色胺醇和槲皮素协同调节肾癌的网络药理学机制

《Letters in Drug Design & Discovery》：Triptolide and quercetin coordinately regulate the network pharmacology mechanism of renal cancer

三萜类化合物和槲皮素通过多靶点协同抑制肾细胞癌增殖并诱导凋亡，分子机制涉及TGF-β信号通路抑制和炎症反应调控。

　　肾癌，尤其是肾细胞癌（RCC），仍然是全球范围内一个重要的健康挑战。这种癌症具有高度转移性、对传统治疗的耐药性以及有限的治疗选择。尽管在靶向治疗和免疫治疗方面取得了进展，但RCC患者仍面临显著的治疗抵抗问题，例如约30%的患者对酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）产生耐药性，而免疫检查点抑制剂在许多病例中未能产生持久的治疗效果。这些局限性凸显了开发新型治疗策略的迫切需求，例如源自传统中医（TCM）的化合物，这些化合物可能通过多靶点、多通路的机制克服耐药性并改善临床预后。

在这一背景下，研究者们开始关注TCM中具有潜在抗癌作用的活性成分。其中，三萜类化合物三七皂苷（Triptolide）和黄酮类化合物槲皮素（Quercetin）因其抗增殖、促凋亡和抗炎特性而在多种癌症模型中显示出积极的治疗效果。然而，目前对这两种化合物在肾癌治疗中的协同作用及其分子机制的理解仍不充分。因此，本研究旨在利用网络药理学方法，系统地探讨三七皂苷和槲皮素在肾癌治疗中的协同作用及其潜在的分子机制。

网络药理学是一种系统性的研究方法，结合多组学数据和计算模型，用于揭示生物活性化合物与疾病通路之间的复杂相互作用。通过整合TCMSP、PharmMapper、SwissTargetPrediction、DrugBank等数据库的信息，并结合STRING和Cytoscape等生物信息学工具，研究者能够识别出与三七皂苷和槲皮素相关的分子靶点，并构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络。这种方法不仅有助于确定关键分子靶点，还能预测药物与靶点之间的相互作用，并探索与疾病进展相关的信号通路。

研究首先从多个数据库中筛选出与三七皂苷和槲皮素相关的靶点。三七皂苷在TCMSP、PharmMapper和DrugBank数据库中被识别出108个相关靶点，而槲皮素则被识别出329个相关靶点。随后，研究者从GeneCards和OMIM数据库中收集了与肾癌相关的靶点，共计3110个。通过Venny工具分析，确定了三七皂苷、槲皮素与肾癌共有49个靶点。进一步利用STRING数据库构建PPI网络，并通过Cytoscape软件进行可视化，网络包含67个节点和1084条边。通过对CytoNCA插件中六种拓扑算法（包括度中心性、中介中心性、接近中心性、特征向量中心性、局部平均连通性方法和网络中心性）的分析，研究者筛选出18个核心靶点，其中包括BCL2、TGFB1、JUN、CASP3、EGFR、IFNG、MAPK8、CXCL8、TP53、PTGS2、HSP90AA1、FOS、SRC、IL2、ESR1、TNF、PPARG和GSK3B等。这些核心靶点主要与细胞凋亡、炎症反应和细胞增殖等关键生物学过程相关。

接下来，研究者通过基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析，进一步揭示了三七皂苷和槲皮素在肾癌治疗中的潜在作用机制。GO分析结果显示，这些化合物可能通过调控细胞凋亡、炎症反应、细胞因子活性以及基因表达聚合酶II启动子的转录等生物学过程发挥作用。KEGG通路分析则表明，三七皂苷和槲皮素可能涉及TGF-β信号通路、TNF信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用以及细胞黏附等通路。这些通路在肾癌的发生、发展和转移过程中起着重要作用，其功能紊乱与肿瘤的侵袭性和免疫逃逸密切相关。

为了验证这些化合物与关键靶点之间的相互作用，研究者进行了分子对接实验。他们选择了TGF-β信号通路中的关键靶点TGFB1，并将其与三七皂苷和槲皮素进行对接。结果显示，三七皂苷与TGFB1的结合能为-7.9 kcal/mol，而槲皮素与TGFB1的结合能为-7.4 kcal/mol，表明这两种化合物与TGFB1具有较强的结合能力。分子对接分析进一步揭示了它们在关键氨基酸残基（如120-130位）上的结合模式，为理解其作用机制提供了重要的结构基础。

