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作者:杨豫正;姚晓玲;罗丰;马武开;
单位:贵州中医药大学;贵州中医药大学第二附属医院;
摘要:目的 运用生物信息学方法及试验验证探讨雷公藤治疗类风湿关节炎(RA)的可能作用机制。方法 通过基因表达综合数据库(GEO)、中药系统药理数据库及分析平台(TCMSP),采用基因本体论(GO)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集、蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络、分子对接、受试者工作特征曲线(ROC)、免疫浸润分析等生物信息学分析方法对雷公藤主要成分及作用于RA的靶点进行分析预测,并对分析获得的靶基因进行实验验证。体外实验选择人类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞(HFLS-RA),并以甲氨蝶呤为阳性对照,划痕实验检测培养24 h后细胞迁移率,Western Blot法检测蛋白水平、qPCR法检测靶基因mRNA水平,ELISA法检测炎症因子水平[包括白细胞介素1β (IL-1β)、白细胞介素6 (IL-6)、白细胞介素10 (IL-10)、肿瘤坏死因子α (TNF-α)]。结果 将雷公藤有效化合物获得的117个有效靶基因与RA发病相关基因取交集,共得到55个交集基因并将其看作关键基因。对55个关键基因进行筛选,最终获得3个核心基因(即PTGS2、CXCR4、TIMP1)。根据潜在药物靶点和雷公藤主要成分的对应关系,得出雷公藤甲素和川陈皮素2个主要成分。分子对接结果显示,雷公藤甲素和川陈皮素与相应靶蛋白结合能<-5,说明其与潜在药物靶点结合强烈。体外试验结果显示,与空白对照组比较,雷公藤甲素组、川陈皮素组、阳性对照组在培养24 h后细胞迁移率均降低(P<0.01),各给药组PTGS2、CXCR4 mRNA表达及其蛋白水平均降低,TIMP1 mRNA表达及其蛋白水平均升高,IL-1β、IL-6、TNF-α水平降低,IL-10水平升高(P<0.01)。与阳性对照组比较,雷公藤甲素组和川陈皮素组细胞在培养24 h后细胞迁移率升高,PTGS2、CXCR4 mRNA表达及其蛋白水平升高,TIMP1 mRNA表达及其蛋白水平降低,IL-1β、IL-6、TNF-α水平升高,IL-10水平降低(P<0.05或P<0.01)。结论 雷公藤的主要有效成分雷公藤甲素和川陈皮素可以抑制PTGS2、CXCR4和提高TIMP1表达,从而抑制炎症反应以达到缓解RA的作用。
关键词:类风湿关节炎;;雷公藤;;生物信息学;;雷公藤甲素;;川陈皮素
基金资助:国家自然科学基金(82274678);; 贵州省教育厅青年科技人才成长项目(黔教技[2024]122号);; 贵州中医药大学2024年“青年扬帆计划”(贵中医科合-QNYFZK[2024]14号)