摘要
癌症依然是全球范围内导致疾病和死亡的主要原因之一，这凸显出需要安全有效的疗法来针对多种致癌途径。肉桂（肉桂属植物）含有多种具有抗氧化和抗癌作用的生物活性植物化学物质；不过，它们与关键癌症相关信号蛋白的相互作用尚未得到全面研究。在本研究中，采用计算模拟与初步实验相结合的方法，研究了四种主要的肉桂植物化学物质，即肉桂醛、丁子香酚、侧柏酮和肉桂酸。使用AutoDock Vina（v1.2.7）、Smina（v2020.12.10）和GNINA（v1.3.3）软件，通过共识分子对接技术，研究了这些物质与磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）、核因子κB（NF-κB）以及雷帕霉素靶蛋白（mTOR）的相互作用。除了分子对接分析外，还进行了蛋白质-配体相互作用分析、药代动力学和毒性预测（ADMET分析），并对选定的mTOR-侧柏酮复合物进行了100纳秒的分子动力学模拟及MM/GBSA结合自由能分析。此外，还通过体外抗氧化试验以及针对HCT-116和HT-29结直肠癌细胞的MTT试验，评估了粗制甲醇肉桂皮提取物的抗氧化活性和细胞毒性。共识对接分析表明，这四种植物化学物质都能与所选的蛋白质靶点发生相互作用，但不同化合物的结合特性存在差异。丁子香酚与PI3K的结合潜力相对较高，侧柏酮与NF-κB的对接得分最低，而肉桂酸在PI3K、NF-κB和mTOR上的结合特性则相对较为一致。ADMET分析显示，所有化合物都符合药物的基本特征，且具有预期的口服生物利用度，不过有些化合物可能存在与细胞色素P450的相互作用以及肝毒性。分子动力学模拟表明，所选的mTOR-侧柏酮复合物在整个模拟过程中保持着稳定的结合状态，而MM/GBSA分析得出的结合自由能值仅为ΔG_bind = ?4.70 ± 8.20千卡/摩尔，由于能量值存在波动，这一结果需谨慎解读。粗制甲醇肉桂皮提取物具有抗氧化活性，且能以浓度依赖的方式降低HCT-116和HT-29结直肠癌细胞的存活率。总体而言，这些研究结果为肉桂衍生的植物化学物质与癌症相关信号蛋白之间的潜在相互作用提供了计算预测，也与初步观察结果一致，即粗制肉桂提取物在结直肠癌细胞中具有抗氧化活性和细胞毒性。不过，这些计算分析并未证明这些物质能够直接抑制PI3K/NF-κB/mTOR信号通路，而且生物试验是用粗制提取物而非纯化的植物化学物质进行的。因此，需要进一步使用纯化后的化合物、进行生化靶点验证、特定的细胞分析以及体内模型研究，才能确定所预测的蛋白质-配体相互作用是否真的有助于产生观察到的生物活性。
