网络药理学揭示仙灵骨葆方剂对骨关节炎炎症的作用机制

推荐 为解决非甾体抗炎药（NSAIDs）治疗骨关节炎（OA）的副作用及无法改变疾病进程的问题，研究人员开展了仙灵骨葆（XLGB）方剂对OA炎症作用机制的研究。通过整合网络药理学与实验验证，发现XLGB通过调节IL-6、IL-1β、TNF-α、PTGS2、MMP-9及NF-κB通路发挥抗炎作用，为其临床应用提供了理论支持。

　　

论文解读
骨关节炎（Osteoarthritis, OA）是一种常见的年龄相关性退行性关节疾病，其特征是关节软骨的进行性退化，伴随软骨下骨硬化和病理性重塑。然而，OA的确切病因机制尚未完全明了。目前，临床管理主要依赖于药物干预，如非甾体抗炎药（NSAIDs）和阿片类镇痛药，以及手术方法，如截骨术、关节置换术和关节融合术。这些治疗方法常伴有不良副作用，包括手术并发症和心血管风险。鉴于OA与关节组织内的持续炎症反应密切相关，各种免疫细胞驱动的促炎细胞因子和趋化因子、滑膜反应、免疫细胞浸润及炎症通路的激活均促进OA的进展。传统中医（Traditional Chinese Medicine, TCM）因其副作用小、疗效显著且成本效益高，广泛应用于OA的临床治疗。仙灵骨葆（Xianlinggubao, XLGB）方剂由六种草药组成，已被证明在治疗骨质疏松症、无菌性骨坏死、OA和骨折等方面有效。临床研究表明，XLGB可增强超氧化物歧化酶活性，降低丙二醛和一氧化氮（NO）水平，并抑制OA患者体内C反应蛋白、TNF-α和IL-6等敏感生物标志物的表达。然而，XLGB在OA中的活性成分及其具体的抗炎靶点尚不清楚。系统药理学方法结合系统生物学、化学信息学、生物信息学、多向网络生物学和传统药理学，已被用于识别TCM配方中的活性化合物并预测其作用机制。本研究采用网络药理学结合生物信息学分析，预测XLGB在OA中的抗炎靶点，并通过实验验证这些靶点，为未来的临床应用提供见解。

研究人员首先通过TCMSP、ETCM和SymMap数据库收集了XLGB的化学成分，并使用药物相似性（Drug-likeness, DL）和口服生物利用度（Oral bioavailability, OB）作为筛选标准，最终确定了55种活性化合物。接着，利用STITCH、SEA、SymMap和ChEMBL数据库预测这些化合物的靶点，共识别出475个与XLGB活性化合物相关的靶点。通过差异表达分析，从GSE1919数据集中筛选出1893个差异表达基因（Differentially expressed genes, DEGs），并进一步筛选出与OA相关的炎症靶点，最终确定了125个OA炎症相关基因。

为阐明XLGB在OA治疗中的分子机制，研究人员构建了化合物-靶点网络和蛋白质-蛋白质相互作用（Protein-protein interaction, PPI）网络，并通过网络分析识别出PTGS2、IL-1β、TNF-α、IL-6和MMP-9这五个关键基因作为枢纽基因。功能富集分析表明，这些靶点主要富集在与炎症、免疫反应和细胞分化相关的信号通路中，特别是NF-κB信号通路在调控炎症相关基因转录中起核心作用。

分子对接和动力学模拟进一步验证了XLGB活性化合物与关键靶点的结合亲和力。实验结果显示，(2R)-3-(3,4-二羟基苯基)-2-[(Z)-3-(3,4-二羟基苯基)丙烯酰]氧基丙酸对PTGS2的结合亲和力最强，而Anhydroicaritin对IL-6、IL-1β和TNF-α均表现出强结合亲和力。此外，UPLC/TOF-MS分析鉴定出XLGB提取物中的34种化合物，包括新发现的Cycloolivil和Timosaponin A-III。

为验证XLGB的抗炎作用，研究人员使用RAW264.7细胞进行实验。结果显示，XLGB提取物在不同浓度下均无细胞毒性，并显著降低了LPS诱导的NO产生。此外，XLGB显著下调了PTGS2、IL-1β、IL-6、MMP-9和TNF-α的mRNA表达水平，并抑制了NF-κB信号通路的激活。

研究结论表明，XLGB通过多成分、多靶点的协同作用机制，显著抑制OA相关的炎症反应，特别是在调节PTGS2、IL-1β、TNF-α、IL-6、MMP-9和NF-κB信号通路方面表现出显著效果。这些发现为XLGB在OA治疗中的临床应用提供了理论基础，并为未来的研究指明了方向。

本研究的重要意义在于，通过整合网络药理学与实验验证，系统揭示了XLGB在OA治疗中的抗炎机制，为其作为低副作用治疗策略的开发提供了科学依据。未来研究将聚焦于动物模型的体内验证、单细胞测序技术的应用以及多中心临床试验的开展，以进一步评估XLGB的长期安全性和疗效。