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大骨节病（Kaschin-Beckdisease；KBD）是一种地方性、慢性、退行性骨关节疾病，主要表现为关节疼痛、肿胀、活动受限，严重时可导致关节畸形和功能障碍，影响患者的生活质量。大骨节病的病因复杂，与环境因素、营养缺乏、遗传因素等密切相关。在中医理论中，大骨节病属于“痹证”范畴，历代医家认为“风、寒、湿”三邪是引发痹证的重要因素，三邪侵袭人体，阻碍经络和气血的正常运行，导致病情加重。羌活作为一种传统中药方剂，源自中医对“痹证”的治疗经验。临床研究表明，羌活对大骨节病的治疗具有显著效果，不仅能缓解疼痛、减轻关节肿胀，还能改善患者的关节功能和生活质量。羌活的作用机制可能涉及镇痛、抗炎、活血化瘀等多个方面，本文拟通过网络药理学和分子对接技术探讨羌活治疗大骨节病的可能机制。

1资料与方法

通过中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）以羌活为关键词，筛选符合口服生物利用度（OB）>30%和类药性（DL）>0.18的化学成分，获取其靶点信息，并在String数据库中获得靶点基因Symbol。使用OMIM数据库以“Kaschin-Beckdisease”为关键词获取KBD相关靶点基因，预处理后，利用Venny工具绘制交集靶点的韦恩图，并通过Cytoscape3.7.2软件构建“药物-活性成分-KBD靶点”网络。为进一步分析交集靶点的相互作用，使用String数据库构建蛋白互作网络（PPI），设定物种为人类，关联水平为0.4。随后，通过Cytoscape软件进行可视化，使用Degree值识别关键靶点。将交集靶点导入Metascape数据库进行GO功能和KEGG通路富集分析，包括分子功能、细胞成分、生物过程等，使用GraphPadPrism软件可视化分析结果，展示羌活治疗KBD的主要作用通路。通过Pubchem数据库获取羌活关键活性成分的3D结构，导入AutoDock软件进行能量最小化处理。利用RCSBPDB数据库查找关键靶点的3D蛋白结构，并在AutoDock中进行去水、加氢、加电荷处理。随后使用AutoDockVina软件进行分子对接，计算最低结合能。对最低结合能最低的分子对进行分析，并通过Pymol2.4.0软件进行可视化展示。

2结果

通过TCMSP平台筛选出羌活的30个活性化合物，并注释其靶点基因，共获得74个药物靶点（见表1）。OMIM数据库中检索到234个KBD相关靶点。运用Cytoscape3.7.2构建了“药物-活性成分-疾病靶点”网络图（见图1），分析结果表明，Degree值前五的活性成分分