《Letters in Drug Design & Discovery》：Identification of key targets and mechanisms of apigenin against pancreatic cancer via network pharmacology, weighted gene co-expression network analysis, and molecular docking
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差异表达分析鉴定出胰腺癌中3242个差异表达基因（DEGs）。多数据库整合、蛋白互作网络（PPI）和加权基因共表达网络分析（WGCNA）分析确定了CCNB1和USF1为关键靶点。分子对接验证了芹菜素与CCNB1（-8.3 kcal/mol）和USF1（-6.4
差异表达分析鉴定出胰腺癌中3242个差异表达基因（DEGs）。多数据库整合、蛋白互作网络（PPI）和加权基因共表达网络分析（WGCNA）分析确定了CCNB1和USF1为关键靶点。分子对接验证了芹菜素与CCNB1（-8.3 kcal/mol）和USF1（-6.4 kcal/mol）的稳定结合。简正模式分析（NMA）确认了芹菜素-CCNB1/USF1复合物的动态稳定性。
**论文解读：通过网络药理学、WGCNA和分子对接揭示芹菜素抗胰腺癌的关键靶点与机制**
**研究背景与问题**
胰腺癌（PC）是消化系统最致命的恶性肿瘤之一，以胰腺导管腺癌（PDAC）为主，其高度异质性、致密的免疫抑制性肿瘤微环境（TME）以及早期诊断困难导致5年生存率低于10%。现有标准治疗方案（手术、化疗）疗效有限，且靶向治疗仅适用于少数突变率低的患者。天然黄酮类化合物芹菜素（apigenin）因其广谱抗肿瘤活性、低毒性和高生物利用度而备受关注，但它在胰腺癌中的具体分子靶点、核心调控信号通路及与关键驱动基因的相互作用模式尚不清楚，严重阻碍了其从基础研究向临床应用的转化。因此，研究人员开展本研究，旨在通过系统性的生物信息学策略和实验验证，揭示芹菜素抗胰腺癌的关键靶点与潜在调控网络。
**研究内容与结论**
本研究采用网络药理学、加权基因共表达网络分析（WGCNA）、分子对接和简正模式分析（NMA）等计算策略，结合体外细胞实验，系统鉴定了芹菜素抗胰腺癌的关键靶点CCNB1（细胞周期蛋白B1）和USF1（上游转录因子1）。主要结论包括：芹菜素通过与CCNB1和USF1稳定结合（分子对接亲和力分别为-8.3 kcal/mol和-6.4 kcal/mol），下调其表达，从而抑制胰腺癌细胞增殖、诱导G2/M期阻滞和凋亡，且过表达CCNB1或USF1可逆转芹菜素的这些效应。该研究填补了芹菜素抗胰腺癌机制的知识空白，为后续临床转化、结构修饰和制剂优化提供了理论依据。论文发表在《Letters in Drug Design》。
**关键技术方法**
研究人员主要采用以下关键技术：1）差异表达分析（基于GEO数据库GSE43795数据集，包含26例胰腺癌组织和5例正常组织）；2）多数据库整合（GeneCards、SwissTargetPrediction）预测芹菜素靶点和胰腺癌相关基因；3）蛋白互作网络（PPI）分析和WGCNA（筛选与表型性状高度相关的基因模块）；4）分子对接（AutoDock Vina）和简正模式分析（iMODS服务器）评估结合稳定性；5）体外实验验证（qRT-PCR、Western blot、CCK-8、流式细胞术）在MIA PaCa-2和PANC-1细胞系中进行。
**研究结果**
**Differential expression analysis and functional enrichment of genes in PC**
通过差异表达分析鉴定出3242个差异表达基因（DEGs）。KEGG富集分析显示这些DEGs显著富集于“细胞周期”、“泛素介导的蛋白水解”、“蛋白酶体”和“癌症通路”等通路。GO分析表明富集于“细胞分裂”和“DNA模板转录调控”等生物过程，提示转录失调和细胞周期异常是胰腺癌进展的核心驱动因素。
