基于网络药理学与实验验证探索栀子苷通过JAK-STAT通路抑制类风湿关节炎炎症的分子机制

本研究针对类风湿关节炎(RA)现有治疗药物副作用大、耐药性突出的临床难题，通过整合网络药理学与实验验证方法，首次系统揭示天然化合物栀子苷(GE)通过调控EGFR/MMP-9/STAT1等12个关键靶点和IL-17/JAK-STAT信号通路，显著抑制RA成纤维样滑膜细胞(FLS)增殖及炎症因子释放，为开发新型抗RA药物提供理论依据。

　　

类风湿关节炎(RA)作为一种慢性自身免疫性疾病，全球有数百万人深受其害，患者关节持续疼痛、肿胀甚至功能丧失。当前临床主要依赖非甾体抗炎药(NSAIDs)、糖皮质激素和生物制剂等治疗手段，但这些方法普遍存在耐药性、感染风险和高昂费用等问题。更棘手的是，约30%患者对现有治疗反应不佳，迫切需要开发多靶点、低毒性的新型药物。在这一背景下，成都医学院检验医学院的研究人员将目光投向了传统中药栀子果实中的活性成分——栀子苷(Geniposide, GE)。既往研究表明，GE在糖尿病、溃疡性结肠炎等炎症性疾病中展现出卓越的抗炎和免疫调节作用，但其抗RA机制仍是未解之谜。

为破解这一科学问题，研究团队创新性地采用"干湿结合"的研究策略。首先运用网络药理学方法，通过TCMSP、SwissTargetPrediction等数据库预测GE的330个潜在靶点，结合GSE55235数据集筛选出1324个RA差异表达基因(DEGs)，最终锁定53个共同靶点。随后通过蛋白互作网络(PPI)分析鉴定出EGFR、MMP-9、STAT1等12个核心靶点，分子 docking显示GE与MAPK8结合能达-11.6 kcal/mol。实验验证阶段采用MTT法检测细胞增殖，ELISA分析炎症因子，Western blot验证JAK1/STAT1磷酸化水平，并建立胶原诱导性关节炎(CIA)小鼠模型进行体内评价。

Intersecting targets of GE and RA
研究首先构建GE的二维分子结构，通过四大数据库共筛选330个潜在靶点。从GSE55235数据集获得1324个RA相关DEGs（740个上调，584个下调），两者交叉分析确定53个共同靶点，为后续研究奠定基础。

Screening of key targets of GE against RA
通过STRING数据库构建PPI网络，运用Cytoscape拓扑分析筛选出12个关键靶点，其中CCL5和SYK的ROC曲线下面积(AUC)达1.0，显示极佳诊断价值。分子对接证实GE与这些靶点具有强结合活性，特别是与MAPK8的结合能最低（-11.6 kcal/mol），提示其可能成为主要作用靶点。

GO and KEGG enrichment analysis
功能富集分析揭示GE抗RA机制主要涉及白细胞迁移、细胞粘附等生物过程，KEGG通路分析显著富集于IL-17和JAK-STAT信号通路。这些通路与RA的滑膜增生和骨破坏密切相关，为机制研究指明方向。

Cell proliferation and toxic effects of GE on RA-FLS
MTT实验显示GE以剂量依赖性方式抑制RA-FLS增殖（48小时IC₅₀为31.76μM），且在100μM浓度下对正常HFLS无毒性，证实其良好安全性。

Effect of GE on the levels of inflammatory factors in RA-FLS
ELISA结果显示GE显著降低TNF-α刺激后的IL-17、IL-8、MMP-3等促炎因子水平（P<0.0001），其中MMP-9抑制率达68.5%，证实其抗炎效应。

Effects of GE on mRNA expression of key targets
qPCR证实GE可逆转TNF-α对8个关键靶点的调控作用，如使STAT1 mRNA表达降低2.3倍（P<0.01），PPARG表达升高1.8倍，从转录水平验证网络药理学预测。

Effects of GE on JAK-STAT signaling pathways
Western blot显示GE处理组p-JAK1和p-STAT1蛋白表达分别下降62%和57%（P<0.001），首次证实GE通过抑制JAK-STAT通路磷酸化发挥抗RA作用。

GE alleviated inflammation in CIA mice
动物实验表明120 mg/kg GE治疗14天可显著减轻CIA小鼠关节肿胀（P<0.01），HE染色显示炎性浸润减少，血清IL-17水平降低41%，疗效接近阳性药甲氨蝶呤。

这项研究首次系统阐明GE通过多靶点、多通路协同发挥抗RA作用的分子机制。其创新性体现在：1）整合生物信息学与实验验证，构建"药物-靶点-通路"多维网络；2）发现GE调控JAK-STAT通路的新功能；3）证实GE在CIA模型中的治疗潜力。相比现有JAK抑制剂（如托法替布），GE具有天然产物毒副作用小的优势，为开发新型抗RA中药制剂提供重要依据。未来研究可进一步优化GE衍生物结构，提高其生物利用度，推动临床转化应用。该成果发表于《Scientific Reports》也彰显了传统中药活性成分在现代精准医学中的独特价值。