秦皮苷通过调节巨噬细胞极化和抑制成纤维样滑膜细胞增殖缓解类风湿关节炎

Fraxin Attenuates Rheumatoid Arthritis by Regulating Macrophage Polarization and Inhibiting Fibroblast-like Synoviocyte Proliferation.

作者信息Anjing Xu, Bao Hou, Shijie Zhang, Xiaoyue Ma, Yuanyuan Wen, Xuexue Zhu, Weiwei Cai, Jing Chen, Ma Mi, Tsedien Nhamdrie, Liying Qiu, Haijian Sun, Minhui Hua
PMID41977136
发布时间2026-03-24
DOI10.3390/ijms27072946

实验完整度

包含UPLC-Q-TOF-MS成分鉴定、网络药理学与分子对接、转录组测序、体外细胞实验(FLs和RAW264.7)、体内动物模型(IL1RA-/-小鼠)以及功能获得/缺失实验,多层次验证了机制。

主要模型

RAW264.7巨噬细胞 成纤维样滑膜细胞(FLs) 雄性IL1RA缺陷小鼠(自发性关节炎模型)

重点核对

FLs和RAW264.7细胞培养条件:DMEM+10%FBS+1%PS,37°C、5%CO2 LPS刺激浓度:1 μg/mL,处理24小时 秦皮苷处理浓度:100 ng/mL(低剂量)和1 μg/mL(高剂量) PI3K激动剂AE-18预处理浓度:10 μM,30分钟 动物分组:正常对照、模型、秦皮苷低剂量(10 mg/kg)、高剂量(30 mg/kg)、MTX(0.8 mg/kg),每组8只

摘要

五味甘露(WGL)是一种广泛用于治疗类风湿关节炎(RA)的传统方剂,但其生物活性成分的身份仍未得到充分明确。本研究采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)和非靶向血清代谢组学来表征WGL的活性成分。秦皮苷被鉴定为WGL中的主要化合物。为了研究其在RA中的治疗机制,进行了一系列计算机模拟和实验方法。网络药理学分析和RNA测序确定了热休克蛋白家族成员8(HSPA8)为秦皮苷的潜在分子靶点,并通过分子对接研究进一步验证。基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析表明,秦皮苷主要通过PI3K信号通路调节细胞凋亡来发挥作用。体外实验表明,秦皮苷显著降低了脂多糖(LPS)刺激的成纤维样滑膜细胞(FLs)和巨噬细胞中的炎症反应,并下调HSPA8表达。在体内,秦皮苷给药显著减轻了雄性IL1RA缺陷小鼠(自发性关节炎)的足爪肿胀,缓解了骨畸形,并改善了骨体积分数(BV/TV)。组织学分析证实,秦皮苷通过调节炎症微环境减轻了关节炎症。此外,秦皮苷通过调节FLs中的线粒体膜电位崩溃抑制了滑膜增生。功能实验揭示,这种调节通过抑制HSPA8/PI3K/AKT信号轴发生,从而抑制异常的FLS增殖,并有助于减缓RA的进展。

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
五味甘露中的活性成分秦皮苷是否对类风湿关节炎具有治疗作用,其分子机制是什么?
核心机制
秦皮苷通过抑制HSPA8/PI3K/AKT信号轴,调节巨噬细胞极化(促进M2型)和诱导成纤维样滑膜细胞线粒体膜电位崩溃介导的凋亡,从而抑制FLS异常增殖和迁移,减轻关节炎症和骨破坏。
主要证据
体外实验显示秦皮苷降低LPS诱导的FLs和RAW264.7细胞中炎症因子(Il6、Tnfa、Il1b)表达,上调Il10和Cd206,并抑制NF-κB通路;体内实验显示秦皮苷减轻IL1RA-/-小鼠足爪肿胀、改善骨微结构,组织学显示抑制滑膜增生;功能实验证实HSPA8过表达或AE-18可逆转秦皮苷的效应。
研究意义
该研究为秦皮苷作为RA治疗候选药物提供了实验依据,并指出未来需要临床试验评估其安全性和有效性。

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

成分鉴定与靶点预测

鉴定五味甘露中与RA治疗相关的活性成分,并预测其潜在靶点。

采用UPLC-Q-TOF-MS分析五味甘露及其五种组成药材,鉴定出秦皮苷为主要活性成分。通过网络药理学数据库预测秦皮苷靶点和RA相关靶点,取交集获得103个共同靶点,构建PPI网络,结合NIM和MCODE算法筛选核心靶点。

