基于网络药理学与转录组测序技术揭示木犀草素治疗肝细胞癌的分子靶点及HIF-1α信号通路调控机制

本研究通过整合网络药理学预测、体外实验验证及转录组测序技术，系统解析天然黄酮类化合物木犀草素(LUT)抑制肝细胞癌(HCC)的分子机制。研究人员发现LUT通过靶向MMP9和SRC等关键基因，调控HIF-1α信号通路，显著抑制HCC细胞增殖、迁移并诱导细胞周期阻滞和凋亡。该研究为HCC的天然药物开发提供了新靶点和理论依据，论文发表于《Discover Oncology》。

　　

肝细胞癌(HCC)作为全球发病率第六、死亡率第二的恶性肿瘤，五年生存率仅为7%，临床治疗面临手术复发率高、化疗药物毒性大等挑战。天然黄酮类化合物因其低毒性和多靶点特性成为研究热点，其中木犀草素(LUT)已被证实具有广谱抗肿瘤活性，但其抗HCC的具体机制尚不明确。

北京大学肿瘤医院内蒙古医院（内蒙古医科大学附属肿瘤医院）的研究团队通过多组学联用策略，首次系统阐明了LUT通过HIF-1α信号轴抑制HCC的分子机制。研究采用网络药理学预测100个潜在靶点，结合体外实验证实LUT(40-90 μmol·L^-1)可剂量依赖性地抑制SMMC-7721和HepG2细胞活力，诱导S期/G0/G1期阻滞，并通过Transwell和划痕实验证明其显著降低侵袭迁移能力。转录组测序鉴定出975个差异表达基因(DEGs)，生物信息学分析锁定MMP9和SRC为核心靶点，实验验证其通过调控HIF-1α通路影响糖酵解关键酶PFKFB3、HK2等表达。

关键技术方法包括：1) 网络药理学筛选LUT-HCC共同靶点；2) IncuCyte实时活细胞分析系统监测增殖；3) 流式细胞术检测细胞周期与凋亡；4) RNA-seq转录组测序及生物信息学分析；5) GEPIA2数据库进行临床预后验证。

主要研究结果：

3.1 网络药理学

预测发现LUT可能通过AKT1、ESR1等靶点调控HIF-1α和FoxO等130条通路，其中MMP9在肿瘤组织中显著高表达(P<0.01)。

3.2 细胞增殖

LUT在25-135 μmol·L^-1范围内呈剂量依赖性抑制增殖，60 μmol·L^-1为最佳实验浓度。

3.3 细胞周期与凋亡

LUT使HepG2细胞S期增加12.7%(P<0.05)，SMMC-7721细胞G0/G1期升高19.3%，凋亡率最高达34.6%(P<0.01)。

3.4 细胞侵袭

90 μmol·L^-1 LUT处理使Transwell侵袭细胞数减少62%(P<0.01)。

3.7 转录组分析

筛选出62个核心DEGs，富集于糖酵解和HIF-1通路，其中PFKFB3、HK2等基因表达显著下调。

结论表明，LUT通过多靶点作用抑制HCC进展：1) 直接靶向MMP9降低其表达（HR=1.913，P<0.01）；2) 调控SRC(HR=16.927)和ESR1(HR=14.756)等预后相关基因；3) 通过HIF-1α通路抑制肿瘤糖酵解。该研究不仅为LUT的临床应用提供理论支撑，更揭示了天然化合物通过表观遗传调控miRNA-MMP9轴的新机制，为开发低毒抗HCC药物开辟了新途径。