中科院1区TOP|IF8.3：广西中医药大学团队采用代谢组学-网络药理学整合策略，阐明鸡骨草的多靶点作用机制

在当今生命科学研究领域，代谢性疾病的防治与传统中药的现代化研究已成为两大备受瞩目的热点方向。随着全球范围内脂质代谢紊乱相关疾病发病率的持续攀升，如何从传统中药中挖掘有效的治疗方案，正成为国际科研界关注的焦点。与此同时，代谢组学与网络药理学等多组学技术的迅猛发展，为解析中药多成分、多靶点的作用机制提供了强大的技术支撑，推动着中药研究从经验医学向精准医学的转型。在这样的学术背景下，一项发表于Phytomedicine期刊的最新研究，通过整合代谢组学、网络药理学与分子生物学等多技术手段，为探索中药治疗脂质代谢紊乱的机制提供了极具价值的研究范式，值得我们深入探讨。

https://doi.org/10.1016/j.phymed.2025.156953

正式介绍

基本信息

论文标题：整合代谢组学和网络药理学揭示鸡骨草通过 PI3K/Akt 通路调节脂质代谢紊乱的治疗机制

发表期刊：Phytomedicine，中科院医学大类1区Top，IF=8.3001

发表日期：2025年9月1日在线发表

研究背景

脂质代谢紊乱（LMDs）已成为全球性公共健康问题，与肥胖、糖尿病等多种代谢性疾病密切相关。目前常用的降脂药物存在肝毒性、肾毒性等不良反应，因此寻找天然、安全、有效的治疗药物迫在眉睫。鸡骨草（Abrus cantoniensis，AC）作为一种具有护肝作用的草药，在民间常用于多种保健用途，且已有研究表明其具有降脂、护肝等生理活性，但作用机制尚不明确。代谢组学和网络药理学的发展为研究植物药的作用机制提供了有力工具，二者结合可加速先导化合物的发现，加深对植物药协同作用及潜在副作用的理解。

研究思路

本研究构建高脂饮食诱导的C57BL/6J小鼠脂质代谢紊乱模型，将AC干预后的小鼠分为正常饮食组（ND）、高脂饮食组（HFD）、高脂饮食 + 辛伐他汀组（HFD + SIM）、高脂饮食 + 低剂量AC组（HFD + ACL）和高脂饮食 + 高剂量AC组（HFD + ACH）。通过检测血清脂质、肝功能指标、炎症因子、氧化应激指标，进行肝脏组织病理染色，评估AC对脂质代谢紊乱的改善作用。运用非靶向代谢组学技术分析肝脏代谢物变化，鉴定AC调节的代谢物及相关通路。采用超高效液相色谱 - 四极杆飞行时间质谱（UPLC - QTOF/MS）鉴定AC吸收入血的成分，结合网络药理学预测关键靶点，进行分子对接验证。最后利用RT - qPCR和western blot技术对关键通路（PI3K/Akt/mTOR）及下游效应器进行验证，从而全面解析AC治疗脂质代谢紊乱的分子机制。

图1：本研究示意图

研究亮点

本研究首次将代谢组学、网络药理学和分子生物学技术有机结合，系统深入地探究AC治疗脂质代谢紊乱的机制，突破了传统单成分单靶点的研究局限，从整体层面揭示其多成分、多靶点、多通路的协同作用机制。通过多组学技术联用，发现了AC调节的关键代谢物和潜在靶点，为深入理解AC的药理作用提供了新视角，也为其他传统中药的研究提供了创新的研究模式。

数据来源和生物信息方法

1、数据来源

动物实验数据来自C57BL/6J小鼠，包括体重、血清生化指标、肝脏组织相关指标等；代谢组学数据源于小鼠肝脏样本的液相色谱/质谱（LC/MS）分析；UPLC - QTOF/MS用于鉴定AC吸收入血的成分；网络药理学数据来源于Swiss Target Prediction、Pharm Mapper、Gene Card、String、DAVID等数据库；分子生物学实验数据来自肝脏组织的RT - qPCR和western blot检测。

2、生物信息方法

利用Metware Cloud平台进行代谢组学数据分析，包括主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘法判别分析（OPLS - DA）等，筛选差异代谢物并进行代谢通路分析。通过Swiss Target Prediction和Pharm Mapper数据库预测AC化合物的潜在靶点，结合Gene Card数据库中与脂质代谢紊乱相关的靶点，利用Venn分析筛选共同靶点。使用Cytoscape软件构建活性成分 - 潜在靶点网络和蛋白质相互作用网络（PPI），通过DAVID数据库进行京都基因与基因组百科全书（KEGG）和基因本体（GO）富集分析，利用Centiscape插件进行拓扑分析筛选核心靶点。运用AutoDock软件进行分子对接验证靶点与化合物的相互作用。

