印楝(Azadirachta indica)在阿尔茨海默病中的多靶点治疗机制:基于网络药理学和分子对接方法的见解

时间:2026年5月24日
来源:Pharmacological Research - Natural Products

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马伊努丁·侯赛因博士(Md. Mainuddin Hossain)、朱蒂·阿迪卡里(Juthi Adhikari)和阿布·扎法尔·希比利(Abu Zaffar Shibly)孟加拉国桑托什(Santosh),坦盖尔(Tangail)-1902,毛拉纳·巴沙尼科学技术大学(Mawl

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马伊努丁·侯赛因博士(Md. Mainuddin Hossain)、朱蒂·阿迪卡里(Juthi Adhikari)和阿布·扎法尔·希比利(Abu Zaffar Shibly)
孟加拉国桑托什(Santosh),坦盖尔(Tangail)-1902,毛拉纳·巴沙尼科学技术大学(Mawlana Bhashani Science and Technology University)生物技术与遗传工程系

摘要

印楝(Azadirachta indica)A. indica)因其所含的生物活性化合物而在治疗阿尔茨海默病(AD)方面显示出潜力。然而,这些化合物发挥治疗作用的具体分子机制尚未得到充分理解。因此,本研究旨在通过结合网络药理学和分子对接分析的方法,阐明印楝在治疗AD中的作用机制。我们从IMPATT和PubChem数据库中获取了印楝的生物活性化合物,并使用SwissTargetPrediction工具识别潜在靶点。与AD相关的靶点信息来自GeneCards、CTD和DisGeNET数据库。利用STRING构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,并通过Cytoscape软件及CytoHubba插件识别关键基因。通过DAVID工具对共同靶点进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。最后,通过分子对接技术评估活性化合物与靶蛋白之间的结合相互作用。我们的分析确定了3种活性化合物(Nimbolide、Meliantriol和Vilasinin)、36个治疗靶点以及11个关键基因,其中5个关键基因(APP、EGFR、mTOR、PPARG和GSK3B)与PI3K-Akt、ErbB、神经营养因子和HIF-1信号通路相关,这些基因参与蛋白质结合、ATP结合及AD相关的激酶活性等功能。分子对接结果显示,这3种化合物与5个关键基因具有较好的结合亲和力。研究表明,印楝治疗AD是一个涉及多种生物活性化合物、分子靶点和信号通路的多方面过程。这些发现为印楝在治疗AD中的潜在分子机制提供了宝贵的见解。

引言

阿尔茨海默病(AD)是一种中枢神经系统的进行性神经退行性疾病,临床表现为认知衰退、记忆障碍、行为异常和社会功能障碍。由于人口增长和老龄化趋势,全球AD的患病率持续上升,给社会和经济带来了重大负担[1]。关于AD发病机制的各种假说强调了其多因素性质和病因的复杂性[2]、[3]。大脑中β-淀粉样蛋白(Aβ)的异常聚集是AD的主要病理特征,这种聚集会破坏蛋白质稳态,导致神经毒性并最终引发神经元损伤或死亡[4]。因此,维持Aβ蛋白的稳态并防止其异常聚集被认为是治疗AD的有希望策略。目前获批的AD药物(如加兰他敏、卡铂和多奈哌齐)主要提供症状缓解,而非根治方案。此外,这些治疗方法仅针对疾病的某些方面,并伴有显著的副作用[5]。近年来,传统中药中的化合物因副作用小、成本效益高以及在应对与年龄相关的神经退行性疾病方面的疗效而被广泛关注[6]。
印楝(Azadirachta indica)A. indica),在阿育吠陀(Ayurveda)和乌纳尼(Unani)等传统医学体系中具有重要作用,因其具有广泛的治疗潜力。它具有抗炎、抗关节炎、退热、降血糖、抗溃疡、抗癌、抗糖尿病、神经保护、抗真菌和抗肿瘤等多种疗效[7]、[8]、[9]、[10]。研究表明,印楝在治疗AD方面具有良好潜力。科学证据表明,它可能通过减少β-淀粉样蛋白斑块形成、抑制tau蛋白聚集和促进突触可塑性来缓解AD的关键病理特征[11]。此外,它还通过多种机制发挥神经保护作用,包括减轻氧化应激和神经炎症[12]。研究还表明,印楝油纳米乳液的成分(如gedunin和nimbolide)可能在临床前模型中减轻Aβ引起的线粒体功能障碍和神经元损伤[13]。越来越多的证据表明印楝具有抗AD效果,但其治疗靶点、相关通路和分子机制仍需进一步研究。因此,本研究旨在阐明印楝作为抗AD药物的潜在机制,并确定与AD相关的关键信号通路。
传统的“疾病-靶点-药物”方法往往无法全面解释药理效应与疾病机制之间的复杂相互作用。基于系统生物学和多靶点药理学的现代学科——网络药理学,为预测药物作用机制[14]、识别新药物靶点[15]、[16]以及更好地理解生物活性分子与细胞通路的相互作用提供了框架。分子对接技术是现代药物研究中的重要工具,可实现对潜在候选药物的虚拟筛选[17]。
在本研究中,我们应用网络药理学和分子对接技术探讨了印楝在治疗AD中的潜在作用及其机制。本研究旨在为AD治疗提供新的视角,并为新型治疗药物的开发做出贡献。

