探索槲皮素作为尼古丁相关口腔癌治疗分子靶点的潜力：网络药理学分析与体外研究

《Food Science & Nutrition》：Exploring Molecular Targets of Quercetin for the Treatment of Nicotine-Related Oral Carcinoma: A Network Pharmacology Analysis and In Vitro Study

本研究通过网络药理学和体外实验，探讨槲皮素抑制尼古丁相关口腔癌的潜在机制。研究发现槲皮素与29个共同靶点（如THBS1、SERPINE1、IGF1R）结合，抑制其表达并逆转细胞恶性表型。分子模拟显示槲皮素与上述靶点蛋白结合能达-7.2至-7.6 kcal/mol，体外实验证实其显著抑制细胞增殖和侵袭，并提高化疗敏感性。该成果为口腔癌的预防和治疗提供了新靶点和策略。

　　
该研究聚焦于天然黄酮类化合物槲皮素在尼古丁相关口腔癌防治中的潜在机制，通过整合网络药理学分析与体外实验验证，揭示了其多靶点调控作用。研究团队首先运用TCMSP数据库和UniProt平台筛选出槲皮素的1064个潜在靶点，结合GSE89923公共数据集筛选出232个与口腔癌相关的靶点，最终通过Venn图分析确定29个共同靶点。这些靶点涵盖上皮-间质转化（EMT）、受体酪氨酸激酶（RTK）信号通路及免疫微环境调控等多维度生物学过程。

在分子互作层面，研究构建了包含疾病、靶点、功能注释和信号通路的网络模型，并通过STRING数据库解析靶点间的蛋白互作网络。度值排名前三位的核心靶点——THBS1（纤维连接蛋白）、SERPINE1（载脂蛋白E）和IGF1R（胰岛素样生长因子1受体）——经分子对接和动力学模拟证实与槲皮素存在高亲和力结合（结合能均低于-7.2 kcal/mol）。其中，槲皮素与SERPINE1的对接界面形成4个氢键，并伴随关键的半胱氨酸残基参与疏水相互作用，提示该复合物可能通过调控载脂蛋白E的翻译后修饰影响肿瘤进展。

体外实验部分，研究团队采用自建模型DOK/NIC细胞系（尼古丁诱导的恶性上皮细胞系）和SAS口腔癌细胞系，验证了槲皮素对肿瘤细胞的双向调控作用。当以40 μM浓度干预时，实验组细胞增殖率较对照组下降达57.3%（48小时），且集落形成实验显示细胞克隆数量减少62.8%。值得注意的是，槲皮素对血清饥饿条件下的细胞侵袭抑制效果尤为显著（Transwell实验显示穿透膜细胞减少78.4%），这与SERPINE1和THBS1的下调表达（mRNA水平降低42%-58%，蛋白水平降低35%-49%）形成对应。

在分子机制层面，研究揭示了槲皮素可能通过三重路径干预肿瘤微环境：首先，通过抑制IGF1R信号轴逆转细胞的促癌基因表达模式，该受体在口腔癌中常呈现超表达状态（平均上调2.3倍）；其次，调控SERPINE1蛋白的翻译效率，该基因在口腔癌中mRNA表达量达正常组织的8.7倍，其抑制可显著阻断EMT进程；最后，影响THBS1介导的细胞外基质重构，该蛋白在口腔癌组织中的mRNA表达量较正常组织高3.2倍，其下调直接削弱肿瘤侵袭边缘的形成。

研究还创新性地整合了药效团筛选与分子动力学模拟，发现槲皮素分子中的C6位羟基和A环邻二酚羟基结构是其发挥抗肿瘤活性的关键。在THBS1蛋白结合口袋的模拟中，发现槲皮素通过形成稳定的氢键网络（包括两个配位氢键和三个疏水接触点）占据核心结合位点，同时其刚性平面结构有效稳定了靶蛋白的构象，这种结构互补机制可能解释了槲皮素在临床前模型中展现的优于同类化合物的药效（IC50值较传统化疗药物低1.8-2.3倍）。

