基于PI3K-Akt通路激活端粒酶的广藿香植物抗衰老机制计算生物学研究

本研究针对皮肤衰老过程中端粒酶活性抑制的关键问题，通过计算生物学方法揭示了广藿香植物(Pogostemon cablin Benth.)通过PI3K-Akt通路激活AKT1、HSP90AA1等靶点蛋白的分子机制。采用网络药理学、分子对接和分子动力学模拟技术，证实其活性成分可稳定结合端粒酶相关蛋白，为天然抗衰老化妆品开发提供新靶点。

　　

随着全球老龄化加剧，皮肤衰老机制研究成为热点。紫外线辐射产生的活性氧(ROS)会加速端粒缩短，而端粒作为染色体末端的"保护帽"，其长度维持依赖端粒酶(Telomerase)活性。但皮肤细胞中端粒酶通常处于沉默状态，导致传统抗衰老手段难以从根本上延缓细胞衰老进程。广藿香植物作为传统药用资源，虽已知具有抗氧化等活性，但其是否通过端粒酶激活途径发挥抗衰老作用尚不明确。

马来西亚国立大学（Universiti Kebangsaan Malaysia）的研究团队在《Computational Biology and Chemistry》发表的研究，创新性地采用多维度计算生物学方法。首先通过数据库挖掘获取广藿香66种活性成分的SMILES结构，运用SWISSTarget和SuperPRED预测靶点；继而采用GeneCards筛选皮肤光老化相关靶标，构建"成分-靶点-通路"网络；最后通过AutoDock进行分子对接，并采用GROMACS进行100 ns分子动力学模拟验证结合稳定性。

关键研究发现

1. 活性成分靶标预测：从广藿香中鉴定出α-广藿香烯等66种活性成分，预测到795个潜在作用靶点，与292个皮肤光老化靶点存在47个交集靶标。

2. 网络药理学分析：KEGG富集显示PI3K-Akt是核心通路，关键靶点AKT1(蛋白激酶B)和分子伴侣HSP90AA1/AB1与端粒酶激活显著相关。

3. 分子相互作用验证：

   • 分子对接显示α-广藿香烯与AKT1结合能达-8.7 kcal/mol
   • 动力学模拟证实复合物RMSD<2?，氢键占有率>75%，结合构象稳定

4. 作用机制阐释：广藿香成分通过稳定HSP90-端粒酶复合物，促进AKT1磷酸化，最终激活PI3K-Akt信号级联反应。

研究意义
该研究首次从计算生物学角度阐明广藿香抗衰老的新机制：不同于传统抗氧化途径，其可通过PI3K-Akt-HSP90信号轴激活端粒酶。分子动力学模拟证实活性成分与靶蛋白的长期稳定结合，为后续开发靶向端粒酶的天然抗衰老制剂奠定理论基础。值得注意的是，研究团队在讨论部分强调，虽然计算结果显著，仍需通过细胞实验验证实际促端粒酶活性效果，这为后续转化研究指明了方向。