为了进一步验证这些分子靶点的调控作用，研究者在体外使用A498细胞进行了实验。A498是一种来源于美国典型培养物保藏中心（ATCC）的人肾透明细胞癌细胞系，被用于评估三七皂苷、槲皮素及其联合治疗对肾癌细胞的影响。实验中，A498细胞分别接受了三七皂苷（400 nM）、槲皮素（30 μM）或两者的联合治疗（400 nM三七皂苷 + 30 μM槲皮素）处理48小时后，研究者通过qRT-PCR、Western blot和基于Bliss独立模型的协同效应分析评估了细胞的基因表达、蛋白水平和细胞存活率。

qRT-PCR分析结果显示，三七皂苷和槲皮素单独处理均显著下调了BCL2（一种抗凋亡基因）的表达，而联合治疗组的抑制效果最为显著。同时，TNF-α和IL-6（促炎性细胞因子）在所有处理组中均被显著上调，其中联合治疗组的上调幅度最大。TP53（一种重要的肿瘤抑制基因）在三七皂苷处理组中显著上调，并在联合治疗组中进一步增强。MAPK8（一种与细胞凋亡相关的蛋白）在三七皂苷处理组中被显著抑制，并在联合治疗组中进一步降低。Western blot分析进一步确认了这些结果，显示p-AKT（一种与细胞存活和增殖相关的蛋白）在三七皂苷和槲皮素处理后显著下调，而联合治疗组的抑制效果更为明显。此外，TGFB1的表达水平在三七皂苷和槲皮素处理后均显著降低，且联合治疗组的降低幅度显著高于单独处理组（P < 0.01），表明这两种化合物可能通过协同作用显著抑制TGFB1的表达。

基于Bliss独立模型的协同效应分析显示，联合治疗组的组合指数（CI）为0.75（P < 0.05），表明三七皂苷和槲皮素在肾癌治疗中具有显著的协同效应。这一结果不仅验证了它们在体外的抗肿瘤活性，还表明这两种化合物可能通过多靶点、多通路的机制共同作用于肾癌细胞，从而增强其治疗效果。

研究还探讨了三七皂苷和槲皮素在肾癌治疗中的潜在机制。首先，它们可能通过调控TP53、MAPK8/p-AKT等关键蛋白，影响细胞凋亡和炎症反应。TP53作为细胞凋亡的关键调控因子，其表达水平的增加可能有助于诱导肾癌细胞凋亡。而MAPK8和p-AKT的抑制则可能通过阻断细胞增殖和存活信号通路，从而减少肿瘤细胞的生长和扩散。此外，这两种化合物可能通过调控TGF-β信号通路，抑制肿瘤侵袭和转移。TGF-β信号通路在肾癌中起着双重作用，早期可能具有抑癌功能，但随着肿瘤进展，其功能可能被逆转，促进肿瘤的转移和免疫逃逸。因此，三七皂苷和槲皮素可能通过抑制TGF-β信号通路的过度激活，从而发挥其抗癌作用。

在炎症反应方面，三七皂苷和槲皮素可能通过调控TNF-α、IL-6等促炎性细胞因子的表达，减少慢性炎症对肾癌的发生和发展的影响。慢性炎症被认为是肾癌发生的重要诱因之一，其激活可能促进细胞增殖、抑制细胞凋亡，并导致基因组不稳定性。因此，抑制促炎性细胞因子的表达可能有助于减少肾癌细胞的增殖和转移能力。

此外，研究还指出，三七皂苷和槲皮素可能通过调控其他关键通路，如细胞因子-细胞因子受体相互作用和细胞黏附通路，进一步增强其抗癌效果。细胞因子-细胞因子受体相互作用在肿瘤微环境中起着重要作用，能够影响肿瘤细胞的生长、侵袭和转移。而细胞黏附通路的调控可能有助于抑制肿瘤细胞的迁移和扩散。

尽管本研究在分子水平上揭示了三七皂苷和槲皮素在肾癌治疗中的协同作用及其潜在的分子机制，但仍存在一些局限性。首先，本研究主要依赖于计算机模拟分析，缺乏直接的实验验证，如细胞实验和动物模型研究。因此，未来需要进一步开展体外和体内实验，以确认这些靶点和通路的功能性作用。其次，TCMSP和PharmMapper等数据库可能缺乏全面的化合物-靶点相互作用数据，这可能导致部分结果的遗漏或假阳性。此外，本研究主要基于人类靶点进行分析，可能无法完全反映其他物种中的药物-疾病相互作用。最后，本研究未考虑配体构象灵活性对结合预测的影响，未来研究可以引入分子动力学模拟等方法，以更准确地捕捉动态相互作用。

综上所述，本研究通过网络药理学方法揭示了三七皂苷和槲皮素在肾癌治疗中的协同作用及其潜在的分子机制。研究结果表明，这两种化合物可能通过多靶点、多通路的机制共同作用于肾癌细胞，调控关键的生物学过程，如细胞凋亡、炎症反应和TGF-β信号通路。这些发现为TCM在肾癌治疗中的应用提供了新的理论依据，并支持了基于TCM的联合治疗策略作为肾癌治疗的潜在补充或替代方案。尽管需要进一步的实验验证，但本研究为开发基于天然产物的新型抗癌药物奠定了基础。