网络毒理学与生物层干涉测量法验证揭示了Stelleropsis tianschanica Pobed.诱导的肝毒性的机制

《Journal of Ethnopharmacology》：Network Toxicology and Biolayer Interferometry Validation Reveal the Mechanism of Stelleropsis tianschanica Pobed.-Induced Hepatotoxicity

　　

向萌|姜文莉|史蕾玲|马志良|黄贤菊

中南民族大学药学院，中国武汉430074

摘要

民族药理学意义

Stelleropsis tianschanica Pobed. 是属于桃金娘目（Myrtales）桃金娘科（Thymelaeaceae）Stelleropsis 属的多年生草本植物，具有一定的毒性。在新疆昭苏地区，它被用作祛痰剂和镇痛剂，用于治疗慢性支气管炎、咳嗽、哮喘和皮肤病。然而，除了其治疗作用外，Stelleropsis tianschanica Pobed. 的潜在肝毒性对人类健康构成威胁。目前，关于其肝毒性的研究仍然有限。

研究目的

本研究旨在结合网络毒理学、生物层干涉测量法（BLI）和体外实验，系统探讨 Stelleropsis tianschanica Pobed. 诱导的肝损伤的毒理学基础和潜在分子机制。

材料与方法

通过 体内 急性毒性研究和 体外 细胞实验来确定 Stelleropsis tianschanica Pobed> 的肝毒性成分。结合 LC-MS/MS 分析、网络毒理学预测和分子对接技术，初步筛选出肝毒性的物质基础和潜在靶点。利用 LC-MS/MS 与生物层干涉测量法（BLI），以核心靶点作为“诱饵”，进行亲和钓取，以识别药物系统中的活性成分。最后，通过 体外 细胞实验验证相关信号通路，揭示肝毒性的分子机制。

结果

体内 和 体外 评估表明，Stelleropsis tianschanica Pobed> 的根部比地上部分具有更高的毒性，表现为严重的肝脏损伤和转氨酶升高。它可能通过靶向 EGFR-PI3K/AKT-线粒体通路引起肝毒性。Daphnoretin、Umbelliferone 和 Formononetin 被确定为导致其肝毒性的潜在有毒物质。

引言

Stelleropsis tianschanica Pobed.（S. tianschanica）是桃金娘科（Thymelaeaceae）Stelleropsis 属的植物，主要分布在中国新疆的昭苏地区（Guan 等，2018）。文献研究表明，《神农本草经》中记载的“Langdu”主要指的是 Stellera chamaejasme L.。尽管它们属于不同的属（Stelleropsis 对 Stellera），但它们在同一科（桃金娘科）内是密切相关的姐妹分类单元。由于这种植物学上的亲缘关系，它们具有高度同源的植物化学特征，特别是共享特征性的香豆素（如 Daphnoretin 和 Umbelliferone）和黄酮类化合物（如 Chamaejasmine）。由于这些宏观和化学上的相似性，S. tianschanica 在新疆常被用作传统中药“Lang Du”的地方替代品或掺假品（Yao 等，2020）。现代药理学研究表明，S. tianschanica 具有显著的生物活性，包括抗肿瘤、抗炎、抗菌和免疫调节作用（Zhang 2024；Zhang 等，2024；Bai 等，2016）。它传统上用于治疗淋巴结核、银屑病和顽固性皮炎，显示出很高的药用价值。

然而，“Lang Du”这个名字表明其具有“高毒性”的特征。无论是临床应用还是现代研究，都发现 Lang Du 可能会对多个器官造成毒性，包括肝毒性（Zhou 等，2018）、胃肠道毒性（Lin 等，2024）、脾脏毒性（Li 等，2020）和皮肤毒性（Li 等，2018）。研究表明，给小鼠口服 S. tianschanica 粗粉（75.75 g·kg^-1）后，小鼠在给药当天就会死亡。尸检显示死亡小鼠的肝脏颜色变深（Chen 等，2021）。这些结果表明 S. tianschanica 的潜在肝毒性值得高度重视。

目前，关于 S. tianschanica 引起的肝损伤的“毒理学基础”和“作用机制”尚不清楚，这严重限制了其安全临床应用。基于此，本研究提出了一种结合网络毒理学和生物层干涉测量法（BLI）的策略。作为一种新兴的无标记光学检测技术，BLI 在高通量筛选复杂成分和实时监测分子相互作用方面比传统的表面等离子共振（SPR）具有显著优势。

总之，虽然根部被认为是药用部分，但由于牧区牲畜经常因摄入其地上部分而中毒，因此需要对其进行全面评估。因此，我们首先系统比较了地上部分和地下部分的肝毒性，以绘制其空间分布图。随后，本研究旨在通过网络毒理学预测 S. tianschanica 的潜在肝毒性靶点和通路。在此基础上，利用 BLI 技术，以核心毒性靶点作为“诱饵”来“钓取”并验证复杂药物系统中的特定结合化学成分。通过这种整合的“预测-验证”模型，我们旨在阐明 S. tianschanica 的肝毒性物质基础和分子机制，为其安全临床使用和降低毒性的研究提供科学依据。

章节片段

成分提取

S. tianschanica 被分为地上部分（包括茎和叶）和地下部分（包括根）。称取等量的两部分，使用 20 倍于其质量的无水乙醇在 80 °C 下进行回流提取。此提取过程重复三次，每次循环持续 3 小时。

动物和伦理声明

共使用 70 只 SPF 昆明小鼠（20±2 克，雄性和雌性各半）来自湖北省实验动物研究中心

体内 S. tianschanica 不同部分的急性肝毒性

图 1A 显示了 S. tianschanica 的自然形态。为了评估其急性肝毒性，在口服给药后 7 天内对小鼠的血清生化标志物和肝脏组织病理学进行了评估。如图 1B 所示，与 NC 组相比，地上部分和根部提取物均导致血清 ALT 和 AST 活性剂量依赖性升高（地上部分-L 组的 AST 除外，所有其他组的 P 值均 < 0.01 或 < 0.001）。这表明

讨论

Chen Liang 等人（Chen, Xu, and Jiang 2021）的先前研究表明，S. tianschanica 可导致小鼠死亡，并且死亡小鼠的肝脏颜色明显变暗。与这些观察结果一致，我们的 体内 实验直接证实，虽然 S. tianschanica 的地上部分在中等和高剂量下会引起明显的肝损伤，但其根部会引起严重的、剂量依赖性的肝结构病变

结论

总之，S. tianschanica 具有肝毒性，尤其是根部。化学成分 Daphnoretin、Umbelliferone 和 Formononetin 可能是其有毒物质。Daphnoretin 的毒性最强，它可以稳定地结合到肝毒性靶点 EGFR 并通过靶向 EGFR-PI3K/AKT-线粒体通路引起肝毒性。

CRediT 作者贡献声明

姜文莉：撰写——初稿，数据管理。史蕾玲：监督。马志良：撰写——审阅与编辑，监督。黄贤菊：撰写——审阅与编辑，方法学，资金获取，概念化。向萌：撰写——初稿，软件，方法学，数据管理

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了 中国国家重点研发计划（编号：2024YFC3506700 和 2024YFC3506704）、湖北省科技计划重点研发专项（2024BBB033）、湖北省国际合作科技项目（2024EHA054）以及 中南民族大学 的 学术创新团队基金（编号：XTZ24025）的支持。