**Identification and integration of apigenin-targeted PC-related genes via multi-database analysis**
通过韦恩图整合胰腺癌相关DEGs、GeneCards中胰腺癌相关基因和芹菜素预测靶点，获得30个重叠基因，代表芹菜素可能发挥抗胰腺癌作用的高置信度候选靶点。网络可视化显示这些基因间存在复杂相互作用，提示芹菜素作用于协调分子网络。
**PPI Network and functional enrichment of apigenin-PC-related core genes**
PPI网络分析获得29个核心基因，GO和KEGG富集分析显示这些核心基因显著参与“癌症通路”和“胰腺癌通路”，并富集于“蛋白结合”和“核质”等，表明这些靶点与胰腺癌发病机制直接相关。
**WGCNA network analysis and integration with PPI network to identify key modules and genes in PC**
WGCNA鉴定出与肿瘤/正常表型高度相关的3个模块（MEBlue、MEsalmon、MEpurple，共822个基因），与PPI核心基因交集后仅得到两个基因：CCNB1和USF1。这一通过两种独立计算方法（网络拓扑和共表达）的汇聚鉴定，强烈提示CCNB1和USF1为胰腺癌的关键节点。
**Molecular docking analysis of apigenin with core targets in PC**
分子对接显示芹菜素与CCNB1结合亲和力-8.3 kcal/mol，形成氢键（ARG-188）和疏水作用（LEU-218）；与USF1结合亲和力-6.4 kcal/mol，与VAL-220和SER-239相互作用，两者均优于阳性对照吉西他滨。此外，临床队列分析证实CCNB1和USF1在胰腺癌组织中转录水平上调，且芹菜素具有良好药代动力学特性（生物利用度评分0.55，高GI吸收）。
**NMA of apigenin-bound CCNB1 and USF1 complexes**
简正模式分析显示，芹菜素结合的CCNB1和USF1复合物具有有利的柔性谱、低第一特征值（稳定构象变化）和残基相关运动，表明芹菜素结合未引起主要构象失稳，支持生理条件下相互作用的可能性。
**CCNB1 and USF1 were upregulated in PC cells and mediated the anti-tumor effects of apigenin**
体外验证显示，与正常HPDE细胞相比，MIA PaCa-2和PANC-1细胞中CCNB1和USF1的mRNA和蛋白水平显著升高。芹菜素处理（50 μM）剂量依赖性地抑制细胞活力，显著增加凋亡并诱导G2/M期阻滞，同时降低CCNB1和USF1蛋白水平。过表达CCNB1或USF1可显著逆转芹菜素诱导的细胞活力抑制、凋亡诱导和G2/M期阻滞，建立了芹菜素抗肿瘤效应与靶向这两个核心调控因子之间的因果关系。
**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究通过系统策略揭示了芹菜素通过靶向CCNB1和USF1发挥抗胰腺癌作用的分子网络，这两种蛋白可能作为预测芹菜素反应的生物标志物。但存在局限性：差异表达分析基于单一不平衡数据集，需独立队列验证；缺乏体内实验证据；网络药理学预测需实验确认；芹菜素体内生物利用度低，需结构修饰或纳米制剂优化。**研究结论**：本研究通过整合分析策略系统鉴定了CCNB1和USF1为芹菜素抗胰腺癌的关键分子靶点。芹菜素与这两个靶点形成静态和动态稳定结合，可能通过调控细胞周期及其他致癌信号通路发挥抗胰腺癌作用。这些发现填补了芹菜素抗胰腺癌机制的知识空白，并贡献于网络药理学指导的天然产物研究和生物标志物驱动的精准肿瘤学范式。通过将CCNB1和USF1定位为治疗靶点和候选预测生物标志物，该工作为未来的临床转化、结构修饰和制剂优化奠定了理论基础。
