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网络药理学与分子对接揭示聪耳明目汤治疗感音神经性耳聋的多靶点作用机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Letters in Drug Design & Discovery
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本研究针对感音神经性耳聋(SNHL)缺乏有效治疗手段的临床难题,通过整合网络药理学与分子对接技术,系统解析了中药复方聪耳明目汤(CD)的多组分-多靶点-多通路作用机制。研究发现CD中芹菜素(apigenin)、山奈酚(kaempferol)和葛根素(puerarin)等活性成分可通过调控AKT1、TNF、TP53等核心靶点,干预p53、PI3K-Akt等信号通路,显著改善顺铂诱导的HEI-OC1细胞损伤。该研究为传统中药现代化研究提供了范例,为SNHL治疗策略开发奠定理论基础。
随着年龄增长,感音神经性耳聋(Sensorineural Hearing Loss, SNHL)已成为困扰全球老年人群的常见听觉障碍。这种疾病以耳蜗毛细胞和螺旋神经节神经元的进行性退化为特征,导致不可逆的听力损伤,常伴随耳鸣、言语识别能力下降等问题,严重影响患者生活质量。目前临床主要依赖助听器和人工耳蜗等辅助设备,但这些手段仅能缓解症状,无法逆转病理过程,且存在费用高昂、患者接受度低等局限。面对这一治疗困境,传统中药(TCM)因其多成分、多靶点的整体调节优势,逐渐展现出独特潜力。
在这一背景下,研究人员开发了新型中药复方聪耳明目汤(Congerjingming Decoction, CD),该方由磁石、珍珠母等16味药材组成。为揭示其作用机制,研究团队创新性地采用网络药理学与分子对接相结合的策略,通过TCMSP和Swiss Target Prediction数据库筛选CD的活性成分及靶点,结合GeneCards获取SNHL相关靶点,构建"药物-成分-靶点-疾病"交互网络。运用STRING数据库进行蛋白质互作(PPI)分析,DAVID平台完成GO和KEGG通路富集,并采用AutoDock Vina进行分子对接验证。体外实验则通过CCK-8法评估CD对顺铂(CP)诱导的HEI-OC1细胞损伤的保护作用。
筛选CD活性成分与SNHL相关靶点
通过系统分析中国药典,从CD的14味草药中鉴定出23种活性成分,包括芹菜素、山奈酚等。数据库检索获得277个CD潜在作用靶点和4497个SNHL相关靶点,Venn分析显示136个共同靶点,提示这些靶点可能是CD治疗SNHL的关键。
构建PPI与药物-靶点网络
PPI网络分析发现AKT1、TNF、TP53和CASP3等蛋白具有高度连接性,可能是核心治疗靶点。构建的316节点交互网络显示,芹菜素、山奈酚和葛根素是连接度最高的活性成分。
功能与通路富集分析
GO分析表明CD主要通过调控细胞凋亡、基因表达等生物学过程发挥作用。KEGG通路富集显示p53信号通路、PI3K-Akt信号通路和HIF-1信号通路显著富集,这些通路与氧化应激、细胞存活等SNHL关键病理过程密切相关。
分子对接验证
分子对接证实芹菜素与AKT1(ΔG=-9.8 kcal/mol)、TNF(ΔG=-9.8 kcal/mol)具有强结合力,主要通过疏水作用和氢键相互作用。葛根素与CASP3(ΔG=-8.6 kcal/mol)结合能最优,而山奈酚对AKT1(ΔG=-9.4 kcal/mol)显示高亲和力。
体外实验验证
细胞实验证实CD(10 mg/ml)可显著减轻CP诱导的HEI-OC1细胞活力损伤,并逆转CP导致的AKT1 mRNA表达下降,初步验证了网络药理学预测结果。
这项发表在《Letters in Drug Design》的研究首次系统阐明了CD通过多靶点、多通路协同作用对抗SNHL的分子机制。研究发现CD中的黄酮类成分可通过同时调控AKT1介导的细胞存活、TNF相关的炎症反应以及CASP3参与的凋亡过程,形成网络化治疗效应。这种"多成分-多靶点-多通路"的作用模式,正是中药整体调节优势的现代科学诠释,为开发基于中药的SNHL治疗策略提供了重要理论依据。
研究的创新性体现在三方面:一是首次将网络药理学与分子对接相结合系统解析CD的作用机制;二是发现PI3K-Akt/p53信号通路交叉调控可能是CD治疗SNHL的核心机制;三是通过体外实验验证了关键靶点AKT1的调控作用。这些发现不仅为CD的临床应用提供了科学依据,也为其他中药复方的机制研究提供了方法学参考。
当然,该研究也存在一些局限,如未考察成分间的协同效应、缺乏体内实验验证等。未来研究可进一步优化CD的组分比例,提高活性成分的生物利用度,并通过动物模型验证其治疗效果。随着精准医学的发展,这种基于网络药理学的多靶点治疗策略,或将为复杂疾病的干预开辟新途径。
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