익지의 과민성 대장 증후군 치료제로서의 잠재력: 인실리코 및 인비보 증거

The Potential of Alpiniae Oxyphyllae Fructus as a Therapeutic Agent for Irritable Bowel Syndrome: In Silico and In Vivo Evidence

과민성 대장 증후군(IBS)은 복통, 장 습관 변화, 염증과 같은 증상으로 특징지어지는 기능성 위장 질환으로 현재 치료법은 제한적이므로 새로운 치료제가 필요하다. 전통 한약인 익지는 항염증 및 장 조절 잠재력을 보여주었는데 본 연구는 IBS에 대한 익지 추출물의 치료 효과를 조사하고, 활성 화합물, 표적 유전자 및 작용 기전을 네트워크 약리학, 도킹 분석 및 동물 실험을 통해 규명하는 것을 목표로 하였다. TCMSP, TCMBank, ETCM 데이터베이스를 사용하여 활성 화합물과 표적 유전자를 확인했고 Cytoscape를 사용하여 유전자-질병 네트워크를 구축하고, AutoDock Vina를 활용한 분자 도킹 시뮬레이션을 통해 주요 화합물과 IBS 관련 표적 간의 결합 친화도를 예측했다. 또한, 동물실험으로 IBS 마우스 모델에서 익지 추출물의 대장 무게, 길이 및 대변 점수에 미치는 영향을 평가했다. 총 45개의 활성 화합물과 239개의 익지 표적 유전자가 확인되었으며, 이 중 13개의 표적이 IBS 관련 유전자로 확인되었다. 네트워크 분석을 통해 GPBAR1, NR1H4, TNF가 주요 표적으로 확인되었고 도킹 연구에서는 GPBAR1, NR1H4, TNF에 대해 강한 결합 친화도(-6 kcal/mol 이하)를 가진 7개의 활성 화합물이 확인되었다. IBS 마우스 모델에서 익지 추출물은 대장 길이를 유의미하게 복원하고, 대장 무게를 감소시키며, 대변 점수를 개선하여 대장 손상에 대한 보호 효과를 나타냈다. 이러한 결과는 익지와 그 활성 화합물이 IBS와 관련된 주요 분자 경로에 작용하여 IBS 치료제로서 유망한 후보임을 시사한다.

Irritable bowel syndrome (IBS) is a functional gastrointestinal disorder characterized by symptoms such as abdominal pain, altered bowel habits, and inflammation. Alpiniae Oxyphyllae Fructus (AOF), a traditional herbal medicine, has demonstrated anti-inflammatory and gut-regulatory potential. This study aimed to investigate the therapeutic effects of AOF extract on IBS and to identify its active compounds, target genes, and mechanisms of action using network pharmacology, docking analysis, and in vivo experiments. Active compounds and target genes were identified using the TCMSP, TCMBank, and ETCM databases. Gene-disease networks were constructed with Cytoscape, and molecular docking simulations were performed using AutoDock Vina to predict the binding affinity between key compounds and IBS-related targets. A total of 45 active compounds and 239 target genes of AOF were identified, of which 13 targets overlapped with IBS-related genes. GPBAR1, NR1H4, and TNF were highlighted as key targets through network analysis. Docking studies revealed seven active compounds with strong binding affinity (-6 kcal/mol or lower) for GPBAR1, NR1H4, and TNF. In an IBS mouse model, the AOF extract significantly restored colon length, reduced colon weight, and improved stool scores, suggesting a protective effect against zymosan-induced colon damage. These findings provide compelling evidence that AOF and its active compounds modulate the key molecular pathways involved in IBS, making it a promising candidate for IBS treatment.