柠檬（‘Liscia’品种和‘Rugosa’品种）中的植物化合物在抑制生物膜形成、干扰群体感应以及增强抗氧化防御机制方面的治疗潜力

《Scientific Reports》：Therapeutic potential of Citrus medica L. (cv. ‘Liscia’ and cv. ‘Rugosa’) phytocompounds targeting biofilm formation, quorum sensing, and antioxidant defense mechanisms

　　

摘要

微生物生物膜、群体感应介导的毒力以及氧化应激引发的炎症是相互关联的病理过程，它们在持续性感染和慢性疾病中起着关键作用。由于这些过程具有多因素特性，仅针对单一靶点的治疗方法往往无法带来长期效果。本研究采用了网络药理学与多层级计算分析相结合的方法，旨在阐明从柠檬属植物Liscia品种和Rugosa品种的精油中分离出的33种生物活性化合物所具有的抗生物膜、抗群体感应及抗氧化作用的分子机制。首先预测了可能的人类蛋白质靶点，并将其与与疾病相关的基因进行比对，最终得到了317个共同靶点，进一步通过蛋白质-蛋白质相互作用网络及核心基因分析对这些靶点进行了研究。功能富集分析表明，这些靶点在氧化应激反应、炎症反应的稳态维持、信号转导、细胞凋亡以及与膜相关的过程中发挥着重要作用。分子对接分析显示，香叶烯甲醚、香叶烯D、石竹烯氧化物和香芹酚与HSP90AA1、AKT1、TNF、IL6、IL1B和STAT3等核心蛋白之间存在较强且稳定的结合亲和力。通过主成分分析、二级结构分析以及分子动力学模拟进一步研究了HSP90AA1与香叶烯甲醚形成的复合物，发现该复合物属于最为稳定的复合物之一。基于密度泛函理论的分析表明，该候选化合物具有良好的电子性质和化学稳定性，而ADMET分析则显示其药代动力学参数合理且具备类似药物的特性。所有这些研究结果都表明，这类以柠檬属植物为来源的化合物可通过多靶点、多途径发挥作用，为治疗与生物膜相关的感染及氧化应激相关疾病提供了有力的计算模型。