《Pharmacological Research - Modern Chinese Medicine》：Unveiling the Molecular Mechanisms of Zhuang Medicine in Liver Cancer Treatment: From Active Ingredient Screening to Diosgenin-Mediated Targeted Regulation
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本研究旨在阐明壮药治疗肝癌(LC)的潜在分子机制。通过整合网络药理学、WGCNA及分子对接分析，研究人员筛选出薯蓣皂苷元等关键活性成分及其作用靶点(CAT、NR1I2、NR3C2)，并利用细胞实验验证了薯蓣皂苷元可剂量依赖性地抑制肝癌Hepa1-6细胞的增殖与迁移，为开发源于壮药的抗肿瘤先导化合物提供了重要理论基础。
论文解读
肝细胞癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，其发生发展与病毒性肝炎、黄曲霉毒素暴露等多种因素密切相关。尽管现代医学在肝癌治疗方面取得了显著进展，例如手术切除、射频消融和肝移植等，但这些疗法的效果往往受到肿瘤晚期诊断、高复发率及治疗毒副作用的限制，患者的长期生存率仍不理想。因此，寻找高效、低毒的新型治疗策略成为当务之急。中医药，特别是具有独特理论体系和丰富实践经验的壮医药，在长期的临床应用中显示出治疗肝病的潜力。然而，壮药治疗肝癌的科学内涵与具体作用机制尚不明确，阻碍了其现代化和国际化进程。在此背景下，一项发表在《Pharmacological Research - Modern Chinese Medicine》上的研究，系统探索了壮药治疗肝癌的活性成分及其分子机制，为开发新型抗癌药物提供了线索。
为了回答壮药如何对抗肝癌这一问题，研究人员运用了整合生物信息学与实验验证的策略。主要技术方法包括：利用中国知网(CNKI)和壮药图谱筛选高频率壮药；基于TCMSP数据库，依据口服生物利用度(OB)和类药性(DL)标准筛选活性成分；从GEO数据库获取GSE14520数据集，筛选肝细胞癌的差异表达基因(DEGs)；整合GeneCards、OMIM等多个疾病数据库构建肝癌靶点基因集；运用Cytoscape软件构建“成分-靶点”网络和蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络；利用DAVID数据库进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析；采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)鉴定与临床特征相关的核心模块基因；通过AutoDock软件进行分子对接模拟，评估活性成分与核心靶点的结合能力；最后，在Hepa1-6小鼠肝癌细胞系上进行体外实验，验证核心化合物薯蓣皂苷元对细胞增殖、迁移及相关蛋白表达的影响。
研究结果
3.1. 治疗肝癌的壮药筛选
通过数据库检索与交叉比对，研究确定了在肝癌治疗文献中出现频率最高的10种壮药，包括艾叶、石见穿、白花蛇舌草、半枝莲、苦丁茶、绞股蓝、金刚藤、龙葵、天葵子和藤梨根。
3.2. 肝癌靶点筛选
从GEO数据库的GSE14520数据集中，以P<0.01和|log2FC|>1为阈值，筛选出754个DEGs。同时，整合五个疾病数据库的基因，最终获得19,349个独特的肝癌相关靶点基因。
3.3. 活性成分筛选与靶点预测
