苦参碱通过靶向NAV2-Wnt3a/β-catenin轴协调调控炎症-骨溶解循环改善类风湿关节炎的分子机制研究

Study on the molecular mechanism of matrine in improving rheumatoid arthritis by targeting the NAV2-Wnt3a/β-catenin axis to coordinately regulate the inflammatory-osteolytic loop.

作者信息Qianyu Guo, Meie Liang, Zhen Li, Jie Li, Ke Xu, Liyun Zhang
PMID40936889
发布时间2025-08-27
DOI10.3389/fimmu.2025.1646918

实验完整度

包含动物模型建立、组织病理、Micro-CT、ELISA、qRT-PCR、Western blot及免疫组化等多项实验验证,但缺乏细胞及分子机制的直接干预证据。

主要模型

牛Ⅱ型胶原诱导的Wistar大鼠关节炎(CIA)模型

重点核对

CIA模型建立:牛Ⅱ型胶原与弗氏完全佐剂乳化后皮内注射,剂量0.5 mL/只 给药方案:MAT 150 mg·kg·d灌胃,MTX 0.9mg/kg.d灌胃,持续4周 检测指标:关节炎评分、足趾容积、Micro-CT骨参数(BMD、BV/TV、Tb.Th、Tb.N、Tb.Sp) 炎症因子:血清TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17A、IL-10、IL-13水平(ELISA) 关键通路分子:关节组织中NAV2、Wnt3a、β-catenin的mRNA和蛋白表达

摘要

背景:类风湿关节炎(RA)的发生发展与Wnt3a/β-catenin信号通路的异常激活导致的骨侵蚀密切相关。然而,天然产物如何在分子水平上靶向调控该通路仍不清楚。本研究聚焦于新型神经元导向蛋白NAV2在RA中的作用,并系统分析苦参碱(MAT)的免疫调节机制。方法:通过牛Ⅱ型胶原和弗氏佐剂联合诱导建立Wistar大鼠Ⅱ型胶原诱导的关节炎(CIA)模型。共24只大鼠随机分为四组:正常对照组(NOR)、模型组(CIA)、甲氨蝶呤治疗组(MTX)和苦参碱治疗组(MAT)。灌胃给药持续四周。检测踝骨骨密度(BMD)、骨小梁厚度(tb.th)等相关指标。通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清炎性因子的动态平衡。利用Micro-CT三维重建评估关节骨破坏。采用苏木精-伊红(HE)染色和O-快绿染色评估滑膜炎症和关节软骨损伤程度。运用qRT-PCR和Western blotting检测大鼠关节中NAV2、Wnt3a和β-catenin的mRNA及蛋白表达水平。结果:MAT显著降低CIA大鼠的关节炎指数(p<0.01),有效改善关节骨侵蚀和滑膜炎症浸润。MAT系统性降低促炎细胞因子水平,同时升高抗炎细胞因子水平。MAT组与NOR组在肝肾功能方面无显著统计学差异(p>0.05)。MAT显著抑制关节中NAV2、Wnt3a和β-catenin的mRNA及蛋白表达(均p<0.05)。MAT干预后,这三个分子的阳性面积显著减少(p<0.01)。结论:通过靶向抑制NAV2-Wnt3a/β-catenin信号转导通路,MAT发挥双重调节作用以恢复炎性细胞因子网络的平衡。此外,MAT无肝毒性或肾毒性,从而为天然药物治疗自身免疫疾病的干预提供了新的候选分子和机制靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
苦参碱如何通过调控NAV2-Wnt3a/β-catenin轴改善类风湿关节炎的炎症和骨破坏?
核心机制
苦参碱通过抑制NAV2-Wnt3a/β-catenin信号通路的表达,协调调节炎症因子网络,恢复促炎与抗炎因子的平衡,同时减少骨侵蚀,从而改善RA。
主要证据
在CIA大鼠模型中,MAT显著降低关节炎指数和足趾容积,改善关节病理和骨微结构,降低血清促炎因子(TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17A)升高抗炎因子(IL-10、IL-13),并下调关节中NAV2、Wnt3a、β-catenin的mRNA和蛋白表达(qRT-PCR、Western blot、免疫组化)。
研究意义
MAT作为天然药物候选分子,通过抑制NAV2-Wnt3a/β-catenin轴发挥治疗RA的作用,且无明显肝肾毒性,为自身免疫疾病的天然药物干预提供新靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

