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类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一种严重危害人类健康的慢性自身免疫性疾病,临床表现主要为侵蚀性关节炎症,其基本病理特征为滑膜炎性细胞浸润以及软骨和骨破坏。RA发病机制尚不明确,任何年龄均可发病,目前治疗以改善关节肿痛症状,延缓疾病进展为主,由于病程长,致残率高,给患者及其家庭带来严重的心理和经济负担。近年来,虽然改变病情抗风湿药物(Disease modifying anti-rheumatic drugs,DMARDs)突飞猛进的发展极大地改善了 RA 患者的预后,尤其是靶向RA关键致炎因子或免疫细胞药物的问世,为患者带来了更多的选择,但这些药物存在着价格相对较高,耐药等问题,同时伴随不同程度的副作用,因此需要不断寻找疗效确切且副作用小的抗RA药物。南蛇藤(Celastrus orbiculatus Thunb.)为无患子目卫矛科南蛇藤属植物,始载于清代《植物名实图考》,具有祛风活血,消肿止痛等功效,多年临床经验表明南蛇藤单用或与它药配伍可治疗慢性风湿性关节炎、类风湿关节炎、强直性脊柱炎等多种病症。作为民间常用药材,其野生资源丰富、价格低廉,主要分布于我国以及朝鲜、日本等地。与另一种应用较为广泛的卫矛科抗RA中药雷公藤相比,其毒性相对较小,安全应用范围更广。目前对其药理活性研究主要集中于抗肿瘤尤其是抗消化道肿瘤活性,而对其传统功效抗RA活性研究相对较少。本论文首先采用网络药理学和分子对接技术探究南蛇藤提取物抗类风湿关节炎的潜在活性成分及作用机制;然后采用完全弗氏佐剂(Complete Freund’s Adjuvant,CFA)建立佐剂性关节炎大鼠(Adjuvant-induced arthritis,AIA)模型,通过足肿胀度、关节炎评分、血清中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平等指标的测定以及组织病理学和免疫组化分析明确南蛇藤提取物对AIA大鼠的治疗作用;最后利用基于液质联用技术(UPLC-LTQ-Orbitrap-MS)的非靶向代谢组学技术发现南蛇藤提取物对AIA大鼠血清中内源性小分子代谢物的影响。本论文共分为以下三章:第1章:基于网络药理学和分子对接技术的南蛇藤提取物活性成分治疗类风湿关节炎的作用机制研究本章通过Swiss Target Prediction和String两大数据库筛选得到南蛇藤提取物活性成分的潜在靶点,运用DisGeNET、GeneCards和OMIM数据库筛选RA相关靶点基因,将活性成分作用靶点和RA靶点绘制Venny图,使用String数据库可以得到蛋白网络互作图,使用Cytoscape 3.7.1软件构建“南蛇藤提取物活性成分-核心靶点-RA”网络图,通过DAVID数据库和微生信平台对交集靶点进行基因本体(Gene Ontology,GO)富集分析和京都基因和基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析预测其可能作用分子机制。实验结果表明:29个南蛇藤提取物萜类活性成分的潜在靶点有554个,RA疾病靶点为6174个,取交集得到375个共同靶点,核心靶点10个;构建“活性成分-核心靶点-RA疾病”网络图发现南蛇藤提取物多成分可能通过调控PI3K/Akt信号通路、MAPK信号通路等多靶点发挥治疗RA的作用。第2章:南蛇藤提取物抗类风湿关节炎的药效学研究本章首先按照实验室专利方法(专利号:ZL200710025343.3)制备南蛇藤提取物(Celastrus orbiculatus extract,COE),然后通过足跖部皮下注射CFA建立佐剂性关节炎大鼠模型,按随机数表法分为正常对照组(CON组),模型组(AIA组),阳性对照组(MTX组),南蛇藤提取物低剂量组(COE-L组),南蛇藤提取物中剂量组(COE-M组)和南蛇藤提取物高剂量组(COE-H组)。通过对各组大鼠体重、足肿胀度、关节炎评分的统计分析判定AIA大鼠模型建立成功以及COE对AIA大鼠关节炎相关症状的缓解情况;试剂盒检测大鼠血清中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和一氧化氮(NO)含量,评价COE对AIA大鼠血清中炎症相关因子水平的影响;通过HE染色观察COE对关节炎性细胞浸润,骨和软骨破坏情况的影响;通过免疫组化实验分析阐明COE对AIA大鼠的可能作用机制。实验结果表明:COE可明显改善AIA大鼠体重变化以及爪子红肿畸形的情况,足体积和关节炎评分降低;COE显著降低血清中TNF-α和NO的水平;有效改善AIA大鼠踝关节炎性细胞浸润和骨破坏情况;降低踝关节内P-Akt,P-Erk和P-Stat3蛋白的表达。第3章:南蛇藤提取物抗类风湿关节炎的代谢组学研究本章利用基于超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-LTQ-Orbitrap-MS)的代谢组学技术探讨COE对AIA大鼠血清中内源性小分子代谢物的影响。首先血清样本进行前处理,处理结束后经UPLC-LTQ-Orbitrap-MS检测,对原始数据进行峰提取等操作,接着进行数据标准化,归一化。最后将数据通过主成分分析(Principal components analysis,PCA),偏最小二乘判别分析(Partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)和正交偏最小二乘判别分析(Orthogonal PLS-DA,OPLS-DA)等多元统计分析,以变量投影重要性值(Variable importance in the projection,VIP)>1.0 和P<0.05 为标准筛选差异代谢物,并与人类代谢组数据库(HMDB)匹配确定具体差异代谢物,通过KEGG通路富集和GO功能分析阐明COE治疗RA的作用机制。实验结果表明:经CFA诱导大鼠关节炎发生后,共发现22种内源性代谢物水平发生变化,经COE治疗后12种内源性代谢物含量升高,10种内源性代谢物含量降低。通过GO功能分析和KEGG通路富集分析得到以上差异代谢物涉及脂肪酸代谢、亚油酸代谢、甘油磷脂代谢、氨基酸代谢、色氨酸代谢和TCA循环,表明COE可以通过调节能量代谢以及氨基酸代谢等途径恢复RA引起的代谢紊乱。综上所述,本研究首先通过网络药理学结合分子对接技术探究COE治疗RA的有效活性成分及潜在作用机制,进一步建立AIA模型评价COE对RA的治疗作用,最后运用非靶向代谢组学技术从代谢调控角度阐释COE抗RA作用机制,有助于为南蛇藤的临床应用和深入开发提供科学依据。