国自然青基|江南大学毛健教授、华南农业大学李美英副教授:基于广泛靶向代谢组学、网络药理学和分子对接研究牡蛎抗疲劳作用机制

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入选中国科技期刊卓越行动计划

本文获南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）人才队伍经费（GML2021GD0806）；江苏省自然科学基金青年基金项目（BK20221075）；国家自然科学基金青年基金项目（32202025）。

摘要：本研究综合运用广泛靶向代谢组学、网络药理学以及分子对接技术，探究牡蛎在抗疲劳方面的潜在作用机制，为牡蛎的科学应用提供坚实的理论基础和实验依据。采用超高效液相色谱-电喷雾-串联三重四级杆/线性离子阱质谱（UPLC-ESI-QTRAP-MS/MS）系统，并结合数据库对牡蛎体外模拟消化产物进行广泛靶向代谢组学分析，获取牡蛎在消化过程中的成分转化信息。利用PubChem、Siwss Target Prediction、GeneCards等数据库及Cytoscape等软件对牡蛎活性成分进行抗疲劳的网络药理学分析，构建牡蛎“活性成分-作用靶点”网络。随后基于分子对接技术对核心靶点进行验证。共鉴定出牡蛎中17类1231种活性成分，识别出具有潜在抗疲劳的活性成分181个、交集靶点106个，主要包括1,5-戊二胺、色胺、4-叔辛基苯酚等，核心靶点包括雌激素受体1（Estrogen receptor 1，ESR1）、表皮生长因子受体（Epidermal growth factor receptor，EGFR）、过氧化物酶体增殖物激活受体-γ（Peroxisome proliferatoractivated receptor gamma，PPARG）等。信号通路富集分析显示，钙信号通路、神经活性配体-受体相互作用、PI3K/Akt信号通路等为牡蛎抗疲劳的关键信号通路。分子对接结果进一步验证了牡蛎关键活性成分与核心靶点的良好结合。牡蛎可能通过多成分、多靶点、多通路协同作用发挥抗疲劳效果。本研究为深入探讨牡蛎的有效成分及其分子作用机制提供了理论支撑，为牡蛎的进一步研究和应用奠定了坚实基础。

PART.01

结果

本章节重点包括：1. 采用UPLC-ESI-QTRAP-MS/MS技术分析牡蛎消化产物，在四个消化阶段共鉴定出1231个代谢物，其中氨基酸及其代谢物占比最高（33.23%）；2. 通过数据库筛选获得106个牡蛎抗疲劳潜在作用靶点，构建"活性成分-靶点"网络，发现脂肪酰类和氨基酸类成分与核心靶点关联最密切；3. 蛋白互作网络识别出25个核心靶点，包括SRC、EGFR、PTGS2等；4. GO和KEGG富集分析显示靶点主要富集在神经递质受体活性、钙信号通路、MAPK信号通路等与疲劳相关的生物过程和通路；5. 分子对接验证了关键活性成分与核心靶蛋白具有较强结合能力，表明牡蛎通过多成分、多靶点、多通路机制发挥抗疲劳作用。

图  1 正（a）和负（b）离子模式下牡蛎消化样本的总离子流图

Figure  1. Total ion chromatograms (TIC) of Crassostrea gigas digestion samples in positive (a) and negative (b) ion modes

注：Y、K、W、C代表牡蛎初始、口腔、胃、肠四个消化阶段样本。

图  2 牡蛎消化样本变异系数分布图

Figure  2. Distribution map of variation coefficient of Crassostrea gigas digestion samples

注：Y、K、W、C代表牡蛎初始、口腔、胃、肠四个消化阶段样本；QC为质控样本。

图  3 初始相、口腔相、胃相和小肠相四个阶段牡蛎消化释放情况

Figure  3. Crassostrea gigas digestion and release in four stages: Initial phase, oral phase, gastric phase and intestinal phase

图  4 牡蛎-疲劳交集靶点Venn图

Figure  4. Venn diagram of Crassostrea gigas-fatigue intersection targets

图  5 “活性成分-作用靶点”网络图

Figure  5. "Active ingredients-targets" network diagram

图  6 蛋白相互作用网络图（左）及核心靶点图（右）

Figure  6. Protein interaction network (left) and core target (right)

