探秘酚酸抗炎潜力:靶向 IL-6 与 TNF-α 的分子机制与应用前景

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Food and Humanity

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  在炎症相关疾病防治备受关注的当下,研究人员开展了酚酸对白细胞介素 - 6(IL-6)和肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)抑制作用的研究。结果发现酚酸可与二者形成复合物减轻炎症,其中绿原酸结合亲和力更佳。这为抗炎药物研发提供了新思路。

  在生命的舞台上,炎症就像一场失控的 “战火”,常常引发各种健康危机。白细胞介素 - 6(IL-6)和肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)作为炎症反应中的 “关键角色”,一旦它们的活动不受控制,就可能导致自身免疫疾病、癌症、慢性炎症等多种病症。虽然酚酸被认为具有抗炎特性,能缓解炎症反应,降低促炎细胞因子的活性,可其具体的作用机制却一直像谜团一样,困扰着科研人员。为了揭开这层面纱,探寻有效的抗炎策略,研究人员踏上了探索之旅,相关研究成果发表在《Food and Humanity》。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先,从 PubChem 数据库获取酚酸的三维结构,从蛋白质数据库收集 IL-6 和 TNF-α 的三维分子结构,并进行预处理。接着,使用 AutoDock Vina 进行分子对接,分析酚酸与目标蛋白的结合亲和力。然后,借助 Discovery Studio Visualizer 探究分子间的非共价相互作用。还利用 GROMACS 软件进行分子动力学(MD)模拟,评估复合物的稳定性。最后,通过 Swiss-ADME 网络服务器开展 ADME 分析,评估酚酸的药代动力学特性。

在研究结果方面:

  • 酚酸与蛋白的相互作用:研究发现,不同酚酸与 IL-6、TNF-α 的结合亲和力和相互作用方式各有特点。咖啡酸与 IL-6 结合时,有 2 个氢键和 5 个范德华力相互作用,结合亲和力为 - 4.2 kcal/mol;与 TNF-α 结合时,有 2 个氢键、5 个范德华力和 1 个 π- 烷基相互作用 ,结合亲和力为 - 5.1 kcal/mol。绿原酸与 IL-6 结合有 3 个氢键、7 个范德华力和 1 个 π- 烷基相互作用,结合亲和力达 - 6.1 kcal/mol;与 TNF-α 结合有 4 个氢键、8 个范德华力和 1 个 π-π 堆积相互作用,结合亲和力为 - 6.3 kcal/mol。没食子酸、阿魏酸、香草酸也分别与这两种蛋白形成特定的相互作用,且各有相应的结合亲和力。
  • 分子动力学模拟结果:对 TNF-α - 绿原酸和 IL-6 - 绿原酸复合物进行 100 ns 的 MD 模拟。结果显示,TNF-α - 绿原酸复合物在 0.4 nm 后表现出合理的稳定性;IL-6 - 绿原酸复合物在 0.75 nm 后稳定性更高。二者的均方根波动(RMSF)表明,结合配体后蛋白部分区域稳定性不同。此外,模拟过程中,IL-6 - 绿原酸和 TNF-α - 绿原酸复合物分别出现约 225 和 150 个氢键,且通过分子力学泊松 - 玻尔兹曼表面积(MMPBSA)计算得出的结合自由能显示,两个复合物都能稳定结合。
  • 酚酸的药代动力学特性:ADME 分析表明,这些酚酸大多具有良好的水溶性和胃肠道(GI)吸收性,多数酚酸不是细胞色素 P450(CYPs)抑制剂,且大多遵循 Lipinski 和 Veber 规则,具有类药性质。例如,咖啡酸水溶性高、GI 吸收好但不能透过血脑屏障(BBB);绿原酸水溶性高但 GI 吸收低;阿魏酸可透过 BBB;香草酸生物利用度为 0.85。

在结论和讨论部分,该研究表明来自蓝藻或其他植物源的酚酸是有效的抗炎剂。酚酸对 IL-6 和 TNF-α 的抑制作用源于它们之间的分子间相互作用,其中绿原酸与这两种促炎细胞因子的结合亲和力更佳,这一结果也得到了分子动力学研究的支持。这意味着绿原酸有望成为一种有前景的药物候选物,用于体外或体内研究,进一步探索其抗炎潜力。同时,酚酸良好的药代动力学特性表明它们毒性较低,具备开发成药物的潜力。这一研究为抗炎药物的研发开辟了新方向,有助于推动相关疾病治疗领域的发展,为人类健康带来新的希望 。

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