基于代谢组学和网络药理学揭示山奈酚抗呼吸道合胞病毒(RSV)肺部炎症的作用机制

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Chinese Journal of Analytical Chemistry 1.2

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  为探究山奈酚(kaempferol)抗 RSV 感染机制,研究人员结合网络药理学与代谢组学,发现其可通过调控 JAK-STAT 信号通路缓解 RSV 诱导的肺部炎症、抑制病毒复制,还能改善氨基酸代谢紊乱,为 RSV 治疗提供新方向。

  
呼吸道合胞病毒(RSV)作为引发儿童肺炎住院的主要病原体之一,严重威胁婴幼儿健康。目前 RSV 缺乏特效抗病毒药物,现有药物如利巴韦林的疗效和安全性存在争议,因此开发安全有效的抗 RSV 药物迫在眉睫。天然产物中的黄酮类化合物山奈酚(kaempferol)被证实具有抗病毒潜力,但其抗 RSV 诱导肺部炎症的机制尚不明确。在此背景下,南京大学中医药附属医院的研究人员开展了相关研究,成果发表在《Chinese Journal of Analytical Chemistry》。

研究人员综合运用网络药理学、代谢组学(气相色谱 - 质谱联用技术,GC-MS)、分子生物学实验(如 Western blot、qPCR)及分子对接等技术。实验采用 BALB/c 小鼠构建 RSV 感染模型,设置不同剂量山奈酚治疗组及利巴韦林对照组,采集肺组织和血清样本进行多维度分析。

3.1 山奈酚减轻 RSV 小鼠肺损伤


通过小鼠体重监测、肺组织病理染色(HE 染色)及炎症因子(IL-6、IL-1β、TNF-α)mRNA 检测发现,山奈酚可剂量依赖性减轻 RSV 引起的体重下降、肺泡壁增厚、炎症细胞浸润及病毒蛋白(RSV-F、RSV-G)表达,其中 15 mg/kg 剂量效果显著,且与高剂量组无明显差异。

3.2-3.4 网络药理学预测作用靶点与通路


利用 PharmMapper 等数据库筛选出山奈酚潜在靶点 386 个,结合 RSV 肺炎相关靶点 898 个,获得 30 个共同靶点。构建蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPI)网络,筛选出 AKT1、CASP3、SRC、EGFR、STAT1、IL-2 等核心靶点。GO 和 KEGG 富集分析显示,山奈酚主要参与 TNF、JAK-STAT 等炎症免疫信号通路。

3.5-3.6 代谢组学分析差异代谢物与通路


血清代谢组学检测到 678 个特征峰,鉴定出 120 种代谢物,其中 13 种差异代谢物在山奈酚治疗后显著回调,主要涉及丙氨酸 / 天冬氨酸 / 谷氨酸代谢、牛磺酸 / 亚牛磺酸代谢等氨基酸代谢通路。结合网络药理学,构建 “成分 - 反应 - 酶 - 基因” 网络,发现 JAK2、AKT1 等靶点与甘氨酸、酪氨酸等代谢物密切关联。

3.7-3.8 分子对接与机制验证


分子对接显示山奈酚与核心靶点(如 STAT1、EGFR)结合能均低于 - 5 kcal/mol,具有强亲和力。Western blot 和 qPCR 证实,山奈酚可下调肺组织中 JAK1、JAK2、STAT1、AKT1 等蛋白及 mRNA 表达,表明其通过抑制 JAK-STAT 信号通路缓解炎症。

研究表明,山奈酚通过调控 JAK-STAT 信号通路,改善 RSV 感染引起的氨基酸代谢紊乱(如甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸代谢),从而减轻肺部炎症、抑制病毒复制。该研究首次整合网络药理学与代谢组学,系统揭示了山奈酚抗 RSV 的多靶点、多通路作用机制,为天然药物在抗病毒领域的应用提供了实验依据,也为 RSV 治疗药物的研发开辟了新方向,尤其在调节代谢通路与免疫响应的协同作用方面具有重要科学意义。

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