基于网络药理学-代谢组学联用技术揭示蓝萼甲素通过α-亚麻酸代谢通路抑制非小细胞肺癌的多靶点作用机制

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Biochemical and Biophysical Research Communications 2.5

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  本研究针对非小细胞肺癌(NSCLC)治疗瓶颈,整合网络药理学、细胞代谢组学(UPLC-QTOF-MS)、分子对接与动力学模拟技术,首次系统阐明传统中药蓝萼甲素(GLA)通过调控PTGS2/PLA2G15/EGFR等核心靶点干预α-亚麻酸代谢通路的关键作用机制。研究不仅为中药多靶点治疗NSCLC提供理论依据,更为天然抗肿瘤药物开发开辟新思路。

  

肺癌长期占据全球癌症死亡率首位,其中非小细胞肺癌(NSCLC)占比高达85%。尽管现有治疗手段包括手术、放化疗和靶向治疗等,但患者5年生存率仍不理想。传统中药因其多组分、多靶点特性逐渐成为研究热点,其中蓝萼甲素(GLA)作为唇形科植物蓝萼香茶菜的主要活性成分,虽在胃癌、骨肉瘤等多种癌症中显示抗肿瘤潜力,但其抗NSCLC机制尚未系统阐明。河北省农林科学院科技创新人才建设项目支持的研究团队在《Biochemical and Biophysical Research Communications》发表的研究,通过创新性整合计算生物学与实验验证体系,首次揭示GLA干预NSCLC的分子网络。

研究采用四大关键技术:网络药理学预测药物-疾病共同靶点;基于UPLC-QTOF-MS的细胞代谢组学分析差异代谢物;分子对接评估GLA与核心靶点结合能力;分子动力学模拟验证复合物稳定性。实验选用人肺腺癌A549细胞系作为NSCLC模型。

关键研究发现

  1. 共同靶点筛选:从104个GLA作用靶点与816个NSCLC相关靶点中筛选出29个共同靶点,经拓扑分析确定PTGS2(前列腺素内过氧化物合酶2)、PLA2G15(磷脂酶A2)和EGFR(表皮生长因子受体)为核心靶标。

  2. 代谢通路解析:代谢组学鉴定出46种差异代谢物,富集分析显示GLA显著影响α-亚麻酸代谢和牛磺酸代谢通路。其中α-亚麻酸作为必需脂肪酸,其代谢紊乱与肿瘤进展密切相关。

  3. 分子互作验证:分子对接显示GLA与PTGS2结合能达-8.7 kcal/mol,与EGFR结合位点形成稳定氢键网络。100 ns分子动力学模拟证实GLA-靶蛋白复合物均方根偏差(RMSD)<2 ?,提示结合构象稳定。

  4. 多靶点协同机制:GLA通过同时抑制PTGS2(减少促炎介质生成)、调控PLA2G15(影响膜磷脂代谢)和阻断EGFR信号转导,三重干预α-亚麻酸代谢网络,最终诱导肿瘤细胞凋亡。

研究意义
该研究突破传统单靶点研究模式,构建"中药成分-核心靶点-代谢通路"多维作用框架。特别值得注意的是,发现GLA对PTGS2的抑制作用可能减轻肿瘤微环境炎症,这为解释中药"祛邪扶正"特性提供分子依据。研究建立的网络药理学-代谢组学联用策略,为其他中药活性成分机制研究提供范式。未来可基于此开发针对α-亚麻酸代谢通路的联合用药方案,或通过结构改造提升GLA对EGFR的靶向性。

(注:文中所有专业术语如UPLC-QTOF-MS超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱、RMSD均方根偏差等均按原文标准标注;作者名Xueyi Chen等保留原始拼写格式;技术方法描述避免试剂细节而突出方法论创新)

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