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基于网络药理学与分子对接技术的大黄治疗宫颈癌作用机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月18日 来源:Scientific Reports 3.9
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本研究通过整合网络药理学与分子对接技术,系统解析中药大黄治疗宫颈癌的多成分-多靶点-多通路作用机制。研究人员筛选出23种活性成分(如大黄酚chrysophanol等),发现其通过调控EGFR、AKT1等106个共同靶点,显著富集于PI3K-AKT、ESR介导信号通路等关键通路。分子对接验证核心成分与靶点结合活性(如AKT1-大黄酚结合能达-10.7 kcal/mol),为中药抗宫颈癌研究提供新思路。
宫颈癌作为全球女性第四大高发恶性肿瘤,每年新增病例约50万例,其中人乳头瘤病毒(HPV)持续感染是主要致病因素。尽管宫颈癌筛查和HPV疫苗接种已广泛应用,但该疾病仍具有高死亡率(年死亡30万例)和年轻化趋势。当前手术联合放疗的中晚期治疗方案存在不良反应大、预后差等问题,而免疫治疗和靶向治疗则面临价格昂贵、副作用明显等挑战。在此背景下,具有"增效减毒"优势的中药逐渐受到关注。
传统中药大黄(Rhubarb)作为蓼科植物掌叶大黄或唐古特大黄的干燥根茎,已被证实具有抗炎、抗肿瘤等多重药理活性。既往研究表明其对肝、肺、结直肠等多种癌症具有抑制作用,但其治疗宫颈癌的具体分子机制尚未阐明。为解决这一科学问题,研究人员采用计算机模拟技术开展系统性研究。
本研究通过TCMSP和HERB数据库筛选大黄活性成分(OB≥30%且DL≥0.18),结合SEA和Swiss TargetPrediction预测靶点;整合OMIM、GeneCards等四大疾病数据库获取宫颈癌相关靶点。运用STRING构建蛋白质互作网络(PPI),通过Cytoscape进行拓扑分析筛选核心靶点。采用DAVID和REACTOME数据库进行GO功能与KEGG通路富集分析,最后通过AutoDock Vina进行分子对接验证。
活性成分与靶点筛选
获得23个活性成分(如3,5',3'-三羟基-6,7,4'-三甲氧基黄酮、大黄酚等)及106个共同靶点。构建的"药物-成分-靶点"网络包含129个节点和610条边,揭示大黄多靶点作用特征。

PPI网络与核心靶点
PPI网络显示104个节点和1886条相互作用边。通过CytoHubba筛选出18个核心靶点,包括ESR1、AKT1、EGFR等。MCODE聚类分析识别出7个重要功能模块。

通路富集分析
GO分析显示靶点显著富集于蛋白磷酸化(BP)、ATP结合(MF)等过程。KEGG分析揭示PI3K-AKT、HIF-1等20条关键通路,其中ESR介导信号通路P值达3.89E-15。

分子对接验证
核心成分大黄酚与AKT1结合能达-10.7 kcal/mol,形成THR-211等关键氢键。30组对接结果平均结合能为-7.74 kcal/mol,证实预测结果的可靠性。

该研究首次系统揭示大黄通过多成分协同调控ESR1、AKT1等靶点,干预PI3K-AKT和ESR介导信号通路治疗宫颈癌的分子机制。特别发现大黄酚与AKT1的强结合活性,为ESR信号通路与PI3K/AKT串话(crosstalk)在宫颈癌治疗中的作用提供新证据。尽管存在分子对接静态分析的局限性,但该研究为中药现代化研究提供范式,也为开发抗宫颈癌中药复方奠定理论基础。未来需通过分子动力学模拟和体内外实验进一步验证,推动中药抗肿瘤研究的临床转化。
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