通过计算分析和动物实验，探索并验证紫草素（shikonin）对抗骨髓炎的分子靶点及其潜在作用机制

《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》：Exploring and validating the molecular targets and potential mechanisms of shikonin against osteomyelitis through computational analyses and animal experiments

紫草素通过多靶点机制抑制小鼠金黄色葡萄球菌骨炎的骨破坏和炎症反应，其作用涉及MMP9、EGFR等关键靶点的调控，并激活PI3K-Akt、VEGF等信号通路。

　　

摘要

骨髓炎是一种由细菌病原体引起的严重骨感染，其特征是炎症和组织破坏。紫草素（shikonin）是一种从传统中药红根紫草（Lithospermum erythrorhizon）中提取的萘醌类化合物，具有抗炎、抗菌、抗肿瘤和促进伤口愈合的作用。然而，紫草素在治疗骨髓炎中的疗效及其具体机制仍尚未得到充分研究。在本研究中，通过网络药理学、分子对接、分子动力学模拟以及在金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）诱导的小鼠骨髓炎模型中的实验验证，系统地探讨了紫草素在治疗骨髓炎中的潜在机制。显微计算机断层扫描（microcomputed tomography）和苏木精-伊红（Hematoxylin–Eosin）染色结果显示，紫草素能够减轻骨破坏和炎症浸润。通过网络药理学分析，确定了紫草素的八个潜在核心靶点：MET、MMP9、EGFR、SRC、PTGS2、CASP3、MMP2和CCND1。分子对接和动力学模拟表明，紫草素与MET、MMP9和EGFR的结合亲和力较高，结合能分别为-9.18 kcal/mol、-9.73 kcal/mol和-9.58 kcal/mol。Western blot分析进一步证实，紫草素显著下调了MMP9和EGFR的表达水平。KEGG富集分析提示，紫草素可能通过PI3K-Akt、VEGF、趋化因子和Toll样受体信号通路等途径发挥抗炎和抗菌作用。这些发现揭示了紫草素对抗骨髓炎的多靶点机制，为其进一步的治疗开发提供了理论基础。