基于VEGF/p38MAPK/HSP27促肿瘤炎症通路的靶向药物筛选：白花败酱草活性成分鉴定与成药性评价

本研究通过整合网络药理学分析与体内实验，首次系统鉴定并验证了VEGF/p38MAPK/HSP27信号轴在结直肠癌（CRC）促肿瘤炎症中的核心作用。研究从传统中药白花败酱草（PV）中筛选出芦丁、异荭草苷和4,5-二咖啡酰奎宁酸等活性成分，通过分子对接、微尺度热泳动（MST）和分子动力学（MD）模拟证实其与关键靶点的高亲和力结合，为靶向炎症微环境的抗肿瘤药物开发提供了新策略。

　　

研究背景

结直肠癌（CRC）作为全球癌症相关死亡的第二大诱因，其发生发展与慢性炎症微环境密切相关。p38丝裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）作为MAPK家族核心成员，通过调控血管内皮生长因子（VEGF）和热休克蛋白27（HSP27）形成信号级联，在炎症-肿瘤转化中发挥枢纽作用。传统中药白花败酱草（Patrinia villosa, PV）具有显著抗炎活性，但其调控p38MAPK通路的具体机制尚未阐明。

材料与方法

研究建立AOM/DSS诱导的CRC小鼠模型，通过5-氟尿嘧啶（5-Fu）和p38MAPK抑制剂SB203580的对照实验，结合超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）分析PV化学成分。采用网络药理学筛选潜在靶点，通过分子对接和微尺度热泳动（MST）验证活性成分与VEGF/p38MAPK/HSP27的结合特性，并利用100 ns分子动力学（MD）模拟评估复合物稳定性。

关键发现

1. 体内药效验证：PV提取物（58.5 mg/kg）显著改善CRC小鼠体重减轻（p<0.01）、降低疾病活动指数（DAI）和肿瘤数量（p<0.01），其与SB203580联用效果优于单药治疗。Western blot显示联合组对p-p38MAPK/p38MAPK、p-HSP27^Ser82/HSP27的抑制率达62.3%，同时激活Caspase-9/Caspase-3凋亡通路。

2. 活性成分鉴定：从PV中鉴定出15种入血成分，其中芦丁、异荭草苷和4,5-二咖啡酰奎宁酸（4,5-Dicqa）含量最高（分别占血浆成分的23.7%、18.4%和15.2%）。分子网络分析揭示这些成分通过羟基和羧基与靶点形成氢键网络。

3. 靶点相互作用：分子对接显示4,5-Dicqa与p38MAPK的ARG-173结合能达-9.8 kcal/mol，芦丁与HSP27的THR-31形成双氢键（距离1.8?）。MST实验证实三者与VEGF的K_d值分别为2.37 μM、3.15 μM和1.89 μM。

4. 动态稳定性：MD模拟中所有复合物RMSD波动小于0.3 nm，其中4,5-Dicqa-p38MAPK体系在20 ns后保持0.15 nm的稳定偏差，提示结合构象高度稳定。

机制解析

研究揭示PV通过三重调控机制发挥作用：

• 上游调控：抑制VEGF-CDC42-ASK1轴，阻断MKK3/MKK6磷酸化（p<0.01）

• 核心干预：降低p38MAPK Thr¹⁸⁰/Tyr¹⁸²磷酸化水平（模型组vs联合组：3.2倍差异）

• 下游效应：减弱MAPKAPK2介导的HSP27^Ser82磷酸化，最终激活Caspase级联反应

研究意义

该工作首次建立PV活性成分-靶点-通路的完整调控网络，提出的"成分共享结合位点"理论（如SB203580与4,5-Dicqa共同作用于p38MAPK的ATP结合口袋）为多靶点药物设计提供新思路。筛选出的黄酮类成分具有口服生物利用度高（OB>30%）、类药性评分>0.8等优势，具备转化医学价值。未来研究需在类器官模型和临床前试验中进一步验证其疗效。