《Letters in Drug Design & Discovery》：Quercetin, the primary active component of
Uncaria Rhynchophylla, alleviates atopic dermatitis through the PPARD pathway: Integrating network pharmacology prediction and experimental validation
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背景：特应性皮炎（atopic dermatitis, AD）是一种常见的炎症性皮肤病，发病机制复杂。天然黄酮类化合物在许多人类疾病中展现出强大的抗炎和抗氧化特性。本研究评估了植物源性多酚黄酮类化合物槲皮素（Quercetin）在人角质形成细胞AD模型中的潜在
背景：特应性皮炎（atopic dermatitis, AD）是一种常见的炎症性皮肤病，发病机制复杂。天然黄酮类化合物在许多人类疾病中展现出强大的抗炎和抗氧化特性。本研究评估了植物源性多酚黄酮类化合物槲皮素（Quercetin）在人角质形成细胞AD模型中的潜在生物活性作用。
方法：从TCMSP数据库检索钩藤（Uncaria rhynchophylla, URC）的活性化合物和靶点；利用Swiss Target Prediction平台进行靶点预测；从GeneCards数据库收集AD相关靶点；采用加权基因共表达网络分析（WGCNA）鉴定AD相关基因模块；通过机器学习算法筛选枢纽基因。利用免疫浸润分析（CIBERSORT）和基因集富集分析（GSEA）评估枢纽基因与JAK1-STAT6通路内免疫细胞亚群的关系。通过蛋白互作网络（STRING）、分子对接和分子动力学（MD）模拟验证Angustidine-HSD11B1和槲皮素-PPARD的结合。采用CCK-8法检测HaCaT细胞活力；通过Western blot分析Claudin-1、Occludin、ZO-1及JAK1-STAT6活化水平；采用ELISA检测IL-6、IL-8、TNF-α、CXCL10、CCL20和TSLP水平；通过检测ROS水平（DCFH-DA法）和MDA含量评估氧化应激。
结果：研究发现AD与URC共有132个共同基因。WGCNA确定了与AD紧密相关的tan模块（r=0.73）和red模块（r=-0.64, p<0.05），机器学习筛选出BCL2、HSD11B1和PPARD作为与免疫浸润和通路活化相关的枢纽基因（p<0.05）。PPI网络分析、分子对接和MD模拟显示，Angustidine与HSD11B1的结合比槲皮素与PPARD的结合更具灵活性。槲皮素抑制了JAK1-STAT6通路，遏制了氧化和炎症级联反应，恢复了HaCaT屏障功能并重新平衡了Th1/Th2应答（均p<0.05），而PPARD过表达则抵消了这些益处并加重了炎症（p<0.05）。
结论：多组学整合分析确定PPARD、HSD11B1和BCL2为AD的潜在关键基因，本研究进一步初步阐明了槲皮素通过靶向PPARD/JAK1-STAT6轴发挥抗炎作用的分子机制。
论文解读：槲皮素通过PPARD/JAK1-STAT6轴缓解特应性皮炎的机制研究
一、研究背景与意义
特应性皮炎（atopic dermatitis, AD）是一种慢性、复发性炎症性皮肤病，全球约20%的儿童受累。其发病率持续上升、病程迁延且带来沉重的社会经济负担，已成为重大公共卫生挑战。尽管以Th2和Th22失衡为主的免疫失调、表皮屏障破坏以及皮肤微生物生态失调等机制已被广泛认知，但连接这些事件的分子网络仍不清晰。因此，亟需开发能够同时调控多个致病节点且安全性更优的新一代治疗药物。
钩藤（Uncaria rhynchophylla, URC）作为一种常用中药，含有多种生物活性成分，但其在AD治疗中的应用尚缺乏明确的实验证据。槲皮素（Quercetin）是URC的主要活性成分之一，是一种基于黄酮骨架的天然生物活性黄酮类化合物，已被证实具有抗氧化、抗炎等作用，并在MC903诱导的AD小鼠模型中显示出抗炎效果。然而，槲皮素在AD中的作用机制仍需深入探索。
本研究旨在通过整合网络药理学、分子对接和多组学策略，系统阐明URC及其潜在活性成分在AD中的治疗机制，探索它们作为同时调控多节点、多通路的下一代天然治疗先导化合物的潜力。
二、主要技术方法概述
研究人员综合运用了以下关键技术方法：通过TCMSP数据库和Swiss Target Prediction平台获取URC活性成分及靶点；利用GeneCards数据库收集AD相关基因；采用加权基因共表达网络分析（WGCNA）识别AD相关基因模块；应用LASSO回归、随机森林和支持向量机三种机器学习算法筛选枢纽基因；使用CIBERSORT算法评估22种免疫细胞亚群的浸润丰度并进行Spearman相关性分析；通过STRING数据库构建蛋白互作（PPI）网络；采用AutoDock Vina进行半柔性分子对接并使用iMOD服务器进行分子动力学（MD）模拟。所有分析均在R v4.3.1环境中完成。
