网络药理学联合分子对接揭示异叶乌头抗炎机制:开启炎症治疗新视野

【字体: 时间:2025年03月07日 来源:Food, Nutrition and Health

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  为探究异叶乌头(Aconitum Heterophyllum)抗炎作用及机制,研究人员经系列研究发现其通过抑制 EGFR-AKT1等发挥抗炎活性。

  炎症,作为身体抵御外界刺激的 “忠诚卫士”,在身体受到感染或损伤时,迅速拉起 “警报”,启动炎症反应来保护身体。但当炎症从 “急性” 转为 “慢性”,就像一个失控的卫士,开始 “误伤” 身体。慢性炎症与糖尿病、癌症、心血管疾病等众多慢性疾病紧密相连,每年全球有超 4100 万人受其困扰,1700 多万人因它过早离世。目前常用的非甾体抗炎药(NSAIDs)虽有一定疗效,却伴随着严重不良反应,因此,寻找高效低毒的抗慢性炎症药物迫在眉睫。
在此背景下,中南民族大学药学院等机构的研究人员,将目光聚焦于异叶乌头。异叶乌头原产于海拔 2000 - 5000 米的印度河流域和喜马拉雅山脉北部,有着丰富的生物活性,如抗炎、抗菌等,但它在体内发挥作用的机制却一直是个谜。研究人员希望通过探索,揭开异叶乌头抗炎的神秘面纱,为慢性炎症治疗提供新方向。相关研究成果发表在《Food, Nutrition and Health》杂志上。

为了深入研究异叶乌头的抗炎机制,研究人员采用了多种先进技术。首先是网络药理学分析,通过检索相关数据库,获取异叶乌头的化合物、潜在靶点以及炎症相关疾病靶点,构建蛋白 - 蛋白相互作用(PPI)网络,筛选出核心靶点。其次是分子对接技术,模拟化合物与核心靶点蛋白的结合,评估结合亲和力。此外,还构建了 RAW264.7 细胞炎症模型,运用 MTT 法、Griess 法和 qRT - PCR 法,从细胞和分子水平验证异叶乌头的抗炎效果及机制。

研究人员从已发表文献中鉴定出 35 种异叶乌头化合物,通过数据库检索得到 1322 个潜在靶点,与炎症相关疾病靶点交叉分析后,获得 244 个共同靶点。构建 PPI 网络后,筛选出 55 个核心靶点,其中 IL6、AKT1、EGFR、STAT3等靶点权重较高,暗示其在异叶乌头抗炎过程中起重要作用。

GO 富集分析显示,这些共同靶点涉及 66 个细胞成分、111 个分子功能和 528 个生物学过程,主要分子功能包括 ATP 结合和蛋白激酶活性,细胞成分主要涉及质膜、胞质溶胶和细胞质,生物学过程则与信号转导、基因表达正调控和蛋白磷酸化有关。KEGG 富集分析发现,异叶乌头抗炎可能涉及癌症相关通路、PI3K - Akt 信号通路等众多途径,其中 EGFR、STAT3、JAK2和 AKT1在 EGFR 酪氨酸激酶抑制剂耐药和 PI3K - Akt 信号通路中高度富集,表明异叶乌头可能通过激活这两条通路发挥抗炎作用。

分子对接结果显示,所选化合物与核心靶点的结合能大多低于 - 5 kcal/mol,其中 JAK2、AKT1、EGFR 和 STAT3的结合能更低,表明这些化合物与靶点有良好的结合亲和力,为异叶乌头的抗炎作用提供了有力支持。

在细胞实验中,MTT 法检测发现,较高浓度(12.5 - 200 μg?mL-1)的异叶乌头会抑制 RAW264.7 细胞活力,而较低浓度(0.01 - 5 μg?mL-1)的异叶乌头对细胞活力影响较小,因此后续实验选用该浓度范围。用脂多糖(LPS)刺激 RAW264.7 细胞构建炎症模型,结果显示,未经药物干预的细胞在 LPS 刺激后活力下降,而预先用不同浓度异叶乌头处理的细胞,能在一定程度上抵抗 LPS 的损伤。

Griess 法检测发现,LPS 刺激会使细胞培养上清中一氧化氮(NO)水平显著升高,而不同浓度(0.01 - 5 μg?mL-1)的异叶乌头处理后,NO 水平明显下降,其中 0.1 μg?mL-1的异叶乌头抑制效果最佳。qRT - PCR 检测结果表明,模型组中促炎标记物诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的 mRNA 表达显著高于对照组,而异叶乌头(0.1 和 0.5 μg?mL-1)能部分逆转这一现象,且 0.1 μg?mL-1的异叶乌头抑制效果更优。

进一步检测 EGFR、STAT3、JAK2和 AKT1的 mRNA 表达水平,发现 LPS 刺激会显著激活这四个基因的表达,0.1 μg?mL-1的异叶乌头能显著抑制这种激活,0.5 μg?mL-1的异叶乌头也有一定抑制作用。

研究结论表明,异叶乌头通过抑制 EGFR - AKT1活性和 EGFR/JAK2/STAT3信号转导发挥抗炎活性。这一研究揭示了异叶乌头抗炎的潜在机制,为开发新型抗慢性炎症药物提供了理论依据,也为深入研究天然药物在炎症性疾病治疗中的应用开辟了新道路,为解决慢性炎症这一全球性健康难题带来了新的希望。不过,目前该研究只是初步探索,后续还需要更多研究进一步验证和完善相关机制,推动异叶乌头在临床治疗中的应用。

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