Netzwerkpharmakologische Analyse und experimentelle Validierung der mit Magenkrebs assoziierten Zielstrukturen von Harmine

Harmine (HM), ein natürliches β-Carbolin-Alkaloid aus der Pflanze Peganum harmala, weist eine Reihe pharmakologischer Wirkungen auf, darunter entzündungshemmende, neuroprotektive, antidiabetische und antitumorale Effekte. Die potenziellen Zielstrukturen, die an seinen therapeutischen Effekten bei Magenkrebs (GC) beteiligt sind, bleiben jedoch unklar. In dieser Studie wurden die anti-magenkrebs Wirkungen von HM untersucht und HSP90AA1 als molekulares Ziel identifiziert. In-vitro-Experimente zeigten, dass HM die Proliferation, Migration und Invasion von GC-Zellen signifikant hemmte und Apoptose in GC-Zellen induzierte. Durch die Integration von Daten aus mehreren Datenbanken sowie Pull-Down-Assays und Massenspektrometrie-Analysen wurden 25 Schlüsselziele in Bezug auf GC identifiziert. Ein Protein-Protein-Interaktionsnetzwerk (PPI) wurde aufgebaut, und zehn Kernziele wurden mittels des Maximal Clique Centrality (MCC)-Algorithmus priorisiert. Die funktionelle Anreicherungsanalyse offenbarte relevante biologische Prozesse und Signalwege, die den multitarget-antikrebs Mechanismus von HM hervorheben. Die molekulare Docking-Analyse der Wechselwirkungen zwischen HM und den zehn Kernzielen führte zur Auswahl von Heat Shock Protein 90 alpha Familie Klasse A Mitglied 1 (HSP90AA1) als Kandidat für weitere Untersuchungen. Quantitative Echtzeit-PCR (RT-qPCR) und Western-Blot-Analysen zeigten, dass die HM-Behandlung die mRNA- und Proteinexpression von HSP90AA1 in GC-Zellen signifikant verringerte. Die Immunfluoreszenzfärbung zeigte eine hohe Expression des HSP90AA1-Proteins in Tumorgeweben der HM-behandelten Gruppe in einem Maus-Xenograft-Modell. Die Bindungsaffinität zwischen HM und HSP90AA1 wurde mittels Oberflächenplasmonresonanz (SPR) und Mikroskalater Thermophorese (MST) als moderat validiert, was weiter bestätigt, dass HSP90AA1 ein wichtiges Bindungsziel von HM bei GC ist. Um die funktionelle Rolle von HSP90AA1 zu klären, wurden mittels Lentivirus vermittelte small interfering RNA (siRNA) HSP90AA1-unterdrückte GC-Zellen erzeugt, deren funktionelle Reaktionen auf HM-Behandlung anschließend untersucht wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass die Knockdown von HSP90AA1 die Proliferation, Migration und Invasion von GC-Zellen hemmte. Die kombinierte Behandlung mit HM und HSP90AA1-Knockdown unterdrückte die Zellmigration weiter, jedoch wurden keine signifikanten synergistischen Effekte auf Proliferation oder Invasion beobachtet. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Studie, dass HM erhebliche anti-GC Effekte ausübt und HSP90AA1 als kritisches Bindungsziel identifiziert wurde, das die antitumorale Aktivität von HM vermittelt. Diese Erkenntnisse liefern wichtige Einsichten in das potenzielle therapeutische Anwendungspotenzial von HM bei GC und unterstützen weiterführende Untersuchungen zu personalisierten Behandlungsstrategien.