主要结果

1、AC对HFD喂养小鼠脂质代谢紊乱的影响

HFD喂养12周后，小鼠体重、肝脏指数和附睾脂肪重量显著增加，血清和肝脏中脂质、转氨酶水平升高，炎症因子水平上升，氧化应激指标失衡，肝脏出现脂质积累和病理损伤。AC干预（6g/kg/d和24g/kg/d）和辛伐他汀（20mg/kg/d）显著降低了上述指标，改善了肝脏病理变化。小结：AC能够有效减轻HFD诱导的小鼠脂质代谢紊乱，改善肝脏功能和病理状态，具有显著的降脂、护肝、抗炎和抗氧化作用。

图2：鸡骨草对小鼠体重（A）、肝脏指数（B）和附睾脂肪垫重量（C）的影响

2、AC对肝脏代谢谱的影响

非靶向代谢组学分析显示，HFD喂养小鼠肝脏代谢发生重编程，AC处理后部分代谢紊乱得到逆转。共鉴定出145种差异代谢物，其中18种VIP>1.0且p<0.05的标志性代谢物受AC显著调节，涉及类固醇激素生物合成、甘油磷脂代谢等14条生物学相关通路。小结：AC通过调节肝脏代谢物水平，影响多个关键代谢通路，进而改善脂质代谢紊乱，维持肝脏脂质稳态和代谢平衡。

图3：鸡骨草治疗HFD诱导肥胖小鼠的肝脏代谢谱分析

图4：鸡骨草逆转HFD诱导的肝脏关键通路脂质代谢紊乱

3、AC处理小鼠血液中吸收成分的分析

UPLC - QTOF/MS分析鉴定出AC水提取物中的52种化学成分，其中22种原型化合物吸收入血，包括11种黄酮类、1种三萜类、3种生物碱、4种有机酸和3种其他化合物。小结：明确了AC吸收入血的化学成分，为后续研究其体内药理活性奠定了物质基础。

图5：鸡骨草在正离子（A）和负离子（B）模式下的基峰色谱图；混合对照化合物在正离子（C）和负离子（D）模式下的色谱图；对照小鼠血清在正离子（E）和负离子（F）模式下的色谱图；AC处理小鼠血清在正离子（G）和负离子（H）模式下的色谱图

4、网络药理学、靶点预测和蛋白质 - 蛋白质相互作用

通过网络药理学分析，预测出22种AC血中活性化合物的506个潜在靶点，结合脂质代谢紊乱相关的6191个靶点，筛选出328个共同靶点。构建PPI网络，确定PIK3CA、PIK3R1和SRC为关键靶点。GO和KEGG富集分析表明，AC与脂质代谢紊乱相互作用的主要靶点与磷酸化正调控、PI3K/Akt信号转导等过程相关，涉及PI3K - Akt等多条信号通路。分子对接验证了AC活性成分与关键靶点具有较强的结合活性。小结：网络药理学分析揭示了AC治疗脂质代谢紊乱的潜在靶点和关键信号通路，为深入理解其作用机制提供了理论依据。

图6：鸡骨草调节脂质代谢的网络药理学和分子对接分析

5、AC对PI3K - Akt信号通路表达的影响

RT - qPCR和western blot结果显示，HFD喂养小鼠肝脏中PI3K - Akt通路相关基因和蛋白表达显著上调，AC处理后，除AKT1外，其他靶点的表达均显著降低，且高剂量AC（ACH）显著抑制了AKT的磷酸化。小结：AC通过抑制PI3K - Akt通路的激活，抑制下游脂肪生成和炎症介质的表达，从而改善脂质代谢紊乱。

图7：鸡骨草对肝脏基因和蛋白质表达的影响

研究结论

鸡骨草可通过调节血清脂质、抑制氧化应激和炎症反应、调节与类固醇激素和甘油磷脂代谢相关的肝脏代谢物，改善高脂饮食诱导的脂质代谢紊乱。网络药理学确定了SRC、PIK3CA和PIK3R1为关键靶点，鸡骨草中的活性化合物如木犀草素、刺槐素、槲皮素和schaftoside与这些靶点具有较强的结合亲和力。其作用机制主要是抑制PI3K/Akt/mTOR和NF - κB信号通路，抑制脂肪生成和肝脏炎症。本研究为创新功能性食品开发提供了理论基础，凸显了鸡骨草在传统植物疗法和营养保健品中调节脂质代谢的潜力，但仍需进一步临床研究验证其在人体中的效果和安全性。

研究的局限性和未来方向

本研究存在一定局限性。单一的C57BL/6J小鼠模型难以全面模拟人类复杂的生理和病理特征；草药提取物成分复杂且不稳定，提取过程影响其浓度和稳定性；实验周期较短，难以观察长期变化和药物效果；作用机制研究深度不足，部分分子生物学和信号通路层面的关键机制尚未完全阐明。未来研究可利用不同动物模型比较对AC提取物的反应，优化提取和质量控制过程，运用多组学技术深入揭示作用机制，并开展药代动力学和长期毒性的临床前研究。

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