积雪草酸(AA)靶向调控星形胶质细胞及 AKT1-PRKCB 通路抗脑癌新解:基因组与网络药理学的深度洞察

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Brain Research 2.7

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  胶质母细胞瘤(GBM)预后差,治疗手段有限。研究人员开展积雪草酸(AA)对 GBM 治疗作用的研究。结果显示 AA 可作用于关键靶点,通过相关通路发挥疗效。该研究为 GBM 治疗提供新思路,有望推动 AA 的临床应用。

  在医学领域,癌症一直是人类健康的巨大威胁。2018 年全球约 960 万人因癌症离世,到 2020 年这一数字升至约 1000 万,每 6 人中就有 1 人死于癌症,它已然成为全球第二大死因,在中低收入国家更是如灾难般肆虐 。而胶质母细胞瘤(Glioblastoma,GBM)作为最常见的原发性脑肿瘤,约占恶性脑肿瘤的 80%,堪称脑肿瘤中的 “恶魔”。
GBM 起源于星形胶质细胞,这种细胞本是守护大脑健康的 “卫士”,在大脑中起着诸多关键作用,比如与中枢神经系统(CNS)各部分紧密相连,参与调节水和离子平衡、维持血脑屏障完整性等 。可一旦 “叛变”,由其引发的 GBM 便展现出极其恶性的特征。患者平均生存期不到两年,5 年生存率仅 4 - 5%,确诊后平均存活时间仅延长 15 个月。目前,尽管肿瘤学不断发展,但 GBM 的标准治疗方案多年来变化不大,治疗后的无进展生存期中位数只有约 6 个月,患者深受头痛、恶心呕吐、视力障碍、言语困难等症状折磨,严重影响生活质量 。

面对如此困境,寻找新的治疗方法迫在眉睫。这时,从植物中提取的天然化合物进入了科研人员的视野。积雪草酸(Asiatic acid,AA)便是其中备受瞩目的一员,它广泛存在于多种药用植物中,尤其是 Trema orientalis L.。过往研究发现,AA 具有多种生物活性,不仅能抗菌、抗动脉粥样硬化,还在抗癌领域展现出潜力,可诱导癌细胞周期停滞、抑制肿瘤血管生成和促进癌细胞凋亡 。那么,AA 能否成为对抗 GBM 的 “奇兵” 呢?

印度理工学院(BHU)的研究人员带着这样的疑问,开展了一系列研究。他们的研究成果发表在《Brain Research》上,为 GBM 的治疗带来了新希望。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先,运用高分辨率质谱(High-Resolution Mass Spectrometry,HRMS)技术,从 Trema orientalis L. 的成熟果实中提取并验证了植物成分,成功确认了 AA,并对其进行后续研究。其次,借助网络药理学方法,利用多个在线网络服务器,确定 AA 和 GBM 的主要靶点,构建蛋白质 - 蛋白质相互作用(Protein-Protein Interaction,PPI)网络,分析基因注释和 KEGG 通路,以挖掘 AA 治疗 GBM 的潜在机制 。最后,通过分子对接研究,评估 AA 与关键靶点的结合效果。

1. 植物成分提取与 AA 鉴定


研究人员采集了印度理工学院(BHU)瓦拉纳西校区药用植物园中 Trema orientalis L. 的成熟果实,经过清洗、干燥、研磨后,用索氏提取器以 99.9% 的甲醇溶剂进行提取,再利用 HRMS 技术确认了提取成分的有效性。通过 Eclipse HR-MS 系统对提取物进行分析,确定了 AA 在提取物中的保留时间为 10.53 分钟,其结构、化学式、分子量等特征在负离子模式下均得到确认 。

2. AA 的 ADMET 性质评估


利用 SwissADME、pKCSM 和 Protox-II 等在线网络服务器对 AA 的吸收、分布、代谢、排泄和毒性(ADMET)性质进行评估,为后续研究 AA 的安全性和有效性提供基础 。

3. 靶点预测与 PPI 网络构建


借助 Swiss Target Prediction、TargetNet、GeneCards 和 DisGeNET 等数据库,研究人员分别确定了 AA 和 GBM 的主要靶点。将这些靶点整合到 STRING 和 ShinyGo 数据库中构建 PPI 网络,分析发现 AKT1、SRC、IL-6、TNF 和 EGFR 等是关键的枢纽基因靶点,此外还有 PRKCB、GSK3B 等重要靶点。这些靶点与滑膜细胞增殖、细胞因子活性等生物学过程以及癌症相关通路中的蛋白聚糖密切相关 。

4. 生存分析与分子对接


通过生存分析评估靶点的慢性影响,分子对接研究显示,AA 与 AKT1 的结合能为 - 8.19 kcal/mol,与 PRKCB 的结合能为 - 7.53 kcal/mol,表明 AA 与这些靶点具有较好的结合效果,提示 AA 可能通过作用于这些靶点发挥对 GBM 的治疗作用 。

研究表明,AA 作为配体能够与受体蛋白有效结合,在对抗 GBM 方面展现出良好的疗效。通过对基因本体(GO)和 KEGG 通路的分析,发现 AA 抗 GBM 的潜在机制涉及滑膜细胞增殖、坏死性凋亡信号通路、肿瘤坏死因子受体结合等多个方面。AKT1、SRC、IL-6 等核心靶点在这一过程中发挥着关键作用 。

这项研究意义重大。它首次从基因组和网络药理学角度,深入揭示了 AA 治疗 GBM 的潜在机制,为 GBM 的治疗提供了新的药物靶点和理论依据。虽然目前还处于基础研究阶段,但为后续开展临床试验、开发基于 AA 的 GBM 治疗药物奠定了坚实基础,有望打破 GBM 治疗的困境,为众多患者带来新的生机 。同时,研究中采用的多技术联合的研究方法,也为其他天然化合物治疗复杂疾病的研究提供了借鉴,推动了生命科学和健康医学领域的发展。

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