在转化医学方面，研究首次系统揭示了槲皮素对口腔癌化疗耐药性的逆转潜力。通过分析GDSC数据库，发现所筛选的29个靶点中有17个与化疗药物敏感性呈显著负相关（r=-0.34至-0.61，p<0.01）。特别值得注意的是，槲皮素对传统化疗药物（如顺铂、多西他赛）的增敏效应可达2.1-3.5倍，这与其调控的CDH1（上皮细胞黏附分子）和PTGS2（环氧合酶2）等耐药相关基因的表达变化密切相关。

研究同时创新性地引入了免疫微环境评估体系，通过计算基因表达程序变异数（GSVA）发现，槲皮素处理后的肿瘤组织免疫细胞浸润谱发生显著转变：CD8+ T细胞和γδ T细胞浸润量增加23%-35%，而调节性T细胞（Treg）数量下降18%-22%。这种免疫重编程效应与靶向基因的表达变化形成协同作用，例如IGF1R的下调可减少肿瘤相关巨噬细胞（TAM）的分泌IL-6水平达41.7%，同时增强CD8+ T细胞的细胞毒性活性。

在预防医学方面，研究证实槲皮素在尼古丁暴露的早期干预阶段具有独特优势。通过建立DOK/NIC细胞模型，发现当尼古丁暴露浓度达到0.5 μM时（相当于日常吸烟者血液中的浓度范围），即可触发细胞周期异常和EMT表型转化。而槲皮素在0.1 μM浓度下即可抑制这种转化，其机制与下调WNT/β-catenin通路（关键靶点RBP3B表达降低68%）和PI3K/AKT通路（关键靶点PTEN表达降低54%）密切相关。

该研究的重要突破体现在多组学数据的整合分析：通过联合应用TCGA、GDSC和ClinVar数据库，首次构建了口腔癌发展的"靶点-通路-微环境"三维调控模型。其中，RTK信号通路被鉴定为槲皮素发挥作用的枢纽，该通路在口腔癌中的激活程度与患者预后呈显著负相关（HR=0.37，95%CI 0.29-0.47）。分子对接与动力学模拟的结合验证了槲皮素对EGFR、HER2等RTK家族成员的特异性抑制，其结合自由能较竞品药物降低约12%。

在实验设计上，研究团队采用"先靶点预测-后机制验证"的递进式策略。首先通过网络药理学筛选获得29个候选靶点，再利用PPI网络进行关键靶点识别（度值>30的节点），最终锁定THBS1、SERPINE1和IGF1R进行深入验证。这种系统生物学方法使研究效率提升40%，同时将假阳性率控制在5%以下。

值得强调的是，研究在机制阐释上取得突破性进展：首次揭示槲皮素通过双重机制调控EMT进程——既抑制SERPINE1的促EMT功能，又激活CDH1的去EMT信号。这种双重调控使槲皮素在抑制肿瘤侵袭方面的效果比单一靶点药物提升2.8倍。此外，研究团队发现槲皮素可通过调节核因子κB（NF-κB）和组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的活性，协同抑制肿瘤血管生成（VEGF表达降低59%）和促进程序性死亡（caspase-3活性提升2.1倍）。

该研究对临床实践具有重要指导意义：通过联合应用槲皮素与顺铂（实验显示协同效应达1.73倍），可使口腔癌细胞的凋亡率从42%提升至79%；同时，该组合对耐药细胞的抑制效果是单药的2.3倍。在预防方面，实验证实槲皮素可显著降低尼古丁诱导的口腔上皮细胞增殖（抑制率达67%±5%），且其作用效果与剂量呈线性关系（EC50=38.5 μM）。

未来研究方向建议重点关注以下领域：1）开发槲皮素纳米递送系统以提升口腔黏膜穿透效率；2）建立基于人工智能的"靶点-通路-微环境"动态模型；3）开展临床前转化研究，验证槲皮素在预防吸烟相关口腔癌中的长期疗效。这些延伸研究将有助于推动该天然产物从基础研究向临床应用的转化进程。