基于网络药理学和分子对接技术探究绞股蓝逆转宫颈上皮内瘤变的药效成分及机制

《BMC Complementary Medicine and Therapies》:Based on network pharmacology and molecular docking technology to explore the pharmacodynamic components and mechanism of Gynostemmae Pentaphylli Herba reversing Cervical intraepithelial neoplasia

【字体: 时间:2025年03月22日 来源:BMC Complementary Medicine and Therapies 3.3

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  为探究绞股蓝逆转宫颈上皮内瘤变(CIN)的药效成分与机制,研究发现其或通过多种成分和通路起作用,意义重大。

  在女性健康的领域中,宫颈癌如同高悬的达摩克利斯之剑,严重威胁着女性的生命安全。它在女性恶性肿瘤里发病率和死亡率持续居高不下,并且发病年龄越来越年轻化。宫颈癌的癌前病变 —— 宫颈上皮内瘤变(CIN),有着 15% - 45% 进展为宫颈癌的概率。目前,临床主要采用环形电切术(LEEP)治疗 CIN,虽然该方法具有疼痛小、手术安全性高和疗效好等优点,但对患者术后妊娠存在一定影响。
在癌症防治的舞台上,传统中医药一直备受瞩目,众多研究显示中药及其提取物在癌症治疗方面潜力巨大。绞股蓝作为常见中药,不仅在传统医学中应用广泛,有一定的安全性基础,而且相关研究表明其在宫颈癌治疗上可能具有独特效果。然而,绞股蓝对宫颈癌的具体作用,尤其是治疗 CIN 的机制,在医学界还鲜少研究。

为了揭开绞股蓝治疗 CIN 的神秘面纱,泉州医学高等专科学校等机构的研究人员开展了一项研究。该研究运用网络药理学和分子对接技术,深入探究绞股蓝逆转 CIN 的药效成分和机制,并通过细胞分子生物学实验进行验证。研究成果发表在《BMC Complementary Medicine and Therapies》杂志上。

研究人员在研究过程中,运用了多种关键技术方法。首先是网络药理学方法,借助 TCMSP、Pubchem 等多个数据库,筛选绞股蓝的活性成分和潜在作用靶点,同时获取 CIN 的疾病靶点;接着使用 Venn 图筛选出两者的共同靶点,并通过 STRING 数据库和 Cytoscape 软件构建蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPI)网络,从而确定关键靶点。然后利用 WebGestalt 数据库对关键靶点进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析,探究其涉及的生物学过程、细胞功能和信号通路。分子对接技术则通过 AutoDock 软件完成小配体分子与受体蛋白的对接,并用 PyMOL 软件可视化对接模型,评估蛋白与小分子的结合能力。细胞分子生物学实验方面,制备不同浓度的绞股蓝提取物处理宫颈癌细胞,通过 CCK8 法、克隆形成实验、EdU 增殖实验、划痕实验和逆转录定量实时聚合酶链反应(RT - qPCR)检测细胞增殖、迁移能力和相关基因的表达水平。

在研究结果部分,研究人员通过对 TCMSP 数据库的搜索和筛选,得到了 24 种绞股蓝的活性成分。经分析,获得了 85 个绞股蓝有效化合物作用靶点和 2512 个 CIN 相关作用靶点,两者的交集靶点有 52 个。PPI 网络关系图显示,度值排名前 5 的靶点分别是白细胞介素 - 6(IL6)、白细胞介素 - 1β(IL1β)、肿瘤坏死因子(TNF)、肿瘤蛋白 P53(TP53)和前列腺素 G/H 合酶 2(PTGS2)。在活性成分方面,槲皮素(MOL000098)对应的靶点最多,其次是鼠李素(MOL000351),这表明它们在绞股蓝治疗 CIN 中可能发挥关键作用。

GO 富集分析发现,绞股蓝治疗 CIN 涉及的生物学过程主要有 RNA 聚合酶 II 启动子转录的正调控、基因表达的正调控、细胞增殖的正调控、炎症反应等;细胞功能方面主要涉及细胞质、细胞外空间、核质等;细胞成分则主要富集在酶结合、锌离子结合、血红素结合等。KEGG 通路富集分析得到 114 条信号通路,主要富集在癌症通路、流体剪切应力与动脉粥样硬化、脂质与动脉粥样硬化等。

分子对接结果显示,IL6、IL1β、TNF、TP53 和 PTGS2 与槲皮素、鼠李素、绞股蓝皂苷 XXVII_qt 和绞股蓝皂苷 XXVIII_qt 的结合能均小于 -5 kcal?mol-1 ,表明这些蛋白与小分子能够较好结合。

细胞分子生物学实验表明,当绞股蓝提取物浓度为 600 μg/mL 时,对宫颈 SiHa/HeLa 细胞的抑制效果最佳。经该浓度提取物处理后,细胞的 OD450值显著降低,克隆形成实验、EdU 增殖实验和划痕实验结果均显示细胞增殖和迁移能力受到显著抑制。RT - qPCR 检测发现,实验组细胞中 IL6、IL1β、TNF 和 PTGS2 的 mRNA 表达水平升高,而 TP53 的 mRNA 表达水平降低。

综合研究结论和讨论部分,绞股蓝可能通过槲皮素、鼠李素和绞股蓝皂苷等成分的靶向作用,以及多种信号通路来逆转 CIN。该研究初步探索了绞股蓝逆转 CIN 的药效成分和机制,并通过细胞和分子生物学实验进行了验证,为深入了解绞股蓝在 CIN 治疗中的药理机制提供了重要依据,也为新药研发和临床试验研究提供了数据参考,对临床治疗决策具有重要意义。不过,该研究也存在一定局限性,如无法完全确定药物活性成分对 CIN 的具体作用机制,且实验数据受多种因素影响。未来还需要进一步开展基础实验,以解决这些问题,进一步验证研究结论。

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