摘要：目的:通过计算机辅助药物设计及实验验证探讨柴胡皂苷D(SSD)靶向信号转导和转录激活因子3(STAT3)诱导膀胱癌细胞凋亡的作用。方法:通过贝叶斯分类器模型探究SSD的可药性和生物毒性,通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)检索柴胡有效成分SSD的相关信息,通过有机小分子生物活性数据(PubChem)、TCMSP、中药分子机理的生物信息学分析工具(BATMAN-TCM)、Coremine、中医药百科全书(ETCM)和SwissTargetPrediction数据库预测SSD的作用靶点,利用GeneCards、药物靶标数据库(TTD)和在线人类孟德尔遗传(OMIM)数据库预测膀胱癌的潜在治疗靶点,将两者取交集进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。通过分子对接探究SSD与靶点蛋白结合能力和结构稳定性。使用Cytoscape 3.9.1软件构建STAT3-药物调控网络和STAT3-凋亡调控网络。分别用0、5、10、15μmol·L^(-1)的SSD处理UM-UC-3细胞24 h,采用流式细胞术检测SSD对膀胱癌细胞凋亡的影响,通过蛋白免疫印迹法(Western blot)检测B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、Bcl-2关联死亡启动子(Bad)、STAT3和磷酸化(p)-STAT3蛋白表达水平。结果:贝叶斯分类器模型和分子对接表明,SSD具有较低生物毒性且能与靶点蛋白STAT3良好结合形成稳定蛋白-配体复合物。膀胱癌与SSD之间共有282个交集靶点,其中STAT3为最核心的靶点。GO富集分析结果显示,潜在核心治疗靶点涉及生物学过程3036个、细胞组分82个、分子功能171个。KEGG富集分析结果显示,潜在核心靶点主要与C型凝集素受体信号通路、Toll样受体信号传导途径和细胞凋亡通路有关。STAT3-药物和STAT3-凋亡调控互作网络显示,29种药物与STAT3存在相互作用关系,27个凋亡相关基因与STAT3具有强相关性。流式细胞术显示,与空白组比较,细胞凋亡率随着SSD浓度的增加而增大(P<0.05)。Western blot结果显示,与空白组比较,SSD呈浓度依赖性下调p-STAT3、Bcl-2蛋白水平,明显上调Bax、Bad蛋白水平(P<0.05)。结论:SSD具有良好的可药性和较低的生物学毒性,其可能通过靶向调控STAT3促进膀胱癌细胞凋亡。