章节摘录

化合物检索与ADMET分析

首先从IMPPAT(印度药用植物、植物化学与治疗学)数据库[18]中检索了印楝(Azadirachta indica)的植物化学成分,该数据库是一个系统记录印度药用植物相关植物化学物质的资源库,同时提供文献支持。从IMPPAT获取印楝的植物化学物质列表后,进一步在PubChem中查询了每种化合物的信息

化合物检索与ADMET分析

从IMAPTT数据库中检索到印楝叶片中的55种植物化学物质,并从PubChem数据库中获取了它们的详细信息,包括化合物ID(CID)和SMILES(简化分子输入线表示法)。
使用SwissADME和pkCSM对化合物进行了筛选,以评估其药物相似性、生物利用度评分以及ADMET(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)特性。

讨论

本研究利用网络药理学阐明了印楝在治疗AD中的潜在机制。研究发现3种具有药理活性的化合物——Nimbolide、Meliantriol和Vilasinin——无毒且不会引起皮肤过敏。此外,这些化合物具有良好的药代动力学和药物相似性特征,包括可接受的生物利用度、吸收、分布和代谢特性。

结论

总之,我们的研究从全面的角度阐明了印楝对抗AD的分子和药理机制。我们发现印楝中的3种活性化合物(Nimbolide、Meliantriol和Vilasinin)与多个关键靶点相互作用,从而调节涉及多个通路的信号网络。分子对接结果表明,Nimbolide、Meliantriol和Vilasinin可能在AD治疗中发挥治疗效果

伦理与同意声明

我们声明提交给《Pharmacological Research - Natural Products》的手稿遵循了该期刊的出版伦理规范。

资金声明

本研究未获得公共、商业或非营利部门的任何资助。

CRediT作者贡献声明

马伊努丁·侯赛因博士(Md. Mainuddin Hossain):负责撰写初稿、数据可视化、验证、软件选择、方法设计、实验研究、数据分析、数据整理和概念构思。朱蒂·阿迪卡里(Juthi Adhikari):负责审稿与编辑、撰写初稿、数据可视化、验证、监督、方法设计、实验研究。阿布·扎法尔·希比利(Abu Zaffar Shibly):负责审稿与编辑、撰写初稿、数据可视化、验证、监督、项目管理和实验研究、概念构思。

作者声明以下可能构成利益冲突的财务关系/个人关系:阿布·扎法尔·希比利(Abu Zaffar Shibly)与毛拉纳·巴沙尼科学技术大学(Mawlana Bhashani Science and Technology University)存在雇佣关系。如果还有其他作者,他们声明没有已知的可能影响本文工作的财务关系或个人关系。

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