海菖蒲生物活性化合物抗乳腺癌潜力:基于分子对接与网络药理学的机制解析

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Food Bioscience 4.8

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  乳腺癌(BC)是全球女性高发癌症,现有治疗存在耐药等挑战。研究人员针对海菖蒲(Thalassia hemprichii)开展研究,通过体外实验与分子对接发现其提取物可抑制 MCF-7 细胞(IC??=35.29 μg/ml),含 11 种活性化合物,其中桦木醇与 STAT3 等蛋白结合亲和力高,为乳腺癌多靶点治疗提供新方向。

  
乳腺癌作为全球女性最常见的恶性肿瘤,近年来发病率持续攀升。尽管现代医学在筛查和治疗手段上取得了一定进展,如手术、化疗、放疗等常规方法的应用,但在许多低中收入国家,由于诊断滞后和治疗资源有限,患者五年生存率仍显著低于高收入地区。此外,肿瘤细胞的耐药性、复杂的信号通路调控(如 STAT3、EGFR 等蛋白参与的通路)以及传统化疗药物的毒副作用,成为制约乳腺癌治疗效果的关键瓶颈。开发高效、低毒且具有多靶点作用的新型抗癌药物,成为科学界和医学界亟待解决的重要课题。

在这一背景下,国内研究机构 SRM 科学技术学院的研究团队,聚焦于海洋天然产物的抗癌潜力,开展了海菖蒲(Thalassia hemprichii)提取物抗乳腺癌的相关研究。该研究成果发表在《Food Bioscience》,为乳腺癌的治疗提供了全新的视角和潜在药物候选。

研究人员采用了多种关键技术方法:首先通过植物化学筛选(如 DPPH、ABTS 抗氧化活性测定)和超高效液相色谱 - 质谱(UHR-LCMS)分析,鉴定海菖蒲提取物中的生物活性成分;其次利用体外抗癌实验,检测提取物对乳腺癌 MCF-7 细胞系的增殖抑制作用,计算半数抑制浓度(IC??);最后结合分子对接和网络药理学方法,探究活性化合物与乳腺癌相关靶蛋白(如 STAT3、SRC、EGFR、ESR1 等)的相互作用机制。

提取物成分与抗氧化活性


初步植物化学筛选显示,海菖蒲乙醇粗提物中酚类和黄酮类含量分别为 27.2 mg GAE/g 和 23.9 QE/g,表明其具有较强的抗氧化能力。抗氧化活性的测定为后续抗癌机制研究提供了基础,提示其活性成分可能通过清除自由基等途径发挥作用。

体外抗癌活性验证


抗癌实验结果显示,海菖蒲提取物对 MCF-7 细胞的 viability 具有显著抑制作用,IC??值为 35.29 μg/ml,证实了其抗乳腺癌的潜力。这一结果为进一步探索其活性成分和作用机制提供了直接的实验依据。

活性成分鉴定与药代动力学评估


质谱分析(LC-MS)从提取物中鉴定出 11 种化合物,依据 Lipinski 规则,这些化合物均具有良好的吸收和生物利用度特征,符合药物开发的基本要求,为后续作为潜在药物候选提供了可能性。

分子对接与网络药理学分析


分子对接研究表明,桦木醇(Betulin)与关键癌症相关蛋白 STAT3 的结合亲和力高达 - 9.28 kcal/mol,显示出其作为先导化合物的潜力。网络药理学分析构建了化合物 - 靶点 - 通路相互作用网络,发现提取物中的活性成分可作用于 STAT3、SRC、EGFR、ESR1、HSP90AA1、HSP90AB2、PTGS2、GSK3B、MMP9、CCND1 等多个靶蛋白,提示其通过多靶点协同作用发挥抗癌效应。

研究结论与意义


本研究通过体外实验、分子对接和网络药理学的整合分析,系统揭示了海菖蒲提取物抗乳腺癌的物质基础和作用机制。研究发现其含有的 11 种生物活性化合物可靶向 259 个乳腺癌相关蛋白,其中桦木醇和乙酸海柯皂苷元(hecogenin acetate)因优异的结合能成为最具潜力的药物候选。该研究不仅为海菖蒲这一海洋植物在抗癌领域的应用提供了科学依据,也为天然产物的多靶点药物开发提供了新的方法论参考。然而,研究仍存在一定局限性,如缺乏体内实验验证和人体代谢机制研究,后续需进一步开展体内实验,以推动其向临床应用转化。

这项研究突破了传统单一靶点药物开发的局限,展现了海洋天然产物在抗癌治疗中的独特优势,为乳腺癌的治疗提供了创新思路和潜在药物来源,对推动天然药物与精准医疗的结合具有重要意义。

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