基于代谢组学与网络药理学的黄精属植物萜类抗肝癌机制研究及差异代谢物发现

本研究针对肝癌治疗需求，通过代谢组学结合网络药理学、分子对接和动力学模拟技术，揭示黄精属植物Polygonatum kingianum var. grandifolium(PK)和Polygonatum sibiricum Redouté(PS)中特异性萜类代谢物（如Maslinic acid和Alphitolic acid）通过调控HMGCR、PTGS2等核心靶点及PPAR等通路发挥抗肝癌作用的分子机制，为天然药物开发提供新思路。

　　

肝癌作为全球第四大癌症死因，其发病率持续攀升且早期诊断困难，现有治疗手段存在手术适用性局限和化疗耐药等问题。传统中药黄精属植物因其丰富的萜类成分在抗肿瘤领域展现出潜力，但具体作用机制尚不明确。湖北省农业科学院等机构的研究人员选取PK和PS两种黄精属植物，通过多组学技术揭示其抗肝癌的分子机制，成果发表于《BMC Plant Biology》。

研究采用UPLC-MS/MS广靶代谢组学分析技术检测19种萜类代谢物，结合TCMSP数据库筛选活性成分；通过GeneCards和OMIM数据库构建肝癌靶点网络，利用STRING和Cytoscape进行蛋白互作分析；采用AutoDock和GROMACS完成分子对接与100 ns分子动力学模拟验证结合稳定性。

代谢组学分析发现PK与PS存在9种差异萜类代谢物，其中6种为PS独有（如Maslinic acid和Alphitolic acid）。靶点筛选获得23个肝癌相关靶点，PPI网络分析确定HMGCR（胆固醇合成限速酶）、PTGS2（炎症调控因子）、ESR1（雌激素受体）等5个核心靶点。功能富集显示这些靶点显著富集于核受体信号通路（如PPAR）和癌症相关通路。分子对接证实两种萜类与核心靶点结合能均<-5 kcal/mol，其中PPARG-Maslinic acid结合能达-24.349 kcal/mol。动力学模拟显示复合物RMSD值稳定在0.1-0.3 nm，氢键数量维持3-5个，证实相互作用稳定。

结论表明，PS特异性萜类通过调控HMGCR/PTGS2等靶点影响脂代谢和炎症反应，其作用机制涉及核受体信号转导和转录调控。该研究首次系统阐明黄精属植物萜类的抗肝癌物质基础，为肝癌靶向治疗提供候选化合物，同时为中药现代化研究提供多学科融合范式。讨论部分强调，Maslinic acid可通过抑制VEGF和NF-κB通路发挥双重抗肿瘤效应，而Alphitolic acid的抗氧化特性可能协同增强疗效。未来需进一步开展体内实验验证其抑制肿瘤生长的效果。