2

转录组测序与富集分析

识别秦皮苷处理后差异表达基因及相关信号通路。

对LPS刺激和秦皮苷处理的FLs进行RNA-seq,鉴定差异表达基因,并与靶点库取交集,发现Hspa8。通过GO和KEGG富集分析,确定凋亡、TNF和PI3K-Akt通路为关键通路。

3

分子对接与动力学模拟

验证秦皮苷与核心靶点HSPA8的结合稳定性。

利用Discovery Studio软件进行分子对接,评估Libdock和CDOCKER得分,选择最优复合物进行100 ns分子动力学模拟,通过RMSD和RMSF分析结合稳定性。

4

体外抗炎活性验证

评估秦皮苷对LPS或IL-1β刺激的FLs和RAW264.7细胞的抗炎作用。

CCK-8检测细胞活力;流式细胞术分析巨噬细胞极化;RT-qPCR检测炎症因子(Il6、Tnfa、Il1b、Il10、Cd206)和Hspa8 mRNA表达;Western blot检测NF-κB通路蛋白(p-p65、TNF-α、p-IκBα)和HSPA8蛋白水平。

5

体内疗效评估

评估秦皮苷对自发性关节炎小鼠的治疗效果。

雄性IL1RA-/-小鼠分为五组,口服给药5周,每周评估足爪肿胀评分,Micro-CT分析骨微结构,组织学染色(H&E、Saffron-O/Fast Green)评估关节病理,免疫荧光检测M1/M2巨噬细胞,ELISA检测血清TNF-α和IL-6水平。

6

机制验证

验证秦皮苷通过HSPA8/PI3K/AKT轴促进FLs凋亡的机制。

构建HSPA8过表达质粒转染FLs,检测线粒体ROS(MitoSOX)、线粒体膜电位(JC-1)、凋亡蛋白(BAX/BCL2)、OPA1表达、PI3K/AKT通路蛋白(p-AKT)以及细胞迁移(Transwell和划痕实验),并用PI3K激动剂AE-18验证通路特异性。

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
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
0.25%胰蛋白酶----
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
pcDNA3.1-HSPA8质粒GenePharma--
秦皮苷Shanghai Biotechnology Co., LTDB10713
脂多糖Sigma-Aldrich--
AE-18 (PI3K激动剂)----
甲氨蝶呤----
CCK-8试剂盒Abbkine Scientific Co., LTDKTA1020
CD206抗体Boster Biological Technology Co., LTDA02285-2
CD86抗体Boster Biological Technology Co., LTDBM4121
F4/80抗体Elabscience Biotechnology Co., LTDE-AB-F0995P
Mito-Tracker Green线粒体探针Beyotime BiotechnologyC1048
Hoechst染料Beyotime BiotechnologyC1011
JC-1染料Beyotime BiotechnologyC2006
MitoSOX Red线粒体超氧化物指示剂Thermo Scientific--
BCL2抗体----
BAX抗体----
OPA1抗体----
p-AKT抗体----
SYBR Green MixYeasen Biotechnology Co., LTD11202ES03
TRIzol试剂Beyotime Biotechnology--
TNF-α ELISA试剂盒Jiangsu Meimian industrial Co., LTDMM-47831M2
IL-6 ELISA试剂盒Jiangsu Meimian industrial Co., LTDMM-1011M2
改良番红O-固绿染色液Solarbio Technology Co., LTDG1371
牛血清白蛋白Beyotime BiotechnologyST025
FreeZol试剂Vazyme Biotechnology Co., LTDR711-01
VAHTS Universal V6 RNA-Seq文库制备试剂盒----
CO2培养箱 (Heracell VIOS 160i)Thermo Scientific--
NanoDrop分光光度计Thermo Scientific--
安捷伦2100生物分析仪Agilent Technologies--
Illumina NovaSeq 6000测序仪Illumina--
Analyze 12.0软件----

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
细胞培养
FLs和RAW264.7细胞的培养条件(培养基、血清、CO2浓度、温度)
阅读提示:见5.8节 Cell Culture and Cell Viability Assay
药物处理
LPS刺激浓度(1 μg/mL)和处理时间(24小时);秦皮苷预处理浓度(100 ng/mL或1 μg/mL)和时间(30分钟)
阅读提示:见5.8节和Figure 5、7图注
动物模型
IL1RA-/-小鼠品系、性别(雄性)、年龄(4周)、给药剂量(10 mg/kg和30 mg/kg)、给药方式(灌胃)、频率(每日一次)、治疗时间(5周)
阅读提示:见5.11节和5.12节
机制验证
HSPA8过表达质粒的构建(pcDNA3.1-HSPA8)和转染方法;AE-18浓度(10 μM)和预处理时间(30分钟)
阅读提示:见5.19节和Figure 10、11图注