结合网络药理学、分子对接和整合研究，探索Helminthostachys zeylanica缓解溃疡性结肠炎的机制

《Food Science & Nutrition》：Combining Network Pharmacology, Molecular Docking, and Integrative Studies to Explore the Mechanism of Helminthostachys zeylanica in Alleviating Ulcerative Colitis

研究显示Helminthostachys zeylanica（HZ）通过调节TLR4/NF-κB通路抑制TNF-α、IL-6等炎症因子，改善DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠的结肠炎症和氧化应激，其核心活性成分包括Ugonin M、O、K、R，通过分子对接与TAK1、IKKβ、RELA等关键蛋白结合，验证了HZ的抗炎机制和临床潜力。

　　Helminthostachys zeylanica (HZ) 作为一种传统中药材料，近年来因其在治疗溃疡性结肠炎（UC）方面的潜力而受到广泛关注。HZ 属于蕨类植物，主要分布于东南亚、南亚以及台湾北部地区。其传统用途包括解毒、止痛和治疗 UC，而现代研究则揭示了其丰富的生物活性成分，特别是在食品科学和营养补充剂领域的应用潜力。HZ 的主要生物活性成分包括黄酮类化合物（如槲皮素）和植物甾醇（如β-谷甾醇、豆甾醇等），这些成分通过调节炎症介质和增强抗氧化防御机制，展现出多种生物活性，如抗炎、抗氧化、抗骨质疏松和抗癌等。

为了深入探讨 HZ 在 UC 治疗中的作用机制，本研究采用网络药理学方法，结合体外和体内实验分析。网络药理学是一种整合生物信息学、系统生物学和药理学的跨学科研究方法，旨在系统揭示药物的作用机制，并预测生物活性成分的效果。通过该方法，研究者筛选出 HZ 中的 15 种关键活性成分，并分析其可能作用的分子靶点和信号通路。这些靶点包括与炎症反应密切相关的 Toll-like 受体 4（TLR4）和核因子-κB（NF-κB）信号通路。进一步的分子对接分析则确认了这些成分与关键蛋白（如 TAK1、IKKβ 和 RELA）的强结合亲和力，揭示了其在抗炎作用中的具体机制。

在体内实验中，研究者使用了 DSS（脱氧核糖核酸硫酸钠）诱导的小鼠 UC 模型，以评估 HZ 的治疗效果。DSS 诱导的 UC 模型是研究肠道炎症和组织损伤的常用方法，能够模拟 UC 的病理特征，如体重下降、腹泻、大便带血等。实验中，小鼠被分为五个组：标准对照组、DSS 诱导的 UC 模型组，以及分别接受 0.1、1 和 2 g/kg 剂量的 HZ 水提取物治疗组。结果显示，HZ 水提取物在不同剂量下均能有效减轻 UC 诱导的炎症反应，其中 2 g/kg 剂量表现出最显著的保护作用。具体表现为体重下降程度减轻、DAI（疾病活动指数）评分降低以及结肠长度减少，这些指标均与 UC 的严重程度密切相关。

在体外实验中，研究者使用了 IEC-6 和 T84 肠道上皮细胞系，以模拟 UC 的细胞层面的病理变化。通过 DSS 诱导，这些细胞表现出炎症反应和屏障功能受损的特征，如细胞通透性增加和细胞因子（如 TNF-α 和 IL-6）水平上升。HZ 水提取物的加入显著降低了这些细胞因子的表达，表明 HZ 在细胞水平上具有良好的抗炎活性。此外，免疫荧光分析显示，HZ 能够减少 CD3 表达，CD3 是 T 细胞表面的关键标志物，其激活与 UC 的免疫反应密切相关。这些结果进一步支持了 HZ 在调节免疫反应和减轻炎症中的作用。

在分子机制方面，研究者通过多种实验手段，如 ELISA、Western blotting、组织病理学分析（H&E 和 PAS 染色）和流式细胞术，揭示了 HZ 的作用途径。结果显示，HZ 能够通过调节 TLR4/NF-κB 信号通路，降低炎症介质的表达。TLR4 是识别病原体相关分子模式（PAMPs）的关键受体，其激活会引发 NF-κB 的级联反应，导致促炎细胞因子（如 TNF-α 和 IL-6）的大量释放。HZ 通过抑制 TLR4 激活，进而阻断 NF-κB 通路，减少炎症反应。同时，研究还发现，HZ 并未显著诱导细胞凋亡，而是通过调节细胞周期（如 G0/G1 期阻滞）来减少细胞增殖，从而减轻肠道组织的损伤。

此外，研究者还通过 GO（基因本体）和 KEGG（京都基因与基因组百科全书）通路富集分析，进一步明确了 HZ 的作用靶点和生物学功能。结果显示，HZ 的作用涉及多个关键通路，包括炎症反应、细胞增殖调控、细胞因子产生等。这些通路的富集分析为理解 HZ 的多靶点协同作用提供了重要依据。同时，分子对接分析揭示了 HZ 中的几种核心成分（如 Ugonin M、O、K 和 R）与 TLR4/NF-κB 通路中关键蛋白的强结合亲和力，表明这些成分可能在调节炎症反应中发挥核心作用。

本研究的成果不仅揭示了 HZ 在 UC 治疗中的分子机制，还为其作为功能性食品或营养补充剂的开发提供了理论支持。HZ 的多靶点作用模式使其在调节复杂的炎症反应方面具有独特优势，而其对细胞增殖的调控作用则表明其可能通过非凋亡机制减轻肠道损伤。这些发现为 HZ 在 UC 治疗中的应用提供了新的视角，同时也为探索其在其他炎症相关疾病中的潜力奠定了基础。

尽管本研究取得了一定成果，但仍存在一些局限性。例如，由于实验条件和资源的限制，研究并未包括阳性对照组，这可能影响对 HZ 作用效果的全面评估。此外，虽然分子对接分析识别了 HZ 的关键成分，但这些成分的抗炎和抗溃疡效果尚未通过实验进行验证。未来的研究可以进一步评估 HZ 对肠道屏障功能的影响，如通过测量紧密连接蛋白（如 ZO-1 和 occludin）和肠道通透性（如 FITC-葡聚糖）来评估其对肠道屏障的保护作用。同时，由于实验样本量较小（每组 5 只小鼠），研究结果的统计效力和可推广性可能受到一定限制。因此，未来的实验设计应考虑增加样本量，或采用非参数统计方法（如 Kruskal-Wallis 检验或排列检验）以提高结果的可靠性。

总体而言，本研究通过多学科方法，系统地探讨了 HZ 在 UC 治疗中的潜在作用机制。HZ 通过调节 TLR4/NF-κB 信号通路，显著减轻了炎症反应，并且其作用机制与传统抗炎药物有所不同，更倾向于通过非凋亡机制调节细胞增殖和免疫反应。这些发现不仅为 HZ 的药理学研究提供了新方向，也为探索其在 UC 治疗中的临床应用提供了科学依据。未来的研究可以进一步验证 HZ 的功效，并探索其在不同疾病模型中的应用潜力，以推动其在医学和营养学领域的实际转化。