CIA大鼠模型建立与分组给药

建立RA动物模型并评估MAT的治疗效果

使用牛Ⅱ型胶原与弗氏佐剂诱导Wistar大鼠CIA模型,随机分为NOR、CIA、MTX、MAT四组,灌胃给药4周,每周记录关节炎评分和足趾容积。

2

关节组织病理学评估与Micro-CT分析

评估MAT对关节炎症、软骨损伤及骨破坏的影响

对大鼠踝关节进行HE染色、Safranin O-fast green染色、Masson染色和TRAP染色,观察滑膜炎症、软骨损伤、骨侵蚀及破骨细胞数量;Micro-CT扫描并定量分析骨参数。

3

血清炎症因子检测

评估MAT对全身炎症因子平衡的影响

收集大鼠血清,通过ELISA检测TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17A、IL-10和IL-13的浓度。

4

肝肾功能安全性评价

评估MAT的肝肾毒性

检测血清ALT、AST、AKP、CRE、UREA、UA水平,并对肝、肾组织进行HE染色病理检查。

5

关键通路分子表达检测

验证MAT对NAV2-Wnt3a/β-catenin轴在转录和蛋白水平的调控

提取关节组织RNA和蛋白,通过qRT-PCR和Western blot检测NAV2、Wnt3a、β-catenin的表达;免疫组化检测其在关节组织中的定位和表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
弗氏完全佐剂Sigma-AldrichF5881
牛Ⅱ型胶原Chondrex20022
弗氏不完全佐剂Sigma-AldrichF5506
甲氨蝶呤上海上药信谊药厂有限公司197221004
苦参碱上海源叶生物科技有限公司T92781
大鼠小鼠维持饲料SpePharm Bio. Co., Ltd.SPF-F02-001
EDTA脱钙液----
改良番红O-固绿软骨染色试剂盒SolarbioG1371
光学显微镜RM2665Leica Microsystems GmbHRM2665
Skyscan 1276微型CT系统Bruker--
TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-13、IL-10和IL-17A的ELISA试剂盒酶联生物ml002859, ml003057, ml064292, ml037371, ml107039, ml037365
全自动酶标仪ELX808BioTek Instruments, Inc.ELX808
全自动生化分析仪BS-180MindrayBS-180
总RNA提取试剂盒SolarbioG1492
紫外可见分光光度计UV-1800PC上海美谱达仪器有限公司UV-1800PC
含DNase的All-in-One反转录试剂盒----
TransStart® Top Green qPCR SuperMix试剂盒US EverbrightS2024L
LightCycler 96实时荧光定量PCR仪Roche Diagnostics--
引物TsingKe Biotechnology Co., Ltd.--
裂解液Solarbio20220415
蛋白酶抑制剂混合物SolarbioA8260
BCA蛋白定量试剂盒SolarbioPC0020
硝酸纤维素膜BosterAR0135-02
兔抗NAV2抗体BIOSSbs-11892R
小鼠抗Wnt3a抗体AbmartM006228
小鼠抗β-连环蛋白(44C6)单克隆抗体AbmartM24002F
兔抗GAPDH抗体BIOSSbsm-33033M
山羊抗兔IgG抗体SolarbioSE134
山羊抗小鼠IgM抗体SolarbioK0055G
ECL底物BosterAR1172
ChemiDoc™成像系统Bio-Rad Laboratories, Inc.--
Tris-EDTA缓冲液BosterAR0023-1
DAB显色液SolarbioDA1010

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
CIA模型建立
大鼠品系、性别、周龄、体重;牛Ⅱ型胶原与弗氏佐剂比例、注射剂量、注射部位、免疫次数
阅读提示:Methods 2.1节
药物干预
MAT剂量(150 mg/kg/d)、MTX剂量(0.9 mg/kg/d)、给药途径(灌胃)、给药频率(每日)、给药时长(4周)
阅读提示:Methods 2.2节
关节病理与Micro-CT
组织固定时间、脱钙时长、切片厚度、染色试剂盒型号;Micro-CT扫描参数及分析软件(CTvox、CTan)
阅读提示:Methods 2.3和2.4节
炎症因子检测
血清分离方法(离心速度、时间)、ELISA试剂盒货号、检测波长、重复数(三复孔)
阅读提示:Methods 2.5节
NAV2-Wnt3a/β-catenin表达检测
RNA提取试剂盒、反转录反应体系、qRT-PCR循环条件、引物序列;Western blot上样量(50μg)、抗体稀释比、内参(GAPDH)
阅读提示:Methods 2.7和2.8节