基于网络药理学探讨大黄素治疗类风湿性关节炎作用机制及实验验证

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目的:基于网络药理学方法,运用在线数据库分析大黄素治疗类风湿性关节炎的作用机制并在MH7A细胞系中验证。方法:(1)在 TCMSP、OMIM、Genecards、DisGeNET 等数据库中查找,分别获得大黄素作用靶点及类风湿性关节炎相关基因后,构建靶点蛋白质相互作用网络(PPI),同时对交集基因进行基因本体论(GO)与京都基因百科全书(KEGG通路)富集分析。(2)运用AutoDock vina软件模拟分子对接,进一步确认核心靶点。(3)预实验中以20μM为梯度,分别给予80、60、40、20、80μM浓度大黄素与细胞共同培养。采用Cell Counting Kit-8细胞计数法(CCK8)及MTT法筛选大黄素作用的最佳浓度。其中MTT实验还设置了一组加入TNF-α的组别作为对照。(4)随后将购买的人类风湿成纤维样滑膜细胞(RA-FLS)MH7A细胞分为对照组、TNF-α组、大黄素组。除对照组外,TNF-α组和大黄素组给予TNF-α 10ng/ml诱导,而大黄素组据预实验筛选的最佳浓度进行实验。各组进行细胞划痕实验、流式细胞周期实验和RT-PCR、WB实验,观察MH7A细胞的增殖情况及核心靶点、NF-κB通路蛋白表达水平。(5)对TNF-α诱导并经大黄素处理的类风湿样大鼠成纤维滑膜细胞进行RNA测序分析。结果:(1)通过网络药理分析,获得大黄素和类风湿性关节炎交集基因32个,其核心关键靶点为CAPS3、ESR1、MAPK14等,分子对接提示大黄素与核心靶点能较好的结合并且大黄素主要参与NF-κB信号通路等调控。(2)CCK-8及MTT法检测显示,20、40、60、80μmol/L不同浓度大黄素组MH7A细胞存活率均显著下降(P<0.05),其抑制作用随浓度增高逐渐加强(P<0.05)。(3)细胞划痕实验显示,与对照组比较,TNF-α组细胞间距缩小(P<0.05),与TNF-α组比较,大黄素组细胞间距明显增宽(P<0.05)。流式细胞周期实验显示,较对照组,TNF-α组G0/G1期细胞比例降低(P<0.05),大黄素组G0/G1期细胞比例增多(P<0.05)。(4)ELISA检测显示,与对照组比较,TNF-α组IL-6及IL-1β明显升高(P<0.05),与TNF-α组比较,80μmol/L大黄素组IL-6及IL-1β水平明显下降(P<0.05)。(5)RT-PCR法显示,与对照组比较,TNF-α组PTGS2、p38MAPK的mRNA表达上调,而CASP3表达水平降低(P<0.05)。与TNF-α组比较,80μmol/L大黄素组PTGS2、p38MAPK表达明显下降(P<0.05),CASP3表达水平明显升高(P<0.05)。(6)WB法显示,与对照组比较,TNF-α组NF-kB蛋白表达水平明显升高(P<0.05),与TNF-α组比较,80μmol/L大黄素组明显降低(P<0.05)。(7)高通量RNA测序分析显示,大黄素主要通过细胞因子、趋化因子受体等途径调控经TNF-α诱导的大鼠FLS细胞。结论:TNF-α诱导MH7A细胞增殖,而大黄素能明显抑制细胞增殖和IL-6、IL-1β等炎症因子,并下调PTGS2、p38MAPK和上调CASP3表达水平,调节NF-κB信号通路,其作用为治疗类风湿性关节炎的可能机制,为后续进一步研究提供思路和借鉴。
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