基于血清药物化学、网络药理学及细胞实验探究壮骨健膝方治疗膝骨关节炎的药效物质
Study on the Pharmacodynamic Substances of Zhuanggu Jianxi Recipe in the Treatment of Knee Osteoarthritis Based on Serum Pharmacochemistry,Network Pharmacology and Cell Experiment
摘要目的 探究并验证壮骨健膝方(骨碎补、杜仲、秦艽、独活等组成)治疗膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)的药效物质.方法 基于壮骨健膝方药物成分自建数据库,采用超高效液相串联三重四级杆质谱技术(ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)定性定量检测壮骨健膝方入血成分;通过TCMSP、SwissTargetPrediction、SEA和Batman-TCM数据库筛选入血成分靶点,以"knee osteoarthritis"为关键词在GeneCards、OMIM、Drugbank数据库搜索膝骨关节炎相关靶点,将二者取交集后,通过Cytoscape软件构建入血成分-膝骨关节炎作用靶点网络,STRING平台构建蛋白互作网络,寻找核心成分与靶点;通过DAVID数据库对靶点进行基因本体(GO)功能富集和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;通过细胞实验,以核心成分在血清中的浓度干预炎症滑膜巨噬细胞、退变软骨细胞模型,ELISA法检测细胞上清中膝骨关节炎核心靶点指标的含量.结果 在壮骨健膝方含药血清中定性定量检测出6种原型入血成分,各成分及浓度分别为龙胆苦苷(1 002.02±51.60)ng·mL-1,佛手柑内酯(448.50±13.35)ng·mL-1,阿魏酸(225.60±9.61)ng·mL-1,獐牙菜苦苷(68.49±4.62)ng·mL-1,柚皮苷(2.34±0.09)ng·mL-1,柚皮素(1.69±0.07)ng·mL-1;6种入血成分靶点406个,膝骨关节炎疾病靶点2 492个,交集靶点155个,度值排前3位的核心成分分别是阿魏酸、柚皮素、龙胆苦苷,核心靶点包括肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)、白细胞介素1β(interleukin-1 beta,IL-1β)、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)、丝裂原活化蛋白激酶3(mitogen-activated protein kinase 3,MAPK3)等;功能富集分析表明,壮骨健膝方通过多途径发挥其在膝骨关节炎中的药理作用,主要涉及炎症反应、凋亡过程、脂多糖的反应等;细胞实验结果显示,与模型组比较,阿魏酸组、柚皮素组、龙胆苦苷组均可明显抑制炎症滑膜巨噬细胞上清中IL-1β、TNF-α表达(P<0.05);三者均可明显抑制退变软骨细胞上清中MMP-3、MMP-13表达(P<0.05).结论 通过血清药物化学、网络药理学及细胞实验三方面的相互印证,揭示了阿魏酸、柚皮素、龙胆苦苷可能是壮骨健膝方治疗膝骨关节炎的核心药效物质,为该方深入开发和应用提供了客观依据.
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