双氢青蒿素通过直接结合IL-1β并抑制NLRP3炎性小体通路发挥骨关节炎抗炎及软骨保护作用

《European Journal of Medical Research》：Network pharmacology-guided identification of IL-1β as a target for dihydroartemisinin-mediated anti-osteoarthritic effects: validation in chondrocyte and ACLT mouse models

　　

摘要

背景

骨关节炎（OA）是一种高发的退行性关节疾病，目前疾病修饰治疗手段有限。双氢青蒿素（DHA）是青蒿素的衍生物，具有抗炎活性，在多种炎症性疾病中显示出治疗潜力。DHA是否与骨关节炎中主要的炎症介质白细胞介素-1β（IL-1β）发生相互作用，以及其与炎性小体信号通路的关系尚不明确。

方法

采用网络药理学和分子对接技术筛选与骨关节炎相关的候选DHA靶点。用IL-1β（10 μg/mL）刺激小鼠原代软骨细胞，并用DHA（40 μM）处理。建立前交叉韧带切断术（ACLT）诱导的小鼠骨关节炎模型，采用DHA治疗（10 mg/kg，腹腔注射，隔日一次，持续六周）。通过Western blot、酶联免疫吸附测定（ELISA）和免疫组织化学检测炎症和软骨基质标志物，通过H&E染色和番红O-固绿染色评估软骨退变。利用裂解液为基础的细胞热位移测定法（CETSA）检测DHA与IL-1β的靶点结合，并通过检测NLRP3、ASC和剪切型caspase?1评估炎性小体信号通路。

结果

网络药理学分析共鉴定出239个DHA相关靶点和2077个骨关节炎相关靶点，其中有72个重叠靶点。IL-1β在枢纽候选靶点中被优先排序，分子对接预测DHA与IL-1β之间存在良好的相互作用（结合能为?6.5 kcal/mol）。在IL-1β刺激的软骨细胞中，DHA降低了iNOS、COX-2、TNF-α、IL-6、MMP-13和ADAMTS-5的表达，同时恢复了聚集蛋白聚糖（aggrecan）和II型胶原蛋白（collagen-2）。在ACLT诱导的骨关节炎小鼠中，DHA改善了软骨组织学结构，并减少了炎症和分解代谢蛋白的变化。在筛选的枢纽蛋白中，DHA还降低了IL-1β的蛋白丰度。在裂解液为基础的CETSA实验中，DHA提高了IL-1β的热稳定性，支持其与靶点的直接结合。此外，DHA还降低了IL-1β刺激的软骨细胞中NLRP3、剪切型caspase?1和ASC的表达，表明NLRP3炎性小体信号通路被抑制。

结论

本研究数据支持DHA的抗炎和软骨保护作用是以IL-1β为核心的机制，涉及DHA对IL-1β靶点的直接结合以及NLRP3炎性小体信号通路的抑制。这些发现为进一步评估DHA作为骨关节炎药物重定位候选药物提供了机制依据。