网络药理学、分子动力学和实验验证探究秦艽环烯醚萜苷抗类风湿性关节炎关键成分和作用机制

目的通过网络药理学、分子对接及实验验证探究秦艽Gentiana straminea中环烯醚萜苷抗类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)的主要成分和作用机制。方法通过文献报道和TCMSP数据收集并通过SwissADME数据库筛选环烯醚萜苷类成分,Pharmmaper数据库预测药物靶点;通过OMIM、GeneCards和TTD等数据库收集RA相关靶点,并通过Venn分析筛选出环烯醚萜苷抗RA的潜在作用靶点,通过构建蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络筛选环烯醚萜苷抗RA的核心靶点,通过基因本体(gene ontology,GO)功能及京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析预测环烯醚萜苷抗RA的作用机制。以核心靶点为受体进行分子对接和分子动力学模拟筛选出环烯醚萜苷的关键成分,通过人风湿关节炎成纤维滑膜细胞(human fibroblast-like synoviocytes in rheumatoid arthritis,HFLS-RA)进行体外实验验证。结果共收集获得18个具有类药性的环烯醚萜苷类成分、300个药物相关靶点和1641个RA相关靶点;Venn分析筛选出103个环烯醚萜苷抗RA的潜在作用靶点;PPI网络分析发现原癌基因酪氨酸蛋白激酶Src(proto-oncogene tyrosine-protein kinase Src,SRC)、丝裂原活化蛋白激酶1(mitogen-activated protein kinase-1,MAPK1)、非受体酪氨酸激酶淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶(non-receptor tyrosine kinase lymphocyte cell-specific protein-tyrosine kinase,LCK)、表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)和Ras同源基因家族成员A(Ras homolog gene family member A,RhoA)等可能是环烯醚萜苷抗RA的核心靶点;GO和KEGG富集分析结果显示磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)通路与环烯醚萜苷抗RA密切相关,环烯醚萜苷还参与调控中性粒细胞活化和脱颗粒等多种生物过程,进而调控机体免疫反应发挥抗RA的作用。分子对接确定了SRC为其中最核心的靶点,龙胆苦苷可能是环烯醚萜苷中的关键成分;分子动力学模拟显示龙胆苦苷与SRC靶点结合紧密,表明其具有通过靶向作用SRC对RA起治疗作用的可能性。体外实验结果证实龙胆苦苷可显著抑制HFLS-RA增殖(P<0.01、0.001),降低上清液中炎症因子水平(P<0.001),抑制PI3K/Akt和核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)通路的激活(P<0.05、0.01、0.001)。结论环烯醚萜苷是秦艽发挥药理作用的主要成分,其中龙胆苦苷为环烯醚萜苷抗RA的关键成分,可以通过抑制HFLS-RA增殖,降低炎症反应,调控PI3K/Akt和NF-κB信号通路进而发挥抗RA作用。