基于网络药理学与体内验证探究木犀草素调控PI3K/AKT通路抗低压缺氧脑损伤的分子机制

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:European Journal of Pharmacology 4.2

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  本研究针对高原低压缺氧(HH)引发的脑损伤(HHBI)缺乏特效药物的问题,通过整合网络药理学、分子对接和动物实验,首次揭示天然黄酮化合物moslosooflavone通过激活PI3K/AKT信号通路,显著减轻氧化应激、炎症和细胞凋亡,为开发新型HHBI治疗策略提供理论依据。

  

高原地区约占地球陆地面积的25%,全球约14亿人生活在海拔2500米以上区域。低压缺氧(HH)作为高原环境的特征性挑战,可导致脑、心、肺等多器官损伤。由于大脑的高代谢特性和氧依赖性,HH尤其容易引发高原头痛、急性高山病(AMS)和高原脑水肿(HACE)等神经系统并发症。尽管低压缺氧性脑损伤(HHBI)的病理机制研究已取得进展,但因分子机制复杂且影响因素众多,目前临床仍缺乏特异性治疗药物和标准化预防措施。

西安交通大学第一附属医院的研究团队聚焦天然活性成分moslosooflavone(5-羟基-7,8-二甲氧基黄酮),这项发表于《European Journal of Pharmacology》的研究创新性地采用网络药理学结合体内验证的策略,首次系统阐明该化合物通过PI3K/AKT信号通路发挥神经保护作用的分子机制。

研究团队运用网络药理学筛选潜在靶点,通过STRING数据库构建蛋白质互作网络(PPI),利用DAVID数据库进行GO和KEGG通路富集分析,并采用AutoDock Vina进行分子对接验证。体内实验通过建立HHBI小鼠模型,检测p-PI3K/p-AKT蛋白表达及氧化应激指标(H2O2、SOD、MDA、GSH),结合病理学分析和凋亡标志物(Caspase-3/9)检测,使用PI3K/AKT抑制剂LY294002进行反向验证。

主要研究结果

  1. 靶点预测与验证:鉴定出78个共同靶点,ALB、AKT1、HIF1A、ESR和HSP90AA为核心靶点。分子对接显示moslosooflavone与PI3K/AKT1具有强结合亲和力。
  2. 通路分析:KEGG富集揭示PI3K/AKT是主要作用通路,该通路在调节氧化应激、炎症和凋亡中起关键作用。
  3. 体内实验验证:moslosooflavone显著上调脑组织p-PI3K/p-AKT表达,改善病理损伤,降低H2O2和MDA水平,提升SOD和GSH活性,抑制Caspase-3/9活化。LY294002可逆转上述保护效应。

结论与意义
研究证实moslosooflavone通过激活PI3K/AKT通路,形成多靶点协同作用:①减轻氧化损伤(调控SOD/GSH系统);②抑制NF-κB介导的炎症反应;③阻断线粒体凋亡途径。该发现不仅为HHBI提供了新型候选药物,更创新性地建立了“天然化合物-关键靶点-信号通路”的完整研究范式。局限性在于靶点筛选依赖数据库预测,未来需通过基因敲除等实验进一步验证。军事后勤科研项目(2023HQZZ-02)和院级基金(2022MS-11)的支持为成果转化奠定基础,对高原医学和神经保护药物开发具有重要指导价值。

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