基于计算机模拟的药用植物活性成分治疗消化性溃疡的分子机制研究

本研究针对传统药物治疗消化性溃疡(PUD)存在的副作用和耐药性问题，通过计算机模拟(in-silico)方法系统评估了15种植物活性成分(包括黄酮类、生物碱和精油)与H2受体、β-肾上腺素能GPCR及细胞因子受体(IL-6/17/23)的相互作用。结果显示芦丁(rutin)与IL-23结合能达-11.105 kcal/mol，分子动力学模拟证实复合物稳定性，ADMET分析显示良好药代特性，为开发新型抗溃疡植物药提供了理论依据。

　　

消化性溃疡(PUD)作为全球高发的消化道疾病，其治疗长期面临抗生素耐药性、药物副作用和复发率高等挑战。传统质子泵抑制剂(PPI)和H₂受体拮抗剂虽能抑制胃酸分泌，但可能引起骨质疏松、感染风险增加等不良反应。更棘手的是，幽门螺杆菌(H. pylori)对抗生素的耐药率已从10年前的10%飙升至30-40%，使得标准三联疗法有效率降至70%。面对这一困境，药用植物中富含的黄酮类(flavonoids)、生物碱(alkaloids)和精油(essential oils)因其多靶点作用机制和较低毒性，成为抗溃疡药物开发的新希望。

为系统评估植物活性成分的治疗潜力，研究人员采用计算机辅助药物设计(CADD)技术，重点研究15种代表性化合物与关键靶点的相互作用。通过分子对接发现，芦丁(rutin)与IL-23受体(3QWR)结合能达-11.105 kcal/mol，形成6个氢键；而临床常用药泮托拉唑(pantoprazole)结合能为-7.810 kcal/mol。黄酮类化合物通过抑制促炎细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6的表达，同时上调保护性因子NO和胃黏液分泌，展现出多重抗溃疡机制。

研究采用的关键技术包括：1) 从PubChem获取15种活性成分的2D结构；2) 使用Schr?dinger Suite进行蛋白质(8YN3、2RH1等)预处理和分子对接；3) 100 ns分子动力学(MD)模拟评估复合物稳定性；4) SwissADME和pkCSM预测药代动力学参数。

分子对接结果显示：黄酮类中芦丁、橙皮苷(hesperidin)和槲皮素(quercetin)对IL-17(6HGO)的抑制活性(-5.835至-7.320 kcal/mol)优于传统药物法莫替丁(-4.660 kcal/mol)。生物碱异紫堇定(isocorydine)通过结合Asp-82抑制H⁺/K⁺-ATPase，其效果与奥美拉唑相当。精油成分α-松油醇(α-terpineol)和薄荷醇(menthol)则通过激活TRPM8受体减轻炎症，在50 mg/kg剂量下对乙醇诱导的溃疡保护率达72-88%。

ADMET分析揭示：除芦丁(分子量610 Da)等少数成分外，多数化合物符合Lipinski五规则。黄酮类肠道吸收率74-97%，但血脑屏障透过性(logBB<-1)较低，提示外周作用优势。值得注意的是，槲皮素和尼古丁(nicotine)可能抑制CYP1A2酶，而橙皮苷和薄荷醇则显示出更优的安全性谱。

分子动力学模拟证实：芦丁-3QWR复合物在100 ns模拟中保持稳定，RMSD<2.5 ?，半径回旋(Rg)值2.72 ?，溶剂可及表面积(SASA)172 ?²。关键相互作用包括Ser-204的氢键和Leu-107的疏水作用，这些发现通过相互作用指纹图谱得到验证。

这项研究首次系统比较了植物活性成分与传统抗溃疡药物在分子层面的作用差异，证实黄酮类(特别是芦丁和橙皮苷)通过多重机制(抗氧化、抗炎、抗菌)发挥治疗优势。虽然部分成分存在分子量超标或肝毒性风险，但计算机筛选出的先导化合物为开发新型抗溃疡制剂提供了重要线索。未来研究可结合体外实验和临床前模型，进一步验证这些植物衍生物在溃疡愈合和H. pylori根除中的协同效应。论文发表在《In Silico Research in Biomedicine》，为天然药物开发提供了理论框架和方法学参考。