图  7 GO富集分析图

Figure  7. GO enrichment analysis diagram

图  8 KEGG信号通路富集图

Figure  8. KEGG signal pathway enrichment map

表  1 牡蛎部分关键活性成分与PPI网络中核心靶点的分子对接结合能（ kcal/mol）

Table  1 Molecular docking binding energy of some key active components of Crassostrea gigas and core targets in PPI network (kcal/mol)

图  9 关键活性成分与核心靶点蛋白的分子对接图

Figure  9. Molecular docking diagram of key active ingredient and core target protein

注：a、b、c分别代表4-叔辛基苯酚、去甲肾上腺素、辛弗林与PTGS2的分子对接情况；d为1,5-戊二胺与ESR1的分子对接情况；毛刷状表示与配体发生的疏水作用，绿色虚线代表与配体结合产生的氢键。

本章节总结了牡蛎抗疲劳作用机制的研究成果：通过广泛靶向代谢组学鉴定出1231种代谢物，涵盖氨基酸、脂肪酰等17类物质；网络药理学筛选出181个潜在抗疲劳活性成分和106个交集靶点，涉及钙信号通路、PI3K/AKT等多条通路；分子对接验证了活性成分与核心靶点的良好结合能力，但需进一步体内实验验证。

PART.03

思维导图

引用本文：王佳，任青兮，刘双平，等. 基于广泛靶向代谢组学、网络药理学和分子对接研究牡蛎抗疲劳作用机制[J]. 食品工业科技，2026，47（1）：149−158. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2025010135.

Citation：WANG Jia, REN Qingxi, LIU Shuangping, et al. Anti-fatigue Mechanism of Crassostrea gigas Based on Widely Targeted Metabolomics, Network Pharmacology and Molecular Docking[J]. Science and Technology of Food Industry, 2026, 47(1): 149−158. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2025010135.

通信作者简介

毛健，教授，江南大学食品学院教授，工学博士，博士生导师。中组部“国家高层次人才特殊支持计划”领军人才，科技部中青年科技创新领军人才，中国酒业科技领军人才，科技部传统发酵食品首席科学家。享受国务院政府特殊津贴，江南大学“至善特聘教授”，江南大学传统酿造食品研究中心主任，国家黄酒工程技术研究中心副主任，江南大学（绍兴）产业技术研究院院长，海洋生物资源高值化利用与装备开发广东省工程研究中心主任。

毛健教授长期从事传统酿造食品、功能食品及海洋食品的微生物、风味、功能化和工程化研究，及其相关产品的深度开发与应用。首次提出通过“酒体设计”及“微生物代谢”调控技术调控黄酒中易深醉物质的含量，成功提高黄酒的饮用及饮后舒适度，并实现工业化应用，在黄酒风味研究、黄酒机械化新工艺体系重塑实践上取得了突破性成果。以第一完成人获得国家技术发明奖二等奖、中国专利银奖。主持完成国家863计划、十三五国家重点研发计划项目、十四五国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、面上项目等20余项。已发表学术论文260余篇，其中SCI论文100余篇。申请国家发明专利200余项，已授权100余项，其中授权国际发明专利6项。获省部级以上科技奖励30余项，完成科技鉴定35 项。主编《黄酒酿造关键技术与工程应用》、《国酒·黄酒》、《国酒·露酒》等著作，参编中国工程院院士孙宝国主编的《国酒》《Chinese National Alcohols》。团队与加州大学戴维斯分校（UC DAVIS）建有“江南大学-加州大学戴维斯分校发酵食品与饮品联合研究中心”。

（以上信息来自江南大学食品学院官网）

李美英，女，工学博士，华南农业大学食品学院副教授、硕士研究生导师，广东省食品安全青少年科技教育基地及广州市食品安全科普基地负责人。主要研究方向为食品营养与安全、食品加工与营养，在《Food Chemistry》等期刊发表论文30余篇，参编国家十三五及十四五规划教材4部。

（以上信息来自华南农业大学官网）