基于网络药理学和分子模拟技术的苦参黄酮类化合物抗癌机制研究

《In Silico Pharmacology》：Unraveling the mechanisms of antitumor action of Sophora flavescens flavonoids via network pharmacology and molecular simulation

为解决肺癌、肝癌等恶性肿瘤高发病率、复杂病因及对传统疗法的耐药性问题，研究人员开展了基于网络药理学和分子模拟技术的苦参黄酮类化合物抗癌机制研究，揭示了其多靶点抗癌机制，为开发植物源抗癌药物提供了理论基础。

　　癌症，尤其是肺癌、肝癌以及其他恶性肿瘤，仍然是全球主要的健康挑战，因为它们具有高发病率、复杂的病因以及对传统疗法的耐药性。苦参（Sophora flavescens，Kushen）中提取的黄酮类化合物因其在癌症预防和治疗中的潜力而受到关注。本研究利用网络药理学（基于中医整体观念）和分子模拟技术，探索苦参黄酮类化合物的抗癌机制，旨在为开发植物源抗癌药物提供理论依据。

研究人员通过文献筛选和靶点识别方法，确定了活性化合物及其作用靶点，并构建了与癌症相关的蛋白质相互作用（PPI）网络，以识别关键治疗靶点，帮助理解这些黄酮类化合物如何发挥多靶点抗癌作用。基因本体（Gene Ontology，GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）富集分析阐明了与癌细胞增殖抑制、凋亡诱导和信号通路调控相关的机制。

网络药理学分析确定了TP53、ESR1、SRC、AKT1和MAPK1为关键抗癌靶点，这些靶点涉及磷酸化和蛋白激酶活性等重要生物过程。KEGG分析显示，这些黄酮类化合物调节了关键的信号通路，特别是PI3K-Akt和RAS/RAF/MEK/ERK通路。分子对接实验表明，芸香素（rutin）和木犀草素-7-O-葡萄糖苷（luteolin-7-O-gentiobioside）与MAPK1的结合能力很强，其相互作用能量分别为77.1466 kcal/mol和79.2011 kcal/mol，显示出良好的抗癌潜力。此外，具有不同取代位置的化合物，如在7-OH位置糖基化或在C-8位置异戊二烯基化的化合物，表现出显著更高的相互作用能量。

非共价相互作用分析进一步阐明了这些黄酮类化合物如何通过稳定的结合增强抗癌效果，氢键和疏水接触稳定了与MAPK1的相互作用。分子动力学模拟也证实了这些相互作用的稳定性，结合自由能计算显示，木犀草素-7-O-葡萄糖苷和芸香素的结合自由能最低（分别为-153.7841 kcal/mol和-132.7434 kcal/mol），显著优于原始配体（-57.7209 kcal/mol），进一步支持了这些化合物的治疗潜力。

为补充这些发现，研究人员还使用了计算机辅助药物设计中的ADMET（吸收、分布、代谢、排泄和毒性）预测，以评估芸香素和木犀草素-7-O-葡萄糖苷的药代动力学和安全性特征。系统分析揭示了溶解度、血脑屏障穿透和肝毒性等关键问题，为结构优化和制剂设计提供了战略指导。

本研究为苦参黄酮类化合物的多靶点抗癌机制提供了宝贵的见解，并支持其作为植物源抗癌药物的潜力。然而，需要进一步的实验和临床研究，特别是结合中医实践，来验证这些发现。