国家尤其是不发达国家带来沉重负担。当前对HPV感染的临床治疗仍缺乏统一高效的预防及治疗方法。在HPV感染的临床治疗方面,中药紫草具有较好的效果,具有临床推广价值。由于中药成分的复杂性和作用机制的未知性,中药很难被西方医学界接受,因而限制了中药在国际范围内的推广应用。本研究旨在明确中药发挥抗HPV感染的具体成分并深入研究相关作用机制。研究目的:本课题借助网络药理学、分子对接和细胞实验初步探索紫草主要成分(去氧紫草素)通过PI3K-Akt通路诱导HPV16阳性CaAlpelisib试剂Ski细胞凋亡的机制,为紫草应用于HPV感染相关疾病的治疗提供科学依据。研究方法:①利用网络药理学预测中草药紫草作用于HPV相关疾病的潜在靶点,并进行KEGG和GO分析,找出主要作用的信号通路。②通过分子对接技术明确紫草发挥作用的主要活性成分以及主要靶蛋白。③采用MTT法筛选出最佳活性成分及其最佳浓度区间和最佳抑制感染株。④运用细胞凋亡检测实验(Hoechst荧光染色法和流式细胞术法)验证最佳紫草活性成分是否能诱导被抑制率最高的HPV感染细胞株的凋亡。⑤通过蛋白印迹实验,检测最佳紫草活性成分对PI3K-Akt信号通路相关蛋白表达的影响情况。研究结果:①网络药理学获得筛选得到41个紫草有效成分和相应148个靶点,其中有59个与HPV感染疾病相关。GO功能富集分析得到20条GO_BPBVS bioresorbable vascular scaffold(s)、10条GO_CC以及19条GO_MF,主要与细胞凋亡有关。KEGG通路富集分析筛选得到20条信号通路,其中富集通路主要为PI3K-Akt信号通路。②分子对接结果显示去氧紫草素、熊果酸等活性成分与关键靶点(selleck HPLCSTAT3、TP53、JUN、MAPK8、TNF)有较好的亲和力。③MTT检测实验提示紫草活性成分乙酰紫草素、去氧紫草素、熊果酸对CaSki细胞具有抑制活性,尤其去氧紫草素。④随着去氧紫草素浓度的增加,晚期凋亡细胞的比例增加。⑤蛋白印迹实验表明去氧紫草素能使p-PI3K(Tyr458)以及p-Akt(Tyr308)蛋白表达下调,且呈剂量正相关。研究结论:网络药理学研究表明紫草或可通过多靶点、多生物过程、多信号通路治疗HPV感染相关疾病。实验研究显示去氧紫草素可通过PI3K-Akt通路诱导CaSki细胞的凋亡。