从毛喉鞘蕊花中分离的16-羟基-7α-乙酰氧基罗伊兰酮作为抗癌剂的探索:体外实验、网络药理学与分子对接研究
《Scientific Reports》:Exploration of isolated actives from Coleus amboinicus leaves as anticancer agents: in vitro testing, network pharmacology studies, and molecular docking
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时间:2025年10月03日
来源:Scientific Reports 3.9
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本研究针对癌症治疗需求,从Coleus amboinicus叶片分离出新型二萜类化合物16-hydroxy-7a-acetoxyroyleanone。通过MTT法证实其对MCF-7、Du-145等癌细胞具显著活性(IC504.22–4.67 μg/mL),选择性指数优于 cisplatin。网络药理学揭示其通过MMP2、PPARG、BCL2等靶点调控癌症通路,分子对接表明其与靶蛋白结合稳定。该化合物为乳腺癌、前列腺癌药物研发提供新候选,成果发表于《Scientific Reports》。
癌症至今仍是全球主要的健康威胁之一,尤其乳腺癌、非小细胞肺癌、宫颈癌和前列腺癌的发病率和死亡率居高不下。现有化疗药物如顺铂(cisplatin)虽广泛使用,但存在耐药性、毒性大及选择性差等问题。因此,从天然产物中发掘高效低毒的抗癌先导化合物成为研究热点。毛喉鞘蕊花(Coleus amboinicus Lour.)作为一种传统药用植物,已知富含黄酮、萜类等活性成分,但其特异性抗癌成分与机制尚不明确。本研究团队从中分离出一种罗伊兰酮衍生物——16-羟基-7α-乙酰氧基罗伊兰酮(16-hydroxy-7a-acetoxyroyleanone),并系统评估其抗癌潜力。
研究团队综合运用体外细胞毒性检测、网络药理学分析和分子对接技术。首先通过MTT法测定化合物对MCF-7、A549、HeLa、Du-145癌细胞及正常CV-1细胞的半数抑制浓度(IC50);进而利用SwissTargetPrediction、STRING等数据库筛选化合物与癌症通路交集靶点,构建蛋白互作网络(PPI)及基因富集分析;最后通过AutoDock工具模拟化合物与关键靶蛋白(MMP2、PPARG、BCL2)的结合模式。所有计算均基于明确晶体结构(PDB ID: 3AYU、4Y29等),并以RMSD<2.0 ?验证对接可靠性。
化合物对MCF-7、Du-145细胞展现最强抑制活性(IC50分别为4.22 μg/mL和4.67 μg/mL),显著优于顺铂(15.9 μg/mL和6.38 μg/mL)。对HeLa、A549细胞活性中等(IC506.31 μg/mL、18.10 μg/mL),而对正常CV-1细胞毒性较低(IC5019.27 μg/mL),选择性指数(SI)最高达4.57,表明其靶向癌细胞的潜力。
通过Venn图整合化合物与四种癌症的靶点基因,发现MMP2、PPARG、BCL2为共同核心靶标。KEGG富集分析显示这些蛋白密集参与“癌症通路”(pathways in cancer),包括细胞凋亡、浸润转移等关键生物学过程。
化合物与MMP2、PPARG、BCL2的结合能分别为-6.5至-8.8 kcal/mol,均形成稳定氢键:
- •MMP2:与Ala85(乳腺癌模型)、Gly136/Thr144(肺癌模型)等残基相互作用,可能抑制肿瘤浸润;
- •PPARG:结合于Glu259、Ile262等活性位点,调控脂代谢与凋亡通路;
- •BCL2:通过Glu11、Val43等结合,促凋亡蛋白功能活化。
对接亲和力与阳性对照药物多柔比星(doxorubicin)相当,且ADMET预测符合类药五规则(Lipinski's Rule of Five),口服利用度高。
本研究首次揭示16-羟基-7α-乙酰氧基罗伊兰酮通过多靶点机制发挥抗癌作用,尤其对激素相关癌症(乳腺癌、前列腺癌)具显著潜力。其网络药理学与实验验证相结合的策略,为天然产物开发提供了系统研究范式。未来需进一步开展体内药效、药代动力学评估,推动该化合物向临床前研究转化。
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