螺旋藻治疗类风湿关节炎的代谢组学解析:开启抗风湿新征程

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 3.1

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  类风湿关节炎(RA)治疗面临困境,现有药物存在安全隐患。研究人员开展螺旋藻(S. platensis)对 RA 作用机制的研究。结果发现螺旋藻可改善 RA 大鼠症状,调节代谢通路。这为 RA 治疗提供新方向,有望推动更安全有效的治疗策略。

  类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis,RA)是一种令人痛苦的自身免疫性疾病,它如同隐藏在身体里的 “破坏者”,不断侵蚀着关节,引发持续的滑膜增生、关节退化和骨质侵蚀 。目前,用于治疗 RA 的药物,像非甾体抗炎药(Non-steroidal Anti-inflammatory Drugs,NSAIDs)、糖皮质激素和改善病情抗风湿药(Disease-modifying Anti-rheumatic Drugs,DMARDs),虽然能在一定程度上缓解症状,但却伴随着诸多令人担忧的副作用,比如胃肠道出血、心血管毒性、肝毒性等,这让患者在治疗过程中苦不堪言,也促使科研人员急切地寻找更安全有效的替代疗法。
在此背景下,来自埃及亚历山大大学药学院生药学系等机构的研究人员,将目光投向了螺旋藻(Spirulina platensis)。螺旋藻富含多种生物活性化合物,在应对炎症性疾病方面展现出巨大潜力,可此前其对 RA 的治疗机制在代谢层面却尚不明确。于是,研究人员开展了一项深入研究,希望能揭开螺旋藻治疗 RA 的神秘面纱,该研究成果发表在《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先构建了 RA 大鼠模型,用完全弗氏佐剂(Complete Freund’s Adjuvant,CFA)诱导大鼠患上 RA。接着,采用血清代谢组学技术,通过超高效液相色谱 - 串联质谱(UPLC-MS/MS)分析,结合化学计量学和 MetaboAnalyst 5.0 通路分析,来寻找潜在的生物标志物和受调节的代谢通路。同时,还进行了一系列生化指标检测和组织病理学检查。

下面来看看具体的研究结果:

  • 关键成分与剂量筛选:螺旋藻提取物含有多种生物活性化合物,经初步研究确定 400mg/kg/day 的剂量对缓解 RA 大鼠症状效果较好。
  • 对关节肿胀的影响:与正常大鼠相比,RA 模型大鼠后爪肿胀明显加重,而给予螺旋藻提取物或甲氨蝶呤(Methotrexate,MTX)治疗后,后爪肿胀程度显著降低,表明螺旋藻能有效缓解 RA 大鼠的疼痛和炎症。
  • 对血清生化指标的影响:在肝肾功能方面,RA 模型大鼠血清中的丙氨酸氨基转移酶(Alanine Aminotransferase,ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(Aspartate Aminotransferase,AST)、肌酐和尿素水平显著升高,MTX 治疗会进一步加剧这种变化,而螺旋藻治疗组的这些指标与正常组相比无明显差异,说明螺旋藻能维持正常的肝肾功能。在氧化应激和炎症指标上,RA 模型大鼠血清中的丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量升高,超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)等抗氧化酶水平降低,类风湿因子(Rheumatoid Factor,RF)、单核细胞趋化蛋白 1(Monocyte Chemotactic Protein 1,MCP-1)、肿瘤坏死因子 α(Tumor Necrosis Factor α,TNF-α)和白细胞介素 6(Interleukin 6,IL-6)等炎症因子水平升高 。螺旋藻治疗后,MDA 含量下降,抗氧化酶水平上升,炎症因子水平降低,有效改善了氧化应激和炎症状态。
  • 对组织病理学的影响:正常大鼠踝关节组织形态正常,而 RA 模型大鼠出现严重滑膜炎,表现为炎症细胞浸润、滑膜增生、血管增多、软骨和骨侵蚀等。MTX 治疗后,病理症状明显减轻,螺旋藻治疗组也有一定程度的改善,关节炎症和组织损伤减轻。
  • 血清代谢组学研究:通过 PCA 和 OPLS-DA 分析,发现螺旋藻能调节 RA 大鼠紊乱的内源性代谢物。研究鉴定出 28 种与 RA 相关的内源性代谢物,螺旋藻干预后,20 种生物标志物趋于恢复正常水平。代谢通路分析表明,这些代谢物主要涉及氨基酸代谢、脂质代谢、能量代谢等多个代谢途径,螺旋藻可调节这些代谢途径来缓解 RA 症状。

在研究结论和讨论部分,螺旋藻提取物凭借其丰富的生物活性化合物,如黄酮类、脂肪酸、间苯三酚和类胡萝卜素等,能够协同发挥作用,调节氧化应激、炎症反应以及肝肾功能,还能有效调节与 RA 发病机制相关的代谢物及其代谢途径,使其趋于正常状态。这一研究成果意义重大,为螺旋藻在 RA 辅助治疗中的更广泛、更合理应用提供了坚实的理论基础。不过,目前螺旋藻产品在临床试验中还面临着生物利用度、流动性和持续效果等问题。未来,还需要结合基因组学和蛋白质组学分析,进一步深入探究从上游基因通路到下游代谢通路的完整机制,同时研究螺旋藻对其他生物流体(如尿液和滑液)代谢的影响,从而更全面地揭示螺旋藻治疗 RA 的机制,为临床治疗带来新的希望。

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