黄精（PS）是多年生草本植物，具有益气养阴、健脾补肾的功能，传统上被认为适用于子宫疾病的治疗。现代研究表明，黄精中含有很多对人体有利的成分，如薯蓣皂苷、黄精多糖、强心苷、生物碱、氨基酸、高异黄酮等，具有抗氧化、抗肿瘤、抗衰老和免疫调节等活性。薯蓣皂苷是一种天然生物活性甾体皂苷，并且是PS的主要活性成分之一，它对各种代谢紊乱、器官损伤、炎症，特别是人类恶性肿瘤，具有显著保护作用。研究表明薯蓣皂苷可以延缓一些癌细胞的转移和扩散，如通过AKT/GSK3b/mTOR信号抑制肺腺癌的侵袭，发挥抗转移作用，以及抑制皮肤癌细胞的集落形成等。目前薯蓣皂苷的研究集中在对子宫内膜癌（EC）的作用和机制上。

EC被公认为女性第六大癌症，2020年全球报告417367例，死亡97370例，癌细胞的转移和侵袭是导致EC患者死亡的罪魁祸首。最新趋势表明，EC的发病率在年轻一代中急剧增加，这很大程度反映了当前缺乏EC的研究与治疗进展，因此迫切需要挖掘EC的内在机制，以寻求诊断、治疗和预后的生物学靶点。随着微小RNA（miRNA）作为癌症发生发展的关键因素出现，miRNA靶点的高通量测序和分析引起了极大的兴趣，miRNA通过调节mRNA的翻译和降解，影响细胞死亡、细胞增殖等复杂多样的生命过程，miRNA-mRNA调控网络研究可以为疾病相关的某些分子机制提供线索。

因此，为了研究薯蓣皂苷对EC细胞增殖和迁移的影响，合肥工业大学/北方民族大学魏兆军教授团队，利用异种移植模型和Ishikawa细胞进行了体内外实验，分析了薯蓣皂苷对EC细胞的可能靶点，并探讨了潜在的分子机制。研究结果在Journal of Ethnopharmacology (Q2，IF: 5.195)期刊上发表，题为“Integrated miRNA and mRNA omics reveal dioscin suppresses migration and invasion via MEK/ERK and JNK signaling pathways in human endometrial carcinoma in vivo and in vitro”。

本研究基于体内和体外实验，使用细胞克隆、细胞划痕、Transwell、H&E染色、免疫组织化学、q-PCR和Western blot等技术来确定薯蓣皂苷对EC细胞迁移的分子效应和机制。

结果表明，薯蓣皂苷对Ishikawa细胞的体外增殖有抑制作用，以剂量依赖方式显著减少细胞的集落形成（图1）。在异体移植模型实验中，对照组与实验组小鼠的最终体重没有明显差异（图2A），但薯蓣皂苷治疗组的肿瘤体积相对受到抑制（图2B~图2D）。H&E染色发现，治疗组的肿瘤组织质地较疏松，中心有坏死区并伴有炎性细胞浸润（图2E）。此外，心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏的结构以及细胞形态不受薯蓣皂苷处理的影响（图2F）。

差异表达mRNA和miRNA的热图显示两组样品之间差异明显（图3），表明薯蓣皂苷处理后，Ishikawa细胞中的miRNA发生了很大变化。从高通量数据中筛选出513个差异表达基因并进行富集分析（图4），结合参与调控的基因数量、意义和富集因子，发现薯蓣皂苷最有可能通过靶向MAPK信号通路影响Ishikawa细胞的迁移。

细胞划痕实验（图5）与Transwell实验（图6A）显示，薯蓣皂苷能显著阻断Ishikawa细胞的转移和迁徙。基质凝胶侵袭实验显示，薯蓣皂苷治疗能显著减少侵袭细胞的数量（图6C）。

MMPs是促进恶性肿瘤侵袭和转移的锌依赖性蛋白酶。Western blot（图7A）和q-PCR（图7B）结果表明，薯蓣皂苷显著下调MMP2/9蛋白的表达水平。MAPK信号通路表达的蛋白质印迹分析（图8A和B）结果显示，薯蓣皂苷处理组中p-p38蛋白表达显著改善，而Ras、p-MEK、p-ERK和p-JNK的表达水平显著降低。体内验证结果（图8C和D）也表明，薯蓣皂苷治疗组中的p-MEK、p-ERK和p-JNK也明显降低。此外，免疫组化（图8E）进一步证实，薯蓣皂苷治疗可以降低p-JNK和JNK，表明MEK/ERK通路和JNK通路的参与。

结果表明薯蓣皂苷可能通过MEK/ERK和JNK信号通路抑制EC细胞的迁移和侵袭（图9），此研究为考虑薯蓣皂苷作为人子宫内膜癌抑制剂提供了新的数据，更重要的是，筛选的中枢miRNA和基因可以视为未来EC治疗的潜在分子靶点。

部分结果展示：

图1. 不同浓度薯蓣皂苷处理Ishikawa细胞的图像（A）和集落形成率（B）

图2. 薯蓣皂苷对体内肿瘤形成的抑制作用。（A）对照组与治疗组小鼠的体重；（B）肿瘤体积；（C）相对肿瘤体积（RTV）；（D）肿瘤图像；（E） 肿瘤H&E染色；（F）器官的H&E染色

图3. 差异表达mRNA和miRNA。（A）差异表达mRNA的火山图；（B） 差异表达miRNA；（C）DEG热图；（D）DEMs热图

图4. DEMs和靶基因的GO和KEGG富集分析。（A）DEG和DEMs相关靶基因的Venn图；（B）513 DEG的GO富集分析；（C）513 DEG富集分类的KEGG途径直方图；（D）KEGG富集分析散点图

图5. 不同浓度薯蓣皂苷抑制Ishikawa细胞伤口愈合的图像

图6. 不同浓度薯蓣皂苷处理抑制Ishikawa细胞迁移（A）和侵袭（C）的代表性图像；迁移（B）和侵袭（D）细胞数量的量化

图7. MMP2/9和相关蛋白的表达。（A）Ishikawa细胞中MMP2/9蛋白质表达谱和相对表达水平；（B）体内MMP2/9蛋白质表达谱和相对表达水平；（C）免疫组织化学分析检测肿瘤切片中MMP2/9的表达

图8. MAPK信号通路表达的蛋白质印迹分析。（A和B）体外蛋白质表达谱和相对表达水平；（C和D）体内蛋白质表达谱和相对表达水平；（E）免疫组织化学分析检测肿瘤切片中JNK的表达

图9. 薯蓣皂苷抑制EC细胞迁移的可能机制

合肥工业大学研究生李晓丽为论文的第一作者，合肥工业大学/北方民族大学魏兆军教授为论文的通讯作者。