综合剂量-效应加权方法与代谢组学揭示了干姜根茎治疗炎症性骨质疏松症的机制

《The FASEB Journal》：Integrated Dose-Effect Weighted Method and Metabolomics Reveals Mechanism of Rhizoma Drynariae for the Treatment of Inflammatory Osteoporosis

本研究通过整合剂量效应加权网络药理学与代谢组学分析，系统揭示了干鳞毛蕨根茎（RD）缓解骨质疏松（OP）的分子机制。实验证实RD的3 kDa组分（RDE-2）可有效抑制炎症微环境，并调控ER/PI3K-EP300信号通路，促进骨矿化。主要活性成分包括槲皮素-3-O-鼠李糖苷、二苯乙醇苷B2及李仁苷，其通过作用于AKT1、ESR1、Runx2等关键靶点实现治疗作用。

　　

摘要

干草根（Rhizoma Drynariae，简称RD）来源于Drynaria fortunei (Kunze) J. Sm.的干燥根茎，其潜在的治疗效果主要体现在调节炎症反应（IR）和治疗骨质疏松症（OP）方面。然而，RD通过调节炎症反应微环境来缓解OP的分子机制尚未得到充分阐明。因此，本研究旨在通过斑马鱼和细胞模型实验，评估RD对炎症反应和骨质疏松症的影响，重点关注中性粒细胞募集、骨矿化面积以及肿瘤坏死因子-α、一氧化氮、白细胞介素-6和碱性磷酸酶水平的量化。实验数据表明，3 kDa左右的RD组分（RDE-2）在斑马鱼和细胞模型中均能有效缓解炎症反应和骨质疏松症。利用新型剂量-效应加权网络药理学方法，我们确定kaempferol-3-O-rutinoside、procyanidin B2和prunin为RDE-2的主要生物活性成分，并通过非靶向代谢组学分析确定了这些成分的作用靶点。随后构建了一个包含活性成分、核心靶点、代谢靶点和代谢产物的网络，以阐明它们之间的功能相互作用。RT-qPCR分析显示，AKT1、ESR1、ESR2、MMP9、PI3K、SRC、EP300、NCOA3、Runx2和CREBBP的mRNA表达水平显著上调。研究结果表明，RD可能通过ER/PI3K-EP300信号通路调节炎症反应微环境，从而缓解骨质疏松症。通过结合剂量-效应加权网络药理学和代谢组学分析，本研究不仅扩展了现有对RD的研究，还首次阐明了ER/PI3K-EP300信号通路的作用机制，提供了新的理论解释。

图形摘要

本文系统评估了干草根在调节炎症反应和缓解骨质疏松症方面的治疗潜力，采用了体内（斑马鱼）和体外（细胞）模型。随后，通过剂量-效应加权网络药理学方法结合代谢组学分析，构建了“活性成分-核心靶点-代谢靶点-代谢产物”网络，揭示了干草根在调节炎症微环境和改善骨质疏松症中的作用机制。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。