千年健有效成分治疗TNF-α转基因小鼠的作用机制研究

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千年健具有祛风湿、壮筋骨的功效,现代临床主要用于治疗风湿及类风湿性关节炎,药理研究也表明其具有镇痛、抗炎和治疗类风湿性关节炎(Rheumatoid Arthritis,RA)活性,但其药效物质基础和分子机制尚未明确。本文利用网络药理学方法对千年健治疗RA的有效成分和分子机制进行预测,然后分别使用佐剂性关节炎小鼠和TNF-α转基因小鼠进行实验验证,以期筛选出千年健治疗RA的有效活性成分,并揭示其分子机制,为千年健治疗RA有效成分的新药开发研究奠定基础。实验方法:(1)从多个数据库中收集并筛选出千年健活性成分,预测活性成分对应的作用靶点,同时在TTD等数据库中收集RA疾病靶点;使用在线作图工具将千年健活性成分靶点和RA疾病靶点取交集,获得千年健治疗RA的潜在靶点;应用Cytoscape构建千年健活性成分-潜在靶点网络并进行分析;String数据库构建靶点PPI网络,Cytoscape可视化并分析;David数据库进行GO和KEGG分析,并使用在线绘图工具呈现富集结果;最后应用Cytoscape构建活性成分-核心靶点-通路网络。(2)构建佐剂性关节炎小鼠模型,通过观察给药前后小鼠体重、活动等一般情况、测定小鼠原发性及继发性后肢足肿胀度、足痛阈值、胸腺系数和脾脏系数,验证千年健有效成分广藿香醇和芳樟醇的药效作用。(3)采用TNF-α转基因小鼠模型,观察治疗前后小鼠体重、足肿胀、足痛阈值、免疫脏器系数、免疫脏器和踝关节的组织病理学等变化情况,检测小鼠血清IL10、IL6、TNF-α、MMP-9水平,踝关节ERK1/2、JNK1、P38、IκB-α、P65、NFκB1蛋白和TNF-α、NFκB、MAPK1、MAPK8 mRNA的表达,以及踝关节滑膜细胞的超微结构,探究广藿香醇和芳樟醇治疗TNF-α转基因小鼠的分子机制。实验结果:(1)通过数据库收集筛选后得到20个千年健活性成分,预测得到活性成分靶点614个,疾病靶点1782个,取交集后得到千年健治疗RA的潜在靶点193个;活性成分-潜在靶点网络分析得到千年健治疗RA的核心成分包括芳樟醇、日本刺参二醇、广藿香醇、千年健醇、日本刺参萜酮;构建PPI网络得到20个核心靶点;GO和KEGG分析得到BP条目471条、CC条目64条、MF条目142条、KEGG条目113条,BP、CC、MF主要与RNA聚合酶Ⅱ启动子转录正调控、细胞质、蛋白质结合等有关;结合KEGG分析与活性成分-核心靶点-通路网络分析结果得到,与RA相关性较高的细胞通路主要包括:TNF、MAPK、PI3K-Akt等。本课题选择芳樟醇、广藿香醇和TNF-α/MAPK/NFκB信号通路进行后续的实验验证研究。(2)对佐剂性关节炎小鼠进行治疗后发现,广藿香醇和芳樟醇能够减轻小鼠原发性和继发性后肢足肿胀,升高足痛阈值,对小鼠的精神状况也具有改善作用,表明广藿香醇和芳樟醇具有抗炎镇痛活性,可能是千年健治疗RA的药效物质基础之一。(3)广藿香醇和芳樟醇能够减轻TNF-α转基因小鼠踝关节肿胀,升高足痛阈值,降低脾脏系数、胸腺系数,具有显著的抗炎镇痛活性;能够下调小鼠血清中IL-6、TNF-α水平,促进IL-10表达;下调小鼠踝关节JNK1、IκB-α、P65、NFκB1蛋白和TNF-α、NFκB、MAPK1、MAPK8 mRNA的表达;减少小鼠踝关节中FLS生成,改善滑膜细胞病变,对踝关节病理变化具有一定的保护作用。结论:千年健治疗RA的药效物质基础可能包括广藿香醇和芳樟醇,其调节血清细胞因子如IL-6、IL-10、TNF-α,下调JNK1、IκB-α、P65、NFκB1蛋白和TNF-α、NFκB、MAPK1、MAPK8 m RNA表达,可能与抑制TNF-α/MAPK/NFκB信号通路有关,从而发挥改善踝关节病变、抗RA活性。
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