基于分子对接和动物实验的Cassytha filiformis促进伤口愈合作用机制研究:聚焦Caspase-3/8靶向调控

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Pharmacological Research - Modern Chinese Medicine CS3.4

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  本研究针对传统药用植物无根藤(Cassytha filiformis)的伤口愈合机制不明问题,通过体内外实验结合分子对接技术,发现其氯仿提取物通过调控Caspase-3/8(半胱天冬酶)靶点显著促进伤口愈合,5%浓度组在第16天实现100%伤口收缩,分子动力学模拟验证了quercetin 3-O-rutinoside与Caspase-3的稳定结合(ΔGbind=-75.04 kcal/mol),为开发植物源伤口治疗药物提供了新思路。

  

在传统医学与现代医疗的交叉领域,伤口愈合始终是困扰临床的难题。世界卫生组织数据显示,手术部位感染率在非洲剖宫产人群中高达20%,而现有治疗手段在资源匮乏地区往往难以普及。这种现实矛盾促使科学家将目光转向传统药用植物——无根藤(Cassytha filiformis),这种在华南地区被称为"无根藤"的寄生植物,虽在中医典籍中记载具有解毒生肌之效,但其分子机制始终笼罩在神秘面纱之下。

针对这一科学空白,来自中国的研究团队开展了一项整合多学科技术的研究。研究人员首先采用系统溶剂提取法获得石油醚、氯仿等四种极性递进提取物,通过大鼠切除/切口伤口模型发现5%氯仿提取物表现最为突出:不仅使伤口完全收缩时间缩短至16天,其425.5±4.89 g的 tensile strength(抗张强度)甚至超越标准药物framycetin(新霉素B)。在分子层面,研究团队运用GC-MS(气相色谱-质谱联用)鉴定出25种活性成分,并通过柱色谱分离得到关键化合物——伪金丝桃素(pseudohypericin),其分子式C30H16O9经核磁共振确认。

研究最精彩的部分在于计算生物学与实验数据的相互印证。AutoDock 4.2分子对接显示,提取物中的槲皮素-3-O-芸香糖苷(quercetin 3-O-rutinoside)与Caspase-3(凋亡执行蛋白)结合能达-11.9 kcal/mol,远超参照药物。通过100 ns分子动力学(MD)模拟,该复合物展现出稳定构象:RMSD(均方根偏差)维持在~2.3 ?,MM/GBSA(分子力学/广义波恩表面积)计算揭示结合主要依赖范德华力(-50.20 kcal/mol)和静电作用(-20.16 kcal/mol)。这些发现为解释传统药效提供了现代科学注脚——植物成分可能通过调控凋亡通路促进组织再生。

技术方法上,研究采用OECD 420指南完成急性毒性试验,确认提取物安全性(LD50>5000 mg/kg);通过切除/切口双模型评估伤口愈合效果;结合HPTLC(高效薄层色谱)和光谱技术进行成分鉴定;运用AutoDock 4.2和Schr?dinger Suite进行分子对接与动力学模拟;采用MM/GBSA方法计算结合自由能。

研究结果部分:
3.1 提取率
石油醚提取率最高(7.6%),氯仿与甲醇均为5.8%。

3.3 成分鉴定
从氯仿提取物分离的NC1成分经FTIR和13C-NMR确认为伪金丝桃素,其多个酚羟基(3348 cm-1)可能贡献抗氧化活性。

3.7 伤口愈合
5%氯仿组在第8天即实现74.2%伤口收缩,显著优于对照组(47.1%);切口模型中的 tensile strength 达425.5±4.89 g,体现卓越的组织修复能力。

3.8 分子对接
60种成分筛选中,槲皮素-3-O-芸香糖苷对Caspase-3/8的 binding score 分别为-11.9/-8.1 kcal/mol,关键氢键涉及ASP B:503(2.04 ?)等残基。

3.9 MD模拟
复合物的Rg(回转半径)稳定在4.8-5.4 ?,PCA(主成分分析)显示主导运动集中于PC1≈20区域,证实构象稳定性。

讨论部分揭示了传统知识与现代科学的完美融合:伪金丝桃素通过抑制蛋白激酶C(IC5015μg/mL)和前列腺素通路发挥抗炎作用,而槲皮素衍生物则可能通过稳定 Caspase 三维结构(α-螺旋占比>90%)调控细胞凋亡。值得注意的是,尽管香港曾报道过无根藤汤剂中毒案例,但本研究证实其提取物在5000 mg/kg剂量下仍显示安全性,这种差异可能源于毒性成分gelsemium alkaloids(钩吻生物碱)在提取过程中的去除。

这项发表在《Pharmacological Research - Modern Chinese Medicine》的研究,不仅为无根藤的临床应用提供了科学依据,更开创性地建立了从传统验方到分子靶点的完整证据链。特别是将MD模拟与传统药理相结合的策略,为其他中药研究提供了可借鉴的范式。未来研究若能聚焦标准化提取工艺和慢性伤口模型,或将加速这一古老植物向现代药物的华丽转身。

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