基于功能代谢组学筛选并验证毛兰素体内的活性代谢物
辛绍晨# 吴艳彬# 康诗瑶 李慧敏 黄平媛 高欣 盛苗苗*
该研究旨在系统筛选毛兰素体内的活性代谢产物, 并验证其抗乳腺癌活性, 为理解毛兰素的体内药效物质基础提供依据。通过小鼠尾静脉注射毛兰素(4 mg/kg), 小鼠给药后1 h采集血清, 血清采用超高效液相色谱–四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)进行非靶向代谢组学分析。通过主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)筛选差异代谢物, 结合KEGG通路富集分析明确代谢扰动的生物学过程。将差异代谢物导入TCMSP、ChEMBL和STITCH数据库预测靶点, 与GeneCards、OMIM和TTD数据库获取的乳腺癌疾病靶点进行交集分析, 构建蛋白质–蛋白质相互作用(PPI)网络并筛选核心靶点。基于“代谢物–靶点–通路”网络筛选候选代谢物, 采用CCK-8法、Transwell实验、划痕实验及Western blot验证其对三阴性乳腺癌MDA-MB-468和MDAMB-231细胞的增殖、迁移及上皮–间质转化的影响。代谢组学共鉴定出226个差异代谢物, KEGG富集分析显示其显著富集于氨基酸代谢、ABC转运蛋白及蛋白质消化吸收等通路。网络药理学分析获得209个代谢物–疾病共同靶点, 核心靶点包括p53、EGFR、STAT3等。通过“代谢物–靶点–通路”网络筛选出7种候选代谢物, 体外功能验证表明lusianthridin对两种乳腺癌细胞具有剂量依赖性增殖抑制作用; 同时可显著抑制细胞迁移, 并下调Fibronectin和Snail表达、上调E-cadherin水平。其余6种候选代谢物未见明显活性或有效浓度过高。总之, 该研究采用功能代谢组学策略, 从毛兰素体内给药的血清中成功筛选到毛兰素体内代谢物lusianthridin, 经验证lusianthridin可发挥抗乳腺癌作用。尽管lusianthridin的体外活性强度低于母药毛兰素, 但其保留了与母药一致的抗肿瘤功能谱,提示毛兰素的核心药效团在代谢过程中得以保留。该研究为毛兰素的构效关系研究提供了线索,表明了功能代谢组学策略在天然产物活性代谢物发现中的可行性。
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