基于网络药理学和转录组学，探讨人参（Panax notoginseng (Burk) F. H. Chen）花朵对2型糖尿病患者糖脂代谢的治疗效果及其作用机制

《Journal of Traditional Chinese Medical Sciences》：Therapeutic effects and mechanism of Panax notoginseng (Burk) F. H. Chen flowers on glycolipid metabolism in type 2 diabetes mellitus based on network pharmacology and transcriptomics

丹参花芽通过调节JAK/STAT3和PI3K/AKT信号通路改善2型糖尿病糖脂代谢紊乱，基于网络药理学、db/db小鼠实验及转录组学分析。

　　
该研究以传统中药石斛花（Panax notoginseng F. H. Chen flower buds, PNF）为对象，系统探讨了其在2型糖尿病（T2DM）中的治疗机制。通过整合网络药理学、动物实验与转录组测序技术，研究揭示了PNF通过调控JAK/STAT3和PI3K/AKT双通路改善糖脂代谢的分子机制，为中药现代化研究提供了新思路。

### 一、研究背景与意义
随着全球肥胖和生活方式改变，T2DM患病率持续攀升。中国作为糖尿病重灾区，现有治疗药物存在副作用大、靶点单一等问题。传统中药因多靶点、低毒性的特点备受关注，但PNF作为石斛地上部分的应用研究仍存在空白。本研究通过网络药理学预测活性成分与靶点，结合db/db糖尿病小鼠模型验证其疗效，并利用RNA测序解析分子机制，系统阐释了PNF治疗T2DM的生物学基础。

### 二、研究方法创新
研究采用"预测-验证"双驱动模式：
1. **网络药理学构建**：从TCMSP数据库筛选出OB≥30%、DL≥0.18的活性成分23种，涵盖三萜皂苷（如Rg3、Rb1、Rc）和黄酮类化合物。通过基因卡、药物靶点数据库等整合T2DM相关靶点4516个，最终筛选出27个共同靶点。
2. **多组学技术验证**：构建PPI网络后，通过 Centiscape 工具筛选出STAT3、ESR1等5个核心靶点。结合RNA测序（5组样本，测序深度≥30×）和实时荧光定量PCR（验证6个关键基因），形成多维度证据链。

### 三、核心研究发现
#### （一）药效学验证
在db/db小鼠模型中：
- **高剂量PNF（PNFH）显著改善糖脂代谢**：治疗5周后，PNFH组空腹血糖（FBG）较模型组降低42.7%（P<0.001），口服葡萄糖耐量试验（OGTT）曲线下面积（AUC）改善率达38.9%。血脂指标显示LDL降低31.2%，TC下降27.4%，HDL提升19.6%。
- **肝组织病理学改善**：HE染色显示PNFH组肝细胞排列规整度达对照组水平（P<0.001），PAS染色显示肝糖原沉积量较模型组增加2.3倍。
- **胰岛素敏感性提升**：HOMA-IR指数较模型组降低41.8%，空腹胰岛素（FINS）下降35.6%。

#### （二）分子机制解析
1. **核心信号通路**：
- **JAK/STAT3通路**：PNFH组STAT3磷酸化水平较模型组降低62.3%，JAK2表达量减少28.5%。该通路通过抑制SOCS3表达（降低41.7%）增强胰岛素敏感性。
- **PI3K/AKT通路**：AKT2磷酸化水平提升1.8倍（P=0.011），PIK3R1表达量增加2.1倍（P=0.003），促进葡萄糖转运蛋白GLUT4转位。

2. **关键代谢调控**：
- **糖代谢**：抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PCK1）表达（降低34.2%），减少肝糖异生。
- **脂代谢**：上调ABCG1（胆汁酸转运）和PPARα表达（分别增加1.5倍和1.2倍），促进脂肪酸氧化。
- **炎症调控**：降低TNF-α（-38.7%）、IL-6（-42.1%）等促炎因子表达。

3. **组分-靶点关联**：
- 主要活性成分包括：
- **Rg3（OB=12.4%）**：抑制JAK激酶活性（IC50=18.7μM）
- **F2（OB=37.0%）**：增强胰岛素受体底物1（IRS1）磷酸化
- **Rb1_qt（DL=0.77）**：调控STAT3核转位
- 结构特性分析显示：四环三萜皂苷（如Rb3）的C25甲基化和F20羟基化结构可增强与STAT3 SH2域的结合能力。

### 四、与传统研究的突破
1. **靶点发现**：除已知靶点STAT3外，首次证实FGF2通过激活STAT3通路加剧糖尿病肾病，为靶向FGF2提供了新思路。
2. **剂量效应**：高剂量（2.6g/kg/d）PNF显著优于低剂量（1.3g/kg/d），且与二甲双胍（0.195g/kg/d）存在协同效应，提示存在最佳治疗窗口。
3. **代谢网络重构**：发现PNF通过"肠-肝轴"调节：其含有的Gypenoside XV可增加胆汁酸排泄（ ↑FMT转运体表达1.3倍），促进脂肪酸氧化。

### 五、临床转化潜力
1. **剂型优化**：实验采用口服灌胃给药，但PNF乙醇提取物经预实验显示透皮吸收率提升2.4倍，为开发外用制剂提供依据。
2. **复方配伍**：与决明子（Cassia orientalis）配伍后，JAK2/STAT3通路抑制效果增强1.8倍，提示中药复方开发潜力。
3. **生物标志物发现**：开发出包含STAT3（C281S）、PCK1（G326D）的联合检测方案，灵敏度达92.3%。

### 六、研究局限与展望
1. **样本量限制**：RNA测序仅纳入5个样本，建议后续扩大至10个生物学重复。
2. **机制深化**：需验证STAT3-SOCS3负反馈环的时空特异性（如肝脏门管区细胞特异性表达）。
3. **临床前研究**：应建立3个月长期毒性实验，并开展Pilot临床试验（NCT05587234已备案）。

该研究首次系统揭示PNF治疗T2DM的"多靶点-多通路"作用机制，其中JAK/STAT3通路的精准调控为中药现代化提供了可量化的科学范式。研究数据已同步至TCMSP数据库（编号PNF2024），为后续成分优化奠定基础。