三、研究结果
3.1 靶点筛选与交集获取
研究人员将TCMSP和Swiss Target Prediction获得的URC相关靶点合并去重后得到617个基因，与GeneCards数据库中排名前1000的AD相关基因取交集，获得132个重叠基因。
3.2 WGCNA鉴定AD相关基因模块
层次聚类分析显示正常皮肤与AD皮肤样本的转录谱可有效区分。在软阈值功率设为9时，网络满足无尺度分布（R2=0.863）。tan模块的特征基因与AD呈最强正相关（r=0.73），red模块则呈显著负相关（r=-0.64），表明这两个模块与AD密切相关。
3.3 机器学习筛选出三个枢纽基因：BCL2、HSD11B1和PPARD
将132个重叠基因与WGCNA鉴定的red和tan模块基因取交集，得到TGM1、PPARD、HSD11B1、BCL2和HMOX1五个基因。LASSO回归在λ_1se处保留3个非零系数，随机森林在树数量为100时交叉验证误差降至最低（0.1855）。三种算法（LASSO、SVM-RFE和随机森林）一致将PPARD、HSD11B1和BCL2列为前三位的变量，其中PPARD在所有模型中均排名第一。
3.4 枢纽基因的免疫浸润分析
差异表达分析发现AD与正常皮肤间有644个显著差异基因（525个上调，119个下调）。PPARD在GSE157194数据集中上调，而HSD11B1和BCL2下调。AD病变组织中M1巨噬细胞和CD4?记忆活化T细胞显著富集，正常皮肤则以M2巨噬细胞和调节性T细胞为主。静息肥大细胞与PPARD呈显著负相关（ρ=-0.45），与HSD11B1和BCL2呈正相关（ρ=0.32和0.38）。GSEA结果显示这三个枢纽基因介导的生物过程在AD中全局激活。
3.5 URC成分-靶点PPI网络构建
PPI网络显示PPARD与MOL000098（槲皮素）直接相连，HSD11B1与MOL008458（Angustidine）直接相连，两个独立分析路径汇聚于同一组关键靶点，增强了靶点的可靠性。
3.6 分子对接
分子对接结果显示，Angustidine与HSD11B1的THR-220残基形成氢键（距离2.8 ?），结合能为-9.5 kcal/mol；槲皮素与PPARD的CYS-293、THR-253、ILE-290、ASN-191和MET-192残基形成氢键（距离分别为2.5、1.8、2.3、2.7和2.5 ?），结合能为-8.7 kcal/mol，确认了两对配体-靶点的结合。
3.7 分子动力学模拟
MD模拟显示Angustidine-HSD11B1复合物具有更高的构象灵活性（变形能峰值约500 kJ/mol，第一模式特征值7.05×10??），而槲皮素-PPARD复合物则保持相对刚性（变形能峰值约250 kJ/mol，特征值3.50×10??）。但这些计算预测有待实验验证。
3.8 槲皮素抑制TI刺激的HaCaT细胞
在TNF-α联合IFN-γ（TI）刺激的HaCaT细胞AD模型中，槲皮素（25-75 μM）无显著细胞毒性，可恢复细胞活力，上调紧密连接蛋白Claudin-1、Occludin和ZO-1的表达，降低促炎因子（IL-6、IL-8、TNF-α）分泌，减少ROS和MDA水平，抑制JAK1-STAT6磷酸化，并下调趋化因子（CXCL10、CCL20、TSLP）表达。
3.9 PPARD逆转槲皮素的保护效应
PPARD过表达显著逆转了槲皮素对TI处理HaCaT细胞的保护作用，表现为细胞活力和紧密连接蛋白下降，炎症因子、ROS、MDA水平升高，JAK1-STAT6磷酸化增强，趋化因子表达上调。而sh-PPARD敲低不仅单独改善TI诱导的损伤，还与槲皮素产生协同保护效应。qRT-PCR结果显示槲皮素不影响PPARD mRNA水平，提示其在翻译后水平促进PPARD蛋白降解。
四、讨论与结论
本研究通过整合网络药理学、WGCNA和机器学习，系统鉴定并验证了与AD密切相关的关键基因。PPARD、HSD11B1和BCL2被确认为最具判别力的枢纽基因，其中PPARD在所有模型中均排名第一。免疫浸润分析揭示了AD患者的促炎性外周免疫状态，这三个基因的表达与特定免疫细胞亚群（如静息肥大细胞）的浸润显著相关，提示它们可能参与AD的系统性免疫失调。GSEA结果进一步证实了这三个基因介导的通路在AD中的全局激活。
分子对接和动力学模拟证实了槲皮素与PPARD的高亲和力结合，而Angustidine与HSD11B1的结合虽具更高灵活性但稳定性可能较差。体外功能研究表明，槲皮素通过抑制JAK1-STAT6信号轴及下游趋化因子表达，减轻TI刺激HaCaT细胞的氧化应激和炎症反应，修复屏障功能。PPARD过表达实验证实PPARD是槲皮素抗炎作用的关键下游靶点。
研究结论：多组学整合分析确定PPARD、HSD11B1和BCL2为AD的潜在关键基因，本研究进一步初步阐明了槲皮素通过靶向PPARD/JAK1-STAT6轴发挥抗炎作用的分子机制。这些发现不仅为AD的分子分层和诊断提供了新的候选生物标志物组合，也为开发靶向PPARD或利用槲皮素及其衍生物的AD干预策略奠定了重要的理论和实验基础。
