2026年1月16日,由中外导师联合培养(中方导师:王坚,外方导师:巴基斯坦Shaheed Benazir Bhutto UniversitySheringal的Shujaat Ahmad)的2023级重庆医科大学硕士研究生钟婉婷作为第一作者,Shujaat Ahmad为通讯作者,王坚为主要通讯作者,在期刊PLoS ONE(IF=2.6,JCR Q2区,中科院3区)上发表了如题的研究论文,文章的相关链接为https://doi.org/10.1371/journal.pone.0338723。
川渝地区特有的“大红袍红橘”作为川陈皮的植物来源,在民间应用广泛,但其抗糖尿病作用的现代科学机制尚不清晰。本研究以产于璧山的“大红袍红橘”干燥成熟果皮(储存期不足三年,尚不能称为陈皮)为材料,首次采用“化学成分分析—网络药理学预测—分子动力学验证”的研究框架,系统揭示其挥发油成分在糖尿病治疗中的多靶点协同调控机制。
研究首先采用气相色谱-质谱联用技术,从精油中鉴定出82种化合物,总峰面积占比率达96.61%,其中以D-柠檬烯(62.48%)、γ-萜品烯(9.82%)和百里香酚(1.21%)为主要成分。通过网络药理学筛选,获得36个与糖尿病密切相关的潜在靶点,并进一步聚焦于PPARα、FXR、PTGS2、FABP1等9个核心靶标,涉及核受体信号、脂质代谢与炎症通路等多个生物过程。
研究创新性地引入100纳秒分子动力学模拟与MM-GBSA结合自由能计算,从动态角度验证了活性成分与靶蛋白的稳定结合。研究显示,百里香酚与核受体CYP19A1、FXR等形成刚性复合物(RMSD<2.5 Å),而脂肪酸类成分(如十二酸、十六酸)则在FABP1、PTGS2等靶点中诱导构象柔性变化,通过优化疏水相互作用实现强效结合(结合自由能低至-43.93 kcal/mol)。研究进一步通过氢键动态分析与能量分解,阐明不同类别成分的作用模式差异,揭示了“多成分—多靶点—多通路”协同调控葡萄糖与脂质代谢的作用网络。

图1:分子动力学模拟过程中配体均方根偏差(RMSD)随时间的变化

图2:蛋白质-配体复合物结合自由能的分解及其各能量项的贡献
该研究不仅从系统层面揭示了“大红袍红橘”成熟果皮挥发油成分的抗糖尿病物质基础与作用机制,也为中药复杂体系的作用机制解析提供了方法学参考,推动了基于动态模拟的天然产物靶点验证策略的发展。
本研究获得了重庆市自然科学基金创新发展联合基金项目(CSTB2023NSCQ-LZX0046)的资助。
该成果的发表,标志着我校在中医药交叉学科研究、研究生科研创新能力培养方面取得新进展,也为本地特色药用资源的深度开发与国际化推广提供了科学支撑。
撰稿:王 坚
审核:王 帆
