四棱豆果实(Tetrapleura tetraptera)通过多靶点调控关键信号通路展现抗前列腺癌潜力:网络药理学、分子对接与动力学及体外研究

【字体: 时间:2025年06月26日 来源:Journal of Ethnopharmacology 4.8

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  本研究针对前列腺癌治疗中天然药物开发的需求,通过整合网络药理学、分子对接和分子动力学模拟技术,系统评估了非洲传统药用植物四棱豆(TT)的抗癌潜力。研究发现其水提物具有显著抗氧化活性(EC50=83.46±1.07 μg/mL),乙酸乙酯提取物对PC3和LNCaP细胞系展现强效细胞毒性(IC50分别为5.39±1.24和8.38±1.27 μg/mL),并首次揭示木犀草素(luteolin)与MMP9/AR、东莨菪素(scopoletin)与ERBB2的稳定结合机制,为开发多靶点抗前列腺癌药物提供了新思路。

  

前列腺癌作为男性第二大常见恶性肿瘤,每年导致全球约37.5万人死亡。当前治疗面临三大困境:传统化疗药物如紫杉醇(paclitaxel)存在严重副作用;天然活性成分如姜黄素(curcumin)存在生物利用度低的问题;而激素治疗易产生耐药性。在此背景下,非洲传统药用植物四棱豆(Tetrapleura tetraptera,TT)因其丰富的黄酮类和酚类成分引起研究者关注,但科学验证其抗癌机制仍是空白。

加纳大学等机构的研究团队在《Journal of Ethnopharmacology》发表的研究,首次采用"干湿结合"的研究策略:通过体外实验测定TT不同部位提取物的抗氧化能力(DPPH法)和细胞毒性(MTT法);结合网络药理学构建"成分-靶点-通路"网络;运用分子对接(autodock vina)和分子动力学模拟(GROMACS)验证关键相互作用。研究不仅证实了传统用药的科学性,更发现了TT通过多靶点协同作用对抗前列腺癌的创新机制。

抗氧化与细胞毒活性分析
水提物展现最强DPPH自由基清除能力(EC50 83.46±1.07 μg/mL),与总酚含量呈正相关。值得注意的是,乙酸乙酯提取物对雄激素敏感型LNCaP(IC50 8.38±1.27 μg/mL)和耐药型PC3(IC50 5.39±1.24 μg/mL)细胞均显示优异选择性指数(SI>4),提示其既能杀伤癌细胞又对正常细胞毒性较低。

网络药理学揭示作用网络
筛选出的7个关键活性成分(包括木犀草素、东莨菪素等)与56个前列腺癌靶点形成复杂调控网络。拓扑分析识别出MAPK1、AKT1、TP53等核心靶点,富集分析显示这些靶点显著富集于MAPK、PI3K-AKT和p53信号通路——这三个通路正是调控癌细胞增殖、凋亡和转移的关键枢纽。

分子相互作用验证
分子对接显示木犀草素与基质金属蛋白酶9(MMP9)结合能达-9.1 kcal/mol,优于临床药物多西他赛(docetaxel)。200 ns分子动力学模拟证实,东莨菪素与ERBB2形成的氢键网络在模拟过程中保持稳定(RMSD<2?),其结合模式可干扰该致癌蛋白的二聚化。

这项研究的意义在于三个方面:科学验证了TT传统用药的抗癌功效;揭示了其通过同时调控MAPK/PI3K-AKT/p53多重通路发挥作用的创新机制;发现的木犀草素-MMP9/AR、东莨菪素-ERBB2相互作用为后续药物设计提供了精确模板。研究者特别指出,TT提取物相比单一靶点药物可能更不易诱发耐药性,但其临床应用仍需解决标准化提取和体内代谢等挑战。该成果不仅为前列腺癌治疗提供了新候选药物,也为其他非洲传统药物的现代化研究提供了方法论参考。

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