虾青素抗血管生成作用的网络药理学分析与内皮细胞功能验证

本研究针对肿瘤血管生成的关键机制，通过整合网络药理学与体外实验，揭示了虾青素(ATX)通过靶向RXR、CCND1等核心基因抑制VEGF诱导的HUVECs增殖、迁移及管腔形成的作用，其剂量依赖性效应(IC50 =75.09 μM)为开发新型抗肿瘤药物提供了理论依据。

　　

在肿瘤微环境中，血管生成（Angiogenesis）如同为癌细胞铺设的"生命补给线"，其中血管内皮生长因子(VEGF)信号通路扮演着核心角色。尽管抗VEGF药物如贝伐珠单抗已应用于临床，但高血压、胃肠穿孔等副作用限制了其长期使用。自然界中的虾青素(Astaxanthin, ATX)——这种使三文鱼呈现橙红色的类胡萝卜素，因其卓越的抗氧化能力（可清除ROS并上调SOD、GSH-Px等酶活性）和抗炎特性（抑制NF-κB和IL-6等炎症因子），成为对抗肿瘤血管生成的潜在"天然武器"。然而，ATX如何精准打击血管生成的关键靶点？其分子机制始终是未解之谜。

为破解这一科学难题，马来西亚博特拉大学的研究团队创新性地采用"干湿结合"研究策略。通过计算机模拟预测ATX的作用靶点网络，再通过人脐静脉内皮细胞(HUVECs)模型进行功能验证，最终在《Food Bioscience》发表的研究证实：ATX能通过多靶点协同作用，有效阻断肿瘤血管生成的多个关键环节。

研究团队运用了四大关键技术：网络药理学（整合SwissTargetPrediction和DisGeNET数据库筛选靶点）、分子对接（Autodock软件评估ATX与VEGFR2等受体的结合能）、细胞功能实验（CCK-8法检测增殖、划痕实验分析迁移、Matrigel管腔形成实验），以及生物信息学分析（DAVID数据库进行GO和KEGG通路富集）。所有实验均采用VEGF诱导的HUVECs作为研究模型。

【Target prediction of ATX and angiogenesis】
通过交叉分析7,242个血管生成相关基因与225个ATX潜在靶点，筛选出34个共同基因。蛋白互作网络(PPI)分析锁定RXRα、CCND1、CDK1和HDAC1四个枢纽基因，这些基因均参与细胞周期调控和表观遗传修饰。分子对接显示ATX与VEGFR2结合能达-8.7 kcal/mol，优于其天然配体VEGF-A。

【Target and common genes associated with ATX and angiogenesis】
GO富集揭示ATX主要影响蛋白激酶（如PI3K/Akt和MAPK）活性，KEGG通路分析突出癌症通路（hsa05200）和VEGF信号通路（hsa04370）的关键作用。特别值得注意的是，ATX可同时调控促血管生成的CCND1-CDK4复合体和表观遗传调节因子HDAC1，这种"双靶点"机制为其广谱抗血管生成效应提供了分子基础。

【Discussion】
体外实验数据极具说服力：25 μM ATX处理8小时即可使HUVECs迁移率降低80%（p<0.01），这种效果与临床抗血管药物舒尼替尼相当。在管腔形成实验中，ATX处理组平均管长缩短62%，且呈现典型的"剂量-效应"关系。尤为关键的是，ATX在抑制血管生成的有效浓度范围内（6.25-25 μM）未表现明显细胞毒性，这与其GRAS（公认安全）认证相符，暗示其临床应用可能具有更好的安全性谱。

【Conclusion】
该研究首次系统阐释了ATX通过"多靶点-多通路"协同作用抑制血管生成的分子机制：一方面通过直接结合VEGFR2阻断下游信号，另一方面调控RXRα/CCND1/CDK1/HDAC1网络干扰内皮细胞周期。这种独特的"双轨制"作用模式，使其在抑制肿瘤血管生成的同时，可能避免传统抗VEGF药物引发的代偿性血管增生。

【Limitation and Future Research Directions】
研究者坦诚指出，ATX在体内环境的生物利用度（因其强疏水性）和最佳给药方案仍需探索。未来研究将聚焦于纳米递药系统开发，并利用转基因斑马鱼模型进行在体血管生成验证。这些发现不仅为天然产物抗肿瘤研究开辟了新思路，更为开发基于类胡萝卜素的"绿色化疗"辅助疗法奠定了理论基础。