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基于血清药物化学与网络药理学的机制探索:大黄?虫丸通过caspase-3/Bcl-2/Bax通路诱导肝星状细胞凋亡抗肝纤维化的多组学验证
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Ethnopharmacology 4.8
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本研究针对肝纤维化(HF)治疗缺乏标准化方案的临床难题,通过整合血清药物化学、UHPLC-ESI-QTOF-MS/MS、网络药理学和分子对接技术,系统揭示了大黄?虫丸(DHZCP)中41种入血成分(包括新活性原型negletein)通过caspase-3/Bcl-2/Bax通路诱导肝星状细胞(HSC)凋亡的抗HF机制,为中药复方质量标准化提供了新范式。
肝纤维化(HF)作为慢性肝病发展的关键病理阶段,全球每年导致数百万人进展至肝硬化甚至肝癌。尽管现代医学在病因治疗上取得进展,但针对HF本身仍缺乏标准化治疗方案。传统中药大黄?虫丸(DHZCP)源自《金匮要略》,临床显示抗HF疗效显著,但其药效物质基础与作用机制如同"黑箱"——已知能抑制肝星状细胞(HSC)活化、改善肝窦毛细血管化,但具体哪些成分起效、如何调控分子网络仍是未解之谜。这种认知空白严重阻碍了中药复方的质量标准化与国际认可。
为破解这一难题,来自广州中医药大学的研究团队创新性地采用"化学组学-生物网络-活体验证"三级研究策略。通过UHPLC-ESI-QTOF-MS/MS(超高效液相色谱-电喷雾-四极杆飞行时间质谱联用技术)鉴定出DHZCP中496种化学成分,结合血清药物化学分析发现41种入血成分(包括18种代谢物和23种原型),其中黄酮类化合物negletein(NE)被首次确认为新型活性原型。网络药理学预测显示这些成分可能通过凋亡通路作用于HF,分子 docking(分子对接)验证了NE与caspase-3等靶点的强结合能力。后续斑马鱼和小鼠实验证实,DHZCP含药血清及NE可通过上调caspase-3/Bcl-2/Bax通路诱导活化态HSC凋亡,显著改善CCl4
和TAA(硫代乙酰胺)诱导的纤维化。该研究发表于《Journal of Ethnopharmacology》,为中药复方研究提供了"成分溯源-机制预测-实验验证"的完整方法论范式。
关键技术包括:1) UHPLC-ESI-QTOF-MS/MS进行复杂体系成分解析;2) 大鼠血清药物化学分析追踪入血成分;3) 网络药理学构建"成分-靶点-通路"多维网络;4) 分子对接验证活性成分与关键靶点相互作用;5) 斑马鱼胚胎模型进行体内药效评价;6) HSC-T6细胞系用于体外机制研究。
【主要结果】
Outstanding in vivo anti-HF efficacy of DHZCP
斑马鱼实验显示DHZCP在50μg/mL以下剂量安全,能剂量依赖性降低TAA诱导的纤维化标志物COL1A1表达;小鼠模型证实DHZCP可显著改善CCl4
导致的肝组织胶原沉积。
Identification of chemical constituents and serum components
UHPLC-ESI-QTOF-MS/MS鉴定出496种成分,包括蒽醌类(如大黄素)、黄酮类(如黄芩苷)等;血清分析发现41种血中移行成分,其中NE经甲基化代谢后生物利用度显著提高。
Network pharmacology and molecular docking
构建的"DHZCP-HF"网络包含218个交集靶点,KEGG富集显示凋亡通路显著激活;NE与caspase-3的结合能达-7.8 kcal/mol,优于阳性对照STS(星形孢菌素)。
Experimental validation of anti-fibrotic mechanism
DHZCP含药血清使活化态HSC-T6细胞的凋亡率提升3.2倍,伴随caspase-3活性增强2.4倍;Western blot显示Bax/Bcl-2比值上升5.1倍,证实凋亡通路激活。
【结论与意义】
该研究首次系统阐明DHZCP通过"多成分-多靶点"协同作用抗HF的机制:1) 确立NE为关键活性成分,拓展了黄酮类化合物的药理认知;2) 揭示caspase-3/Bcl-2/Bax通路是中药诱导HSC凋亡的核心机制;3) 创建的"血清药物化学-网络预测-模式生物验证"研究框架,为复杂中药体系的作用机制解析树立了新标杆。临床转化方面,研究不仅为DHZCP的质量标准制定提供了化学成分库(含8类特征性成分指纹图谱),更通过斑马鱼模型建立了中药肝毒性早期预警系统。方法论上,将传统中药理论与现代组学技术深度融合,对推动中医药国际化具有示范意义。
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