银杏双黄酮通过抑制NF-κB和MAPK信号通路延缓骨关节炎进展的机制研究

编辑推荐：针对骨关节炎(OA)缺乏有效治疗药物的现状，青岛大学附属医院团队通过网络药理学和实验验证，发现天然化合物银杏双黄酮(GK)能通过抑制NF-κB/MAPK信号通路，减轻氧化应激和炎症反应，保护软骨细胞外基质(ECM)，在TBHP诱导的SW1353软骨细胞和ACLT大鼠模型中均显示出显著治疗效果，为OA治疗提供了新型候选药物。

　　骨关节炎作为全球最常见的退行性关节疾病，正困扰着超过5亿患者，但目前临床治疗仅能缓解症状而无法阻止疾病进展。这种以关节软骨退化、滑膜炎症和软骨下骨重塑为特征的复杂疾病，其发病机制与氧化应激和慢性炎症密切相关。活性氧(ROS)过度积累会破坏软骨细胞线粒体功能，激活NF-κB和MAPK等促炎信号通路，导致基质金属蛋白酶(MMPs)和ADAMTS5等降解酶表达升高，最终引发软骨细胞凋亡和细胞外基质(ECM)降解。面对这一临床挑战，青岛大学附属医院Zhu Liang等研究人员在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》发表研究，探索天然化合物银杏双黄酮(Ginkgetin, GK)的治疗潜力。

研究采用网络药理学预测结合多维度实验验证的技术路线。关键技术包括：通过网络药理学平台(瑞士靶点预测和SuperPred数据库)构建"药物-靶点-疾病"互作网络；采用TBHP诱导SW1353人软骨细胞建立体外OA模型；通过ACLT手术构建大鼠OA模型；运用MTT法检测细胞活力、Western blot分析关键蛋白表达、免疫荧光观察细胞凋亡、ELISA检测炎症因子、RNA-seq进行转录组分析等。

网络药理学分析揭示GK可能通过调控HSP90AA1、HIF1A、NFKB1等核心靶点，影响NF-κB、HIF-1和PI3K-AKT等信号通路。体外实验显示，300 μM TBHP处理4小时可使SW1353细胞活力下降50%，而5-10 μM GK预处理能显著逆转这种损伤。JC-1染色和DCFH-DA检测证实GK能维持线粒体膜电位，降低ROS水平；同时提升SOD、CAT活性并减少MDA含量，表明其具有显著抗氧化效应。Western blot结果显示GK下调促凋亡蛋白Bax、Bad和Cleaved-caspase 3，上调抗凋亡蛋白Bcl-2，并通过抑制iNOS/COX-2表达减少NO、TNF-α和IL-6等炎症因子释放。

在ECM保护方面，GK处理组的Collagen II表达显著高于TBHP组，而MMP3、MMP13和ADAMTS5等降解酶表达降低。RNA-seq分析发现GK干预后，与TBHP组相比有4691个差异表达基因，主要富集于炎症反应和细胞凋亡通路。机制研究表明GK能抑制IκBα和p65磷酸化，阻断NF-κB信号转导；同时降低p38、JNK和ERK的磷酸化水平，调控MAPK通路激活。

动物实验进一步验证了GK的疗效。ACLT手术8周后，大鼠膝关节出现典型OA病理改变，而关节腔注射GK(10 mg/kg)可显著减轻软骨侵蚀和蛋白多糖流失。组织学分析显示GK组软骨结构更完整，Safranin O染色更深；Western blot检测发现关节组织中MMP3、MMP13和ADAMTS5表达显著低于模型组。

该研究系统阐明了GK通过"抗氧化-抗炎-ECM保护"多靶点作用延缓OA进展的分子机制。其创新性体现在：首次将网络药理学与实验验证相结合揭示GK治疗OA的潜在靶点；证实GK能同时调控NF-κB和MAPK两条关键信号通路；在细胞和动物水平均获得一致疗效证据。这些发现为开发新型OA治疗药物提供了重要候选分子，也为天然产物在骨关节疾病中的应用提供了理论依据。未来研究可进一步优化给药方案，探索GK与其他抗OA药物的协同效应，并深入解析其调控氧化应激与炎症交叉对话的具体机制。