活性成分如何研究！浙中医+浙江省中的中科院1区文章揭示解毒三根汤抗结直肠癌的生物活性成分研究新策略

【写在前面】：本期推荐的是由浙江中医药大学第一附属医院（浙江省中医院）、浙江中医药大学第一临床医学院等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF8.3）的一篇文章，揭示解毒三根汤抗结直肠癌的生物活性成分：天然药物开发的新型综合研究策略。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

Bioactive components of Jiedu Sangen decoction against colorectal cancer: A novel and comprehensive research strategy for natural drug development

背景

解毒三根汤（JSD）因其良好的临床疗效而被广泛用于治疗中国南方的结直肠癌（CRC）患者，但其有效活性成分尚不清楚。

目的

本研究基于创新和全面的研究策略，充分探索了JSD的生物活性成分。使用先进的计算机技术（例如，机器学习AHP-SOM算法和分子动力学模拟）来识别JSD中最有前景的生物活性成分和关键靶标，以便为天然药物的开发提供新的视角。

方法

UPLC-MS/MS用于筛选JSD和大鼠血浆中的生物活性成分，网络药理学分析结合机器学习产生了最有前景的生物活性成分。在JSD作用于SW620细胞之前和之后，使用RNA-seq筛选治疗靶标，并使用生物信息学分析这些关键靶标的临床意义。分子对接，分子动力学模拟和实验验证了最有前途的生物活性成分及其治疗靶点。

结果

JSD在体外对CRC表现出强烈的促凋亡作用。UPLC-MS/MS筛选出18种原型成分和8种可能的JSD代谢物进入血液。网络药理学结合机器学习确定了三种最有前景的生物活性成分。RNA测序和生物信息学分析揭示了JSD针对CRC的六个关键靶标。分子对接和分子动力学模拟提出了最有前途的“小分子药物靶蛋白”组合，SPR和MST证明了它们之间的直接结合：白藜芦醇-CA9，染料木黄酮-NOTUM和Afzelin-DPEP1。分子生物学实验发现，白藜芦醇可能通过CA9/PI3K/AKT信号通路促进CRC凋亡，染料木黄酮靶向NOTUM下调β-连环蛋白表达以抑制CRC增殖。

结论

开发一种新颖而全面的研究策略以充分探索JSD的生物活性成分并为天然药物开发提供充分支持是可行的。

图文摘要

【前言】

2024年的最新流行病学数据显示，结直肠癌（CRC）的发病率和死亡率在所有癌症中排名前五。除传统治疗外，免疫检查点抑制剂，靶向药物和抗体-药物偶联物也取得了一些进展，但这些方法在提高CRC患者生存率方面仍然非常有限。中医（TCM）在东亚被广泛用作癌症的独立或补充治疗。中医药的药用有着复杂的理论体系，其临床应用已有2000多年的历史。中药中活性成分的鉴定是天然药物开发的重要步骤。解毒三根汤（JSD）广泛用于中国南方的CRC患者，由三种草药组成：虎杖。路边青和猕猴桃根。自2005年以来，我们的研究小组一直致力于研究JSD对CRC的临床疗效和潜在的生物学机制。我们初步确定JSD抑制糖酵解以抑制CRC细胞对5-氟尿嘧啶的化疗耐药性，JSD可抑制CRC细胞与PD-L1抑制剂联合的上皮-间质转化和转移潜能。

在本文中，我们整合了多种技术，如UPLC-MS/MS，RNA-seq，生物信息学，网络药理学，机器学习，分子对接，分子动力学模拟，SPR（表面等离子体共振），MST（微型热泳）和实验验证，以开发一种新颖而全面的研究策略，以阐明JSD对CRC的生物活性成分和药理机制。在大模型算法和高通量测试的时代，中药驱动的天然药物开发迎来了新的发展机遇。我们希望对中药配方的药理机制有更深入的了解，从而促进中药驱动的天然药物开发，并使其快速临床转化。

【结果部分】

1.JSD显著抑制CRC的增殖。

2.使用UPLC-MS/MS分析JSD成分。

3.空白血浆，含JSD药物血浆和JSD的TIC图的比较。

4.大鼠血浆中JSD的血液进入成分的化学结构。

5.通过RNA-seq分析对JSD干预CRC的综合表征。

6.使用网络药理学分析全面表征JSD生物活性成分抗CRC的潜在靶标和机制。

7.生物信息学分析探讨了CRC关键目标的生存预后，机器学习得出了JSD的核心生物活性成分。

8.JSD中六个关键靶标和三个最有前途的生物活性成分的分子对接。

9.白藜芦醇-CA9的分子动力学模拟、SPR和MST验证。

10.白藜芦醇通过CA9/PI3K/AKT信号通路促进CRC凋亡。

11.染料木素NOTUM的分子动力学模拟，SPR和MST验证。

12.染料木黄酮靶向NOTUM下调β-连环蛋白并抑制CRC增殖。

13.Afzelin-DPEP1的分子动力学模拟，SPR和MST验证。

14.作用机制图。

【结论与讨论】

本文设计了一种新颖而全面的研究策略，以筛选JSD针对CRC的生物活性成分。首先，分子生物学实验证实了JSD对CRC细胞增殖的抑制作用。其次，血浆药理学结合UPLC-MS/MS用于筛选JSD进入血液并发挥其作用的生物活性成分。第三，将JSD干预前后CRC细胞的RNA-seq数据与JSD进入血液的生物活性成分的网络药理学分析相结合，以筛选潜在的靶标。第四，对六个潜在靶标（CA9，DOK7，DPEP1，NOTUM，CALB2，AKAP12）进行了包括GMFA分析在内的综合生物信息学分析。第五，通过网络药理学和机器学习AHP-SOM聚类，获得了前三个关键的生物活性成分：染料木素，阿福泽林和白藜芦醇。最后，通过分子对接，分子动力学模拟，SPR，MST和实验验证了最有希望的生物活性成分靶标：白藜芦醇-CA9，染料木黄酮-NOTUM，Afzelin-DPEP1。我们的研究为JSD抗CRC的未来研究提供了基础，并指出了未来临床新药转化的方向。

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