越鞠丸治疗胆管癌的作用机制研究——基于生物信息学及分子动力学模拟

摘要

目的 全面剖析越鞠丸抗胆管癌的潜在活性组分、关键作用靶点与分子调控机制，为越鞠丸在胆管癌临床治疗中的应用及相关中医药诊疗方案提供理论支撑与全新思路。方法 在TCMSP数据库获得越鞠丸的药物活性成分及相应功能靶点，胆管癌相关疾病靶点在GeneCards、OMIM、DisGeNET数据库中获得，借助Venny在线分析平台对上述两类靶点进行交集映射，获得核心交集靶点集；随后通过STRING数据库构建蛋白质—蛋白质相互作用(PPI)网络，同时利用Cytoscape软件搭建“中药—成分—靶点”调控网络图，拓扑分析筛选获得核心药物活性成分与核心靶点。将交集靶点上传至DAVID数据库，开展Gene Ontology(GO)功能富集分析与Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)信号通路富集分析，系统探究核心靶点参与的关键生物学过程及调控的相关信号通路；借助GEPIA2数据库完成核心靶点的差异表达分析及生存预后分析。分子对接技术验证核心药物活性成分与核心靶点的结合活性，分子动力学模拟技术明确二者形成的复合物的结构稳定性。结果 从越鞠丸中筛选出66种有效成分，对应242个潜在靶点，与胆管癌4912个相关靶点交集得到169个靶点；该方剂的核心活性成分涵盖quercetin(槲皮素)、kaempferol(山奈酚)、luteolin(木犀草素)、sitosterol(β-谷甾醇)、isorhamnetin(异鼠李素)。核心靶点有AKT1、IL-6、TNF、TP53、CASP3、JUN、IL1B、EGFR、BCL2、ESR1;GO富集涉及外源性刺激响应、氧化应激等过程，KEGG通路富集于IL-7、TNF等信号通路；GEPIA2数据库分析显示，核心靶点AKT1、IL-6、TNF、TP53、CASP3在胆管癌组织中均呈上升趋势，仅TP53表达差异具有统计学意义；生存分析提示，TP53高表达组存在预后更差的倾向，IL-6、CASP3低表达组生存率略低，TNF高表达组生存率相对平稳，AKT1高、低表达组曲线无明显差异，上述结果未呈现统计学显著关联，系胆管癌作为罕见疾病、数据库样本量有限所致(每组17～18例),但趋势仍有重要参考作用；分子对接模拟实验结果表明，排名前五的核心靶点与该药物复方的核心活性成分所形成的25组配对体系，其结合能数值均达到≤-6.0 kcal/mol的水平。尤其山奈酚与CASP3、TNF、TP53三组的结合能分别为-9.8、-10.4、-9.4 kcal/mol,结合活性最强。将这三组进行可视化研究，三组均通过氢键、范德华力等实现稳定结合，其中山奈酚与p53蛋白的作用残基集中于疏水核心区域，结合模式更紧凑。分子动力学模拟结果表明，结合能排名前三的山奈酚-TNF、山奈酚-CASP3、山奈酚-TP53复合物中，仅山奈酚-TP53复合物在模拟全程维持良好构象稳定性，残基柔性低且氢键作用稳定；另两组复合物构象存在扩张或收缩现象，稳定性较弱，提示TP53可能是山奈酚发挥作用的潜在关键靶点。结论 越鞠丸通过多成分结合多靶点治疗胆管癌，其中关键活性成分山奈酚可与p53蛋白(由TP53基因编码)稳定结合，提示其可能通过调控p53信号通路发挥抗胆管癌效应。

关键词

越鞠丸 / 胆管癌 / 网络药理学 / GEPIA2 / 分子对接 / 分子动力学模拟