黄芪活性成分调控结直肠癌关键靶点的生物信息学机制研究

本研究针对结直肠癌(CRC)治疗需求，通过整合传统中药系统药理学数据库和癌症基因组图谱(TCGA)数据，系统解析了黄芪(Astragalus membranaceus)20种活性成分及其1403个靶基因。研究筛选出2300个差异表达基因和3035个枢纽基因，鉴定出86个关键差异靶基因(DTGs)，揭示828个GO生物过程、184个分子功能及46条KEGG通路。创新性构建了45对mRNA-TF调控网络、101对miRNA-mRNA互作及200个miRNA-mRNA-TF三元组，并通过分子对接验证了槲皮素与F2/UGT1A1、甲酸与FGA/AHSG/KNG1的结合特性，为CRC精准用药提供了新依据。

　　

这项开创性研究运用多组学联析策略，深度挖掘了传统中药黄芪在结直肠癌(CRC)治疗中的分子机制。通过系统药理学方法筛选出20种具有抗癌潜力的黄芪活性成分，包括明星化合物槲皮素(quercetin)和甲酸(formic acid)。借助TCGA数据库，研究人员绘制了CRC患者基因表达谱，锁定2300个差异表达基因和3035个枢纽基因。

巧妙整合中药靶标与肿瘤差异基因后，86个关键差异靶基因(DTGs)浮出水面。这些基因涉及凝血因子F2、药物代谢酶UGT1A1₁以及血浆蛋白FGA/AHSG/KNG1等重要靶点。功能富集显示，这些DTGs显著富集于828条生物过程、184种分子功能，并激活46条癌症相关信号通路，如PI3K-Akt和Wnt通路。

研究亮点在于构建了多维调控网络：45对mRNA-转录因子(TF)调控关系、101对miRNA-mRNA互作模块，以及200个复杂的miRNA-mRNA-TF三元调控网络。Autodock Vina分子对接证实，槲皮素与F2/UGT1A1、甲酸与FGA/AHSG/KNG1具有优越的结合特性，结合能均<-5kcal/mol，为中药成分抗癌机制提供了结构生物学证据。

这项研究不仅解码了黄芪"多成分-多靶点-多通路"的抗癌作用网络，更为CRC精准治疗提供了可量化的生物标志物和潜在干预靶点，架起了传统中药与现代精准医学的桥梁。