本文系一项原创研究,由来自北京大学药学院天然及仿生药物国家重点实验室团队完成,主要作者包括Peng Gao和Shuo Yuan等。文章发表在《Journal of Ethnopharmacology》期刊,正式接受日期为2025年1月9日,并于同年1月11日上线。研究以中药植物延胡索(Corydalis decumbens)为研究基础,探讨其抗类风湿性关节炎(RA,rheumatoid arthritis)和抗炎相关的分子靶点及药效成分。
类风湿性关节炎是一种全身性、持续性的自身免疫疾病,其病理特点包括滑膜增生、软骨及骨破坏等。主要致病因子为巨噬细胞等免疫细胞释放的炎症因子(如IL-6、TNF-α、IL-1β),通过TLR4(toll-like receptor 4,模式识别受体)和NF-κB相关信号通路触发炎症级联反应。然而,在RA的治疗领域,现有药物如NSAIDs(非甾体抗炎药)和生物制剂虽有一定效果,但仍存在显著的不良反应和高成本问题。
中药延胡索作为传统治疗RA的药物,已有一定的应用历史,但其抗炎分子靶点、高效成分及药理机制尚不明确。本研究的目的即是通过多层次的现代分子生物学及化学手段,明确延胡索在抗RA与抗炎中的作用靶点及相关机制。
为实现研究目标,作者们设计并执行了一套复杂的实验流程,主要包括以下步骤:
研究团队自延胡索的根茎部分提取活性物质,制备了高纯度乙醇提取物,并通过胶原诱导型关节炎(CIA,collagen II-induced arthritis)模型大鼠(SD大鼠)验证其治疗效应。在CIA大鼠中,以RA症状评分、后足肿胀体积、MRI及微CT等影像分析评价其药效,并测定血浆中关键炎症因子(如IL-6、TNF-α等)的变化情况。此外,通过组织病理学(H&E染色)观察关节滑膜病理特性。
通过热蛋白质组学(TPP,Thermal Proteome Profiling)技术,在RAW264.7小鼠巨噬细胞中筛选与延胡索提取物直接作用的关键细胞靶点。随后,使用生物层干涉技术(BLI,Bio-layer Interferometry)分析提取物各主要成分和特定靶点的结合情况,并结合面向Fosl2蛋白的点突变实验以及分子对接实验确定结合位点。
研究重点分析了延胡索中的多种主要生物碱(如protoberberine类和phthalideisoquinoline类),重点关注四氢巴马汀鹧(Tetrahydropalmatrubin,THP)的促抗炎效应。通过Western blot、荧光偏振实验及转录组学分析,明确其对炎症相关信号通路(如NF-κB、AP-1等的抑制机制)的影响。此外,分子探针及活性位点拉取实验证实了THP与AP-1核心调控因子Fosl2之间的直接结合。
采用RT-PCR(逆转录聚合酶链式反应)、ELISA(酶联免疫吸附实验)和免疫共沉淀(Co-IP,Co-immunoprecipitation)技术,分析THP在分子水平对巨噬细胞炎症水平及相关信号路径的调节作用。
实验数据表明,延胡索提取物能显著缓解CIA大鼠的关节肿胀,降低RA评分;MRI与CT影像显示,药物可修复关节损伤、减轻骨破坏。此外,ELISA数据显示,血浆中的IL-6、TNF-α、IL-1β等炎症因子水平明显下降。
研究发现,延胡索提取物可显著降低LPS(脂多糖)诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症水平,包括NO、TNF-α和IL-6的分泌,且具有显著的剂量依赖关系。进一步实验表明,这种抗炎效应通过对NF-κB转录活性及NLRP3炎症小体路径的抑制实现。
通过TPP技术筛查,研究明确Fosl2为延胡索关键成分的直接靶点。实验发现,延胡索提取物显著抑制由Fosl2主导的AP-1活性(Activator Protein-1,活化蛋白1)。BLI实验进一步证实了生物碱类物质对Fosl2的靶向结合,其中四氢巴马汀鹧(THP)的亲和值最强。
THP通过与Fosl2第Asp4位氨基酸形成氢键,增强了Fosl2与c-Jun的核内结合,从而阻断AP-1活化并抑制下游炎症基因的表达。这一作用在IL-6、MCP-1等关键因子水平得到了验证。
转录组学分析表明,THP可广泛下调炎症相关的基因(IL-6、CCL7等)及代谢调控基因(FABP4等)。分析同时表明,THP可抑制氧化磷酸化、辅助FOXO信号通路的调控,从而潜在修复RA中免疫及代谢紊乱。
本文首次明确了延胡索治疗类风湿性关节炎的分子靶点及高效成分,阐释了其抗炎机制,提出Fosl2这一“难以成药的靶点”(undruggable target)的可药用性,具有重要的学术价值。同时,THP作为潜在抗RA药物或候选化合物的开发潜力巨大,对新药研发和商业化具有积极意义。
总而言之,该研究为RA治疗领域提供了重要的新见解,不仅深化了对延胡索的药理认知,还推动了其在现代医学领域的应用潜力。