雨生红球藻源虾青素通过调控AKT1/SRC/MAPK3通路改善2型糖尿病的网络药理学与实验验证

　　本研究结合网络药理学与细胞实验，首次揭示天然虾青素（Astaxanthin）通过调控AKT1/SRC/MAPK3等核心靶点改善胰岛素抵抗（IR）的作用机制，为2型糖尿病（T2DM）治疗提供了新策略，具有重要的转化医学价值。

　　

Highlight

本研究通过整合网络药理学预测与细胞实验验证，首次系统揭示雨生红球藻源天然虾青素改善2型糖尿病（T2DM）的多靶点作用机制，为开发虾青素相关功能食品和药物提供理论依据。

Materials and chemicals

人肝癌细胞系HepG2购自上海羽驰生物科技有限公司。全反式虾青素（纯度≥98%）、胰岛素、CCK-8细胞增殖检测试剂盒及2×SYBR Green PCR预混液购自北京索莱宝科技有限公司。葡萄糖检测试剂盒、肝/肌糖原检测试剂盒及总超氧化物歧化酶（T-SOD）检测试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。

Effective target of astaxanthin

通过BATMAN-TCM数据库筛选获得43个虾青素作用靶点，Swiss Target Prediction数据库预测108个靶点，整合去重后得到142个虾青素潜在作用靶点。

Construction of the "active ingredients target" network

使用Cytoscape 3.9.1软件构建虾青素"活性成分-作用靶点"网络图（Fig. 1.A）。图中黄色节点代表活性成分虾青素，蓝色节点代表142个作用靶点，网络包含143个节点和142条相互作用边。

Discussion

2型糖尿病（T2DM）作为一种复杂疾病，可引发心血管病变、肾功能损伤等严重并发症。现有药物如α-葡萄糖苷酶抑制剂（阿卡波糖）易引起胃肠道不适，磺脲类药物可能导致低血糖甚至昏迷。本研究证实天然虾青素通过多靶点调控改善胰岛素抵抗（IR），且无已知毒副作用，具有显著临床应用潜力。

Conclusions

通过网络药理学发现83个虾青素与T2DM交叉靶点，分子对接验证前三位核心靶点（AKT1、SRC、MAPK3）。细胞实验表明虾青素显著提升IR-HepG2细胞的葡萄糖消耗量、糖原含量和T-SOD活性，并通过上调AKT1/SRC/MAPK3的mRNA表达改善胰岛素抵抗。