基于网络药理学的水飞蓟宾通过调控IL-17信号通路抑制头颈鳞癌的机制研究

《Scientific Reports》：Unveiling the therapeutic potential of silibinin in head and neck squamous cell carcinoma via network pharmacology

本研究针对头颈鳞状细胞癌（HNSCC）预后差、5年生存率低于50%的临床难题，通过网络药理学结合实验验证，首次系统揭示植物化合物水飞蓟宾通过干预IL-17信号通路关键靶点（SLCO1B3/MMP13）抑制HNSCC增殖与侵袭的新机制。分子对接证实水飞蓟宾与SLCO1B3具有高亲和力（-8.3 kcal/mol），体外实验表明其可浓度依赖性抑制CAL27/HSC-3细胞活力（IC50分别为158.6μM/197.3μM），为中药单体抗HNSCC精准治疗提供理论依据。

　　

头颈鳞状细胞癌（HNSCC）作为起源于头颈部黏膜上皮的恶性肿瘤，近年来发病率持续攀升，已位居全球恶性肿瘤第六位。更严峻的是，其五年生存率始终低于50%，成为困扰临床医生的重大难题。这种癌症具有高度侵袭性和淋巴转移倾向，术后复发和转移是导致患者预后不良的主要因素。尽管目前采用手术、放化疗等综合治疗手段，但疗效仍不尽如人意。在这一背景下，传统中药因其多靶点、低毒性的特点，逐渐成为肿瘤治疗研究的新热点。

其中，从药用植物水飞蓟中提取的黄酮类化合物水飞蓟宾（silibinin）展现出巨大潜力。既往研究表明，水飞蓟宾在乳腺癌、肺癌、结肠癌等多种肿瘤模型中均表现出显著抗癌活性，但其在HNSCC中的作用机制尚不明确。正是为了解开这一谜题，贵州医科大学的研究团队在《Scientific Reports》上发表了最新研究成果，通过整合网络药理学、生物信息学与实验验证，系统揭示了水飞蓟宾抗HNSCC的分子机制。

研究人员采用多技术联用的策略：首先通过PharmMapper、GeneCards等数据库筛选水飞蓟宾作用靶点，结合TCGA（The Cancer Genome Atlas）数据库获取HNSCC差异表达基因；运用基因富集分析（GO/KEGG）明确关键通路；构建蛋白质相互作用（PPI）网络筛选核心基因；采用分子对接验证结合活性；最后通过CCK-8法、集落形成实验和Transwell实验在CAL27、HSC-3等HNSCC细胞系中进行功能验证。

靶点筛选与富集分析

研究通过Venn图分析发现596个水飞蓟宾靶点与508个HNSCC差异表达基因存在25个交集基因。

KEGG富集分析显示这些基因显著富集于IL-17信号通路，该通路与肿瘤发生、增殖、转移及耐药密切相关。GO分析表明靶点主要参与物质代谢转运、生物膜组成等生物学过程。

突变特征与免疫微环境

对25个交集基因的突变谱分析发现，错义突变是主要突变类型，C>T单核苷酸变异（SNV）最为常见。基因集变异分析（GSVA）显示这些基因与自然杀伤细胞、树突状细胞等免疫细胞浸润呈正相关，提示水飞蓟宾可能通过调节肿瘤微环境发挥抗肿瘤作用。

核心靶点筛选与验证

通过PPI网络拓扑分析和Kaplan-Meier生存曲线筛选出MMP13、SLCO1B1和SLCO1B3三个核心基因。

分子对接结果显示水飞蓟宾与SLCO1B3结合能最低（-8.3 kcal/mol），结合最稳定。实验验证发现SLCO1B3在HNSCC细胞系中表达显著高于癌前细胞，CAL27和HSC-3细胞中表达最高。

功能实验验证

CCK-8实验表明水飞蓟宾以浓度和时间依赖性方式抑制HNSCC细胞活力，24小时IC₅₀分别为158.6μM（CAL27）和197.3μM（HSC-3）。集落形成和Transwell实验证实水飞蓟宾显著抑制细胞增殖和侵袭能力。

本研究首次通过系统生物学方法揭示水飞蓟宾可能通过调控IL-17信号通路抑制HNSCC进展，其中SLCO1B3作为关键作用靶点。研究发现水飞蓟宾靶点基因与上皮间质转化（EMT）通路显著相关，且MMP13、ALPP等基因表达水平与EGFR抑制剂（阿法替尼、吉非替尼等）药物敏感性密切相关，为联合用药提供新思路。该研究不仅深化了对水飞蓟宾抗肿瘤机制的理解，更为HNSCC的精准治疗策略开发奠定了理论基础，凸显中药单体在肿瘤治疗领域的应用价值。