通过计算机模拟从普通小球藻（Chlorella vulgaris）中发现皮肤脱色剂：一种基于网络药理学和分子模拟的方法

《Applied Phycology》：In silico discovery of skin depigmenting agents from Chlorella vulgaris: a network pharmacology and molecular simulation approach

褪黑素调控基因靶点与微藻Chlorella vulgaris的四个候选化合物通过分子对接和动力学模拟显示稳定结合，为开发天然脱色剂提供新思路。

　　皮肤色素沉着是一种常见的皮肤状况，通常由黑色素的过量生成或积累引起。当前市面上的美白产品虽然在一定程度上能够改善色素沉着，但其使用过程中常常伴随着一些不良反应，这在一定程度上限制了其安全有效的治疗选择。随着对天然来源成分研究的深入，微藻因其丰富的生物活性物质和可再生性，逐渐成为化妆品领域的新宠。特别是绿藻 *Chlorella vulgaris*，因其潜在的益生化合物而被视为化妆品中的有前景资源。

本研究通过整合网络药理学和分子对接技术，探索了源自 *C. vulgaris* 的化合物在色素沉着调控中的作用。首先，从公共数据库中收集与色素沉着相关的靶点基因，包括基因卡（GeneCards）、在线孟德尔遗传数据库（OMIM）以及国家生物技术信息中心（NCBI）。随后，通过构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络，识别出六个关键的靶点基因，如酪氨酸酶（TYR）、酪氨酸酶相关蛋白1（TYRP1）、SLC45A2、MC1R、CTNNB1 和 TP53。这些基因在黑色素生成和黑色素细胞分化中起着至关重要的作用。

为了进一步理解这些靶点基因的功能，进行了基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）的通路富集分析。结果显示，这些基因主要参与黑色素细胞分化和发育过程，同时与某些癌症相关通路（如膀胱癌、结直肠癌、胰腺癌、肺癌、前列腺癌和皮肤癌）存在显著关联。这表明 *C. vulgaris* 可能不仅在美白方面具有潜力，还可能在预防某些癌症方面发挥作用。

接下来，通过分子对接技术，从 PubChem 数据库中筛选出与上述靶点基因具有良好结合亲和力的化合物。研究中确定了四种核心化合物，包括7,22-ergostadienol acetate、dehydroergosterol acetate、ergosterol acetate 和 [(3S,10S,13?R,14?R,17?R)-17-[(E,2?R,5?R)-5-ethyl-6-methylhept-3-en-2-yl]-10,13-dimethyl 2,3,4,12,14,15,16,17-octahydro-1?H-cyclopenta[a]phenanthren-3-yl] acetate。这些化合物显示出较低的结合自由能，表明它们可能在调节色素沉着中具有潜在的抑制作用。

为了验证这些化合物与靶点基因的结合稳定性，进行了分子动力学模拟。结果表明，这些化合物在与 MC1R、CTNNB1 和 SLC45A2 结合时表现出较高的稳定性，这进一步支持了它们作为美白成分的潜力。同时，研究还发现这些化合物在与这些靶点基因相互作用时，能够维持其结构的紧凑性，表明它们在细胞内的结合不会引起显著的结构变化。

尽管这些研究结果提供了理论上的依据，但需要进一步的实验验证。目前的研究基于计算机模拟预测，可能无法全面涵盖 *C. vulgaris* 的所有化学成分。因此，有必要通过植物化学分析、体外实验和体内研究来确认这些化合物在治疗色素沉着相关皮肤疾病中的实际效果。此外，还需评估其安全性，确保其在实际应用中的有效性。

研究中发现，*C. vulgaris* 中的某些化合物可能通过调节黑色素生成相关的信号通路，如 Wnt/β-catenin 通路和 MITF 激活，从而发挥美白作用。MITF 是调控黑色素生成的重要转录因子，其表达水平的提高会导致黑色素细胞中黑色素合成酶的增加，进而促进黑色素的生成。因此，抑制 MITF 或其下游信号通路可能有助于减少黑色素的生成。

此外，研究还指出，*C. vulgaris* 中的某些化合物可能通过影响细胞信号传导和细胞周期调控，发挥其抗癌作用。例如，CTNNB1 编码的 β-catenin 在 Wnt 信号通路中起关键作用，其异常表达与多种癌症的发生发展密切相关。因此，通过调节 CTNNB1 的表达，这些化合物可能在抑制癌细胞生长和促进细胞凋亡方面具有潜在的应用价值。

在实际应用中，*C. vulgaris* 提供的天然成分可能成为开发安全有效的美白产品的重要资源。与传统美白成分相比，这些成分不仅具有较低的副作用，还可能通过多种机制共同作用，达到更好的美白效果。然而，要将这些理论成果转化为实际应用，仍需进一步的实验研究和临床验证。

综上所述，本研究通过整合网络药理学和分子对接技术，初步揭示了 *C. vulgaris* 中某些化合物在调控色素沉着相关基因中的潜在作用。尽管研究结果提供了理论上的支持，但其实际应用仍需通过实验验证。未来的研究应聚焦于这些化合物的具体作用机制、安全性和有效性，以期开发出更加安全有效的美白产品。同时，探索 *C. vulgaris* 中其他可能具有生物活性的成分，也有助于进一步拓展其在化妆品和医药领域的应用前景。