基于网络药理学及实验验证研究治疗骨关节炎的潜在药物

摘要

目的 运用网络药理学探索治疗骨关节炎(osteoarthritis,OA)的潜在药物并进行实验验证。方法 通过数据库及文献验证获取OA疾病靶点,根据候选靶点使用中药系统药理学数据库与分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)挖掘作用于以上靶点的化合物及包含化合物的中药,通过构建可视化网络,筛选核心靶点及化合物进行分子对接。根据分子对接结果选择化合物进行体外实验,选取大鼠关节软骨细胞,通过CellTiter-Glo(CTG)检测各化合物对软骨细胞活力影响,确定后续实验给药浓度。使用白细胞介素-1β(IL-1β)诱导软骨细胞建立OA细胞模型,将细胞分为对照组、OA组及给药组,使用流式细胞术检测化合物抗OA软骨细胞凋亡能力,并选择其中抗凋亡效果最显著的化合物,使用蛋白印迹法检测其对软骨细胞凋亡相关蛋白MDM2、P53、Bax表达水平的影响。结果 通过数据库检索、筛选及文献验证得到87个OA靶点,其中15个靶点匹配到符合药代动力学参数(ADME)和Lipinski筛选标准的化合物,并得到746个候选化合物,从数据库中筛选得到包含以上化合物的中药433种。通过靶点、化合物、中药可视化网络获得核心靶点前列腺素G/H合成酶2(PTGS2)、雌激素受体(ESR1)、肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素-6(IL6)、IL-1β,核心化合物28个。以上核心靶点和核心化合物分子对接结果显示,C-3位为羟基的甾体化合物与核心靶点表现出良好的对接效果,根据分子对接结果从候选化合物中选择3种C-3位为羟基的甾体化合物菜油甾醇、豆甾醇、薯蓣皂苷元进行体外实验验证其治疗OA的效果。体外实验发现,与OA组比较,菜油甾醇组、豆甾醇组和薯蓣皂苷元组OA软骨细胞凋亡率显著下降(P0.05)。结论 C-3位为羟基的甾体化合物对OA具有治疗潜能,菜油甾醇可通过调节MDM2、Bax蛋白表达水平抑制OA软骨细胞凋亡。