基于网络药理学与分子动力学的土著草药复方治疗2型糖尿病机制研究

本研究针对2型糖尿病(T2DM)治疗中合成药物的局限性，通过整合网络药理学、分子对接和体外实验，系统评估了含甜菜叶、牛油果籽等四种尼日利亚传统草药的复方制剂。研究发现两种配方(A/B)能显著抑制α-淀粉酶(IC50=113.3-170.7μg/mL)和DPP-IV(IC50=150.9-194.7μg/mL)，关键活性成分槲皮素(quercetrin)、芦丁(rutin)通过调控EGFR/PI3K-Akt通路发挥多靶点作用，为传统医学现代化提供科学依据。

　　

在全球糖尿病患病率持续攀升的背景下，现有降糖药物如磺脲类和二甲双胍常伴随胃肠道反应、低血糖等副作用，而非洲传统医学(ACM)中混合植物配方的协同效应尚未得到科学验证。甜菜叶(Beta vulgaris)、牛油果籽(Persea americana)等植物虽在民间广泛使用，但其活性成分与作用机制仍属未知。这种知识断层严重制约了传统草药在现代医疗体系中的应用。

来自芬兰图尔库大学和尼日利亚鲍文大学的研究团队创新性地将计算生物学与实验验证相结合，对两种土著草药复方(配方A/B)展开系统研究。论文发表于《BMC Complementary Medicine and Therapies》，首次揭示这些复方通过多靶点调控网络发挥抗糖尿病作用的分子机制。

研究采用四大关键技术：1)高效液相色谱(HPLC-DAD)鉴定配方中的11种活性成分；2)体外酶抑制实验评估对α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶和DPP-IV的半数抑制浓度(IC₅₀)；3)网络药理学构建3238个T2DM相关靶点的蛋白互作网络(PPI)；4)分子动力学模拟(MD)分析配体-蛋白复合物稳定性。实验所用植物样本采集自尼日利亚阿多-埃基蒂地区，经林业研究所鉴定后制备成80%甲醇提取物。

研究结果

HPLC-DAD色谱分析

配方A含丁香酸、芦丁等6种成分，配方B含咖啡酸、杨梅素等7种成分，关键差异在于配方B特有的对香豆酸(p-coumaric acid)和甲基没食子酸。

体外降糖活性

配方A对α-淀粉酶抑制最强(IC₅₀=113.3±6.6μg/mL)，而配方B对α-葡萄糖苷酶抑制力超越标准药阿卡波糖(IC₅₀=15.0 vs 17.4μg/mL)。人包皮成纤维细胞实验证实两种配方在1949-7580μg/mL浓度内无细胞毒性。

网络药理学解析

119个共同靶点中，TNF-α、TP53、AKT1等核心靶点构成关键子网络。KEGG富集显示PI3K-Akt通路显著激活，这与胰岛素抵抗改善直接相关。分子对接证实杨梅素(myricetin)与α-淀粉酶(PDB:1B2Y)结合能达-9.1kcal/mol，通过Trp59的π-π堆积和Asp197的阴离子-π作用稳定结合。

分子动力学验证

100ns模拟显示芦丁-α-淀粉酶复合物RMSD(1.43?)比阿卡波糖更低，MM-GBSA计算结合自由能(-17.67kcal/mol)显著优于对照。TNF-α系统中，芦丁通过62个氢键使蛋白溶剂可及表面积(SASA)减少436?²。

结论与展望

该研究首次阐明非洲传统复方通过"多成分-多靶点-多通路"协同作用机制：1)酚酸类直接抑制碳水化合物水解酶；2)黄酮醇类调控PI3K-Akt和EGFR通路改善胰岛素信号传导；3)关键成分槲皮素兼具DPP-IV抑制(-7.9kcal/mol)和抗炎双重活性。这种整合计算模拟与体外验证的研究范式，不仅为ACM现代化提供模板，更为开发低副作用的多靶点抗糖尿病药物开辟新途径。未来需开展临床前毒理研究和人体试验以推动转化应用。