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作者:李裕柳;谷天;熊倩;尹宏兵;
单位:长春中医药大学;长春中医药大学附属第三临床医院;
摘要:目的 利用网络药理学分析方法初步预测膝痹康方(XBK)治疗膝骨关节炎(KOA)的潜在作用通路和靶点,联合体外细胞实验对其可能机制进行验证。方法 采用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)、Swiss Target Prediction和Uniprot等数据库,收集XBK中活性化合物及对应靶点信息,通过Gene Card等数据库确定KOA的相关靶点基因,通过STRING数据库和Cytoscape3.10.2软件构建潜在作用靶点的蛋白-蛋白互作(PPI)网络,并通过拓扑网络分析得到XBK作用于KOA的核心靶点,通过DAVID在线分析网站进行潜在作用靶点的基因本体论(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析,获取相关信号通路。体外培养小鼠畸胎瘤细胞(ATDC5)并进行软骨诱导分化及阿利新蓝染色鉴定,采用白细胞介素(IL)-1β诱导ATDC5炎症产生。CCK-8法检测不同浓度XBK作用后各组ATDC5后的增殖活性,确定XBK的安全性。ATDC5分为对照(Control)组、模型组(诱导ATDC5炎症)及低、中、高剂量XBK(XBK L、M、H)组。酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测各组细胞培养上清中肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-6水平,Western印迹法检测各组细胞中核因子(NF)-κB p65、胱天蛋白酶(Caspase)-3、B细胞淋巴瘤(Bcl)-相关X蛋白和Bcl-2蛋白表达。结果 XBK中含有199种活性成分,可通过作用于299个靶基因发挥治疗KOA的作用,潜在核心靶点包括IL-6、TNF、蛋白激酶B(AKT)1、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、TP53、IL-1B等。GO功能分析和KEGG信号通路富集分析显示,XBK治疗KOA主要涉及炎症反应、细胞增殖、细胞凋亡,通过NF-κB、酪氨酸蛋白激酶(JAK)/信号转导及转录激活因子(STAT)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/AKT等信号通路发挥作用。细胞阿利新蓝染色结果表明,细胞在第14天已成功诱导为软骨细胞。在一定剂量范围内XBK对ATDC5细胞生存率无明显抑制作用,安全性良好。与模型组比较,XBK可明显降低细胞培养上清中TNF-α和IL-6及NF-κB p65、Caspase-3和Bax蛋白表达,明显升高Bcl-2蛋白表达(P<0.05,P<0.01,P<0.001)。结论 XBK可抑制NF-κB信号通路的激活,从而减轻与KOA相关的炎症反应并减少软骨细胞凋亡,以此来缓解KOA,延缓其进一步发展。
关键词:膝骨关节炎;;核转录因子-κB;;膝痹康;;网络药理学;;小鼠畸胎瘤细胞
基金资助:吉林省科技厅科技发展计划项目(20230204021YY)