从TCMSP数据库筛选出66个符合OB和DL标准的活性成分，经过去重后构建了包含8个核心活性成分的网络，包括(+)-儿茶素、(2R)-5,7-二羟基-2-(4-羟基苯基)色满-4-酮、β-谷甾醇、CLR、薯蓣皂苷元、槲皮素、谷甾醇和豆甾醇。
3.4. 网络分析
通过构建PPI网络并利用CytoNCA插件进行中心性分析，确定了槲皮素、β-谷甾醇、豆甾醇和薯蓣皂苷元各自的核心靶点群。其中，薯蓣皂苷元与肝癌的交叉靶点最多，包括PGR、NR3C2、RELA、AKT1、VEGFA、CDKN1A、TP53、PTGS2、FASN、SOD1、CAT、HIF1A、NR1I2、PLA2G4A、MTOR等。
3.5. KEGG和GO富集分析
KEGG通路分析显示，薯蓣皂苷元的靶点显著富集于HIF-1信号通路、PI3K-Akt信号通路、VEGF信号通路、MAPK信号通路、PD-1信号通路、化学致癌、癌症中的胆碱代谢等多种癌症相关通路。GO分析表明，其靶点主要位于细胞膜外，参与化学应激反应、氧化应激反应以及转录因子与共激活因子的结合等过程。
3.6. WGCNA分析
通过对GSE14520数据集的WGCNA分析，研究者发现了与肿瘤大小、分期和生存时间显著相关的基因模块（浅蓝色模块和黑色模块）。将这两个模块的基因与核心PPI基因及差异表达基因取交集，最终鉴定出三个枢纽基因：CAT、NR1I2和NR3C2。
3.7. 枢纽基因与活性成分的分子对接
分子对接模拟显示，薯蓣皂苷元与三个枢纽基因（CAT、NR1I2、NR3C2）均表现出良好的结合亲和力，结合能分别为-9.6 kcal/mol、-9.6 kcal/mol和-8.4 kcal/mol，提示其可能通过与这些靶点直接相互作用发挥抗肝癌作用。
3.8. 薯蓣皂苷元在体外抑制肝癌细胞增殖和迁移
体外实验验证了薯蓣皂苷元的抗肝癌活性。CCK-8实验表明，薯蓣皂苷元能以剂量依赖性方式显著抑制Hepa1-6细胞增殖。划痕实验显示其能抑制细胞迁移。Western blot和免疫荧光分析进一步证实，薯蓣皂苷元处理能显著降低转移相关蛋白MMP2、波形蛋白(Vimentin)以及增殖标志物PCNA的表达水平。
研究结论与讨论
本研究通过系统性的网络药理学分析，结合WGCNA和分子对接技术，从常用于肝癌治疗的壮药中筛选出薯蓣皂苷元作为核心活性成分，并预测其作用靶点为CAT、NR1I2和NR3C2。这三个靶点不仅是差异表达基因，还与肝癌的肿瘤分期、大小及患者生存时间显著相关，具有重要的临床意义。CAT作为关键的抗氧化酶，参与调节活性氧(ROS)水平，影响肿瘤细胞的氧化应激状态。NR1I2（又称孕烷X受体，PXR）在肝脏高表达，参与药物代谢、炎症和细胞周期调控，与肿瘤多药耐药相关。NR3C2（盐皮质激素受体，MR）则被报道在多种癌症中发挥肿瘤抑制因子作用。分子对接预测薯蓣皂苷元能与此三者稳定结合，而后续的体外实验证实，薯蓣皂苷元确实能够剂量依赖性地抑制肝癌细胞的增殖和迁移，并下调PCNA、Vimentin和MMP2等关键蛋白的表达，这与通路富集分析预测的其可能影响增殖、迁移和上皮-间质转化(EMT)等过程的结果相吻合。
该研究的结论表明，薯蓣皂苷元是壮药治疗肝癌的潜在关键活性成分，其作用机制可能涉及通过靶向CAT、NR1I2和NR3C2，调控HIF-1、PI3K-Akt、MAPK等关键信号通路，进而抑制肝癌细胞的增殖和转移能力。这为理解壮药抗肝癌的多成分、多靶点作用模式提供了新的分子见解，并为基于薯蓣皂苷元开发新型抗肝癌药物奠定了重要的理论基础。尽管研究存在一些局限性，例如分子相互作用的直接实验证据有待进一步验证，以及需要在更多的人源肝癌细胞系和动物模型中进行评估，但它成功地将传统医药经验与现代计算生物学及实验技术相结合，展示了网络药理学在挖掘民族医药宝藏中的强大潜力，为肝癌治疗提供了源自传统药物的新思路和新候选分子。
