石榴与甜菜根生物活性成分在乳腺癌治疗中的网络药理学预测、分子对接及体外放射增敏效应验证

乳腺癌作为全球女性健康重大威胁，亟需新型治疗策略。本研究通过整合网络药理学、分子对接及MDA-MB-231细胞实验，首次揭示石榴(Punica granatum)与甜菜根(Beta vulgaris)中花青素(Anthocyanins)通过调控TP53、IL6等关键靶点发挥抗乳腺癌作用，并证实其低剂量X射线放射增敏效应，为天然产物辅助放疗提供新思路。

　　

乳腺癌长期占据全球女性恶性肿瘤发病率首位，2020年GLOBOCAN数据显示其新增病例占女性癌症总病例的24.5%。尽管现有治疗手段如手术、化疗和放疗(EBRT)取得进展，但耐药性和放疗敏感性不足仍是临床瓶颈。值得注意的是，植物源性化合物因其多靶点特性逐渐成为研究热点，其中石榴和甜菜根富含的花青素类物质(Anthocyanins)在抗氧化、抗炎等方面表现突出，但其抗乳腺癌机制及放射增敏潜力尚未系统阐明。

研究人员采用多学科交叉方法开展研究。首先通过PubChem、Swiss Target Prediction等数据库获取花青素结构(SDF格式)与潜在靶点，结合DisGeNET的乳腺癌相关基因进行网络药理学分析。运用分子对接技术评估关键化合物与乳腺癌蛋白(TP53、EGFR等)的结合能力。体外实验采用三阴性乳腺癌MDA-MB-231细胞系，检测花青素提取物的细胞毒性(CCK-8法)及联合低剂量X射线(2Gy)的放射增敏效应。

分析花青素结构与靶点揭示乳腺癌相关互作网络
从PubChem获取的12种花青素经Swiss Target Prediction预测获得291个潜在靶点，与DisGeNET数据库766个乳腺癌基因取交集后鉴定出34个共同靶点，包括TP53、AKT1等核心调控因子。蛋白互作(PPI)网络显示这些靶点显著富集于p53信号通路和细胞周期调控。

关键化合物与乳腺癌蛋白的分子对接验证
分子对接结果显示氰定-3-葡萄糖苷(Cyanidin-3-glucoside)与TP53蛋白(PDB:2OCJ)结合能达-9.2kcal/mol，通过氢键与Arg273、Asp281等关键残基结合。甜菜红素(Betalains)与EGFR(PDB:1M17)结合构象显示其可竞争性占据ATP结合位点。

体外实验证实放射增敏效应
花青素提取物(100μg/mL)使MDA-MB-231细胞存活率降低至43.5±2.1%，联合2Gy X射线照射后进一步降至28.7±3.4%(P<0.01)。流式细胞术检测显示联合处理组凋亡率(46.8%)显著高于单放疗组(21.3%)，提示其通过增强DNA损伤响应发挥作用。

该研究首次系统阐明石榴和甜菜根花青素通过多靶点协同作用抑制乳腺癌的分子机制，特别是发现其作为天然放射增敏剂的潜力。网络药理学预测的34个关键靶点中，TP53和EGFR等与临床治疗靶点高度重合，为后续转化研究提供理论依据。分子对接揭示的氰定-3-葡萄糖苷与TP53强结合特性，解释了其诱导肿瘤细胞凋亡的结构基础。体外放射增敏实验的创新性在于采用临床相关低剂量(2Gy)X射线，证实花青素可显著提升放疗敏感性，这为开发植物源性放疗增敏剂奠定实验基础。研究局限性在于尚未开展动物模型验证和具体信号通路扰动实验，未来需进一步探索花青素在肿瘤微环境调控中的作用。该成果发表于《Computational Biology and Chemistry》，为天然产物在肿瘤综合治疗中的应用开辟了新视角。