背景酒精性肝?。ˋLD)是全球范圍內(nèi)嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問(wèn)題,現(xiàn)有治療手段有限,且多在肝損傷發(fā)生后才進(jìn)行干預(yù),療效有限且副作用明顯。ALD早期多無(wú)明顯癥狀,病程進(jìn)展緩慢,但最終可能發(fā)展為肝硬化甚至肝癌,5年死亡率超過(guò)50%。傳統(tǒng)中醫(yī)藥因其多成分、多靶點(diǎn)的特點(diǎn),在調(diào)節(jié)肝臟代謝和抗炎方面展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。濕熱調(diào)節(jié)方(DRF)由九味藥食同源中藥組成,傳統(tǒng)用于調(diào)節(jié)體內(nèi)濕熱,臨床上顯示對(duì)酒精性肝損傷有改善作用,但其活性成分及作用機(jī)制尚不清晰。 近期,一項(xiàng)研究首次系統(tǒng)性地整合計(jì)算生物學(xué)、代謝組學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)方法,挖掘出中藥復(fù)方DRF中的關(guān)鍵活性成分——齊墩果酸(OA),并通過(guò)細(xì)胞與斑馬魚(yú)模型驗(yàn)證了其對(duì)ALD的保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn)AKT1為DRF作用的核心靶點(diǎn),OA通過(guò)與AKT1直接結(jié)合,減輕酒精誘導(dǎo)的肝細(xì)胞損傷,提示了一條潛在的治療ALD的新策略。 研究人員首先通過(guò)TCMSP及BATMAN-TCM數(shù)據(jù)庫(kù)收集DRF中690種候選化合物,利用SwissTargetPrediction預(yù)測(cè)其潛在靶點(diǎn),結(jié)合Open Targets、GeneCards及CTD數(shù)據(jù)庫(kù)篩選與ALD相關(guān)的33個(gè)核心靶點(diǎn)。運(yùn)用STRING數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò),確定AKT1為核心節(jié)點(diǎn)。隨后,采用超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行分子對(duì)接,篩選出與AKT1結(jié)合能最低的化合物。利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法(隨機(jī)森林、支持向量機(jī)和LASSO)從酒精性肝病的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中識(shí)別關(guān)鍵基因,與分子對(duì)接結(jié)果相結(jié)合,重點(diǎn)驗(yàn)證AKT1的關(guān)鍵作用。通過(guò)UPLC-MS/MS代謝組學(xué)技術(shù)確認(rèn)DRF中齊墩果酸的存在,并用HPLC定量其含量,確保實(shí)驗(yàn)用藥濃度的合理性。最后,在AML12肝細(xì)胞和斑馬魚(yú)急性酒精性肝損傷模型中,評(píng)估OA的護(hù)肝效應(yīng)及其與AKT1的結(jié)合情況(采用細(xì)胞熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),CETSA)。結(jié)果顯示,共鑒定出690種活性候選化合物與33個(gè)ALD相關(guān)靶點(diǎn),AKT1位居核心靶點(diǎn)榜首。OA與AKT1結(jié)合能最低(-10.2 kcal/mol),并通過(guò)CETSA實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩者的直接結(jié)合。DRF中的其他成分如茴香草和扁豆種子也顯示良好的結(jié)合活性。機(jī)器學(xué)習(xí)分析進(jìn)一步證實(shí)AKT1基因在ALD患者肝組織中顯著上調(diào),且是三種算法共同篩選出的關(guān)鍵基因之一。圖:DRF中六種配體與AKT1的結(jié)合模式代謝組學(xué)鑒定并定量了DRF中的OA,實(shí)驗(yàn)用藥濃度(2.5-10 μM)與其在DRF中的含量相符。體外實(shí)驗(yàn)顯示OA在酒精誘導(dǎo)的AML12細(xì)胞損傷模型中顯著提高細(xì)胞存活率。斑馬魚(yú)模型中,OA顯著改善了酒精誘導(dǎo)的心率降低和形態(tài)異常,減輕了肝臟脂質(zhì)積聚。整體結(jié)果支持OA通過(guò)靶向AKT1介導(dǎo)護(hù)肝效應(yīng)。綜上,本研究揭示了DRF中通過(guò)AKT1靶點(diǎn)發(fā)揮治療酒精性肝病的作用機(jī)制,確定齊墩果酸為關(guān)鍵活性成分。研究不僅為ALD的防治提供了基于傳統(tǒng)中醫(yī)藥的科學(xué)依據(jù),還展示了計(jì)算與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的現(xiàn)代藥物發(fā)現(xiàn)策略在傳統(tǒng)藥物現(xiàn)代化過(guò)程中的應(yīng)用。未來(lái)需進(jìn)一步解析OA對(duì)AKT1的具體調(diào)控機(jī)制及其下游信號(hào)通路,促進(jìn)其臨床轉(zhuǎn)化。授權(quán)轉(zhuǎn)載、投稿等請(qǐng)聯(lián)絡(luò)梅斯醫(yī)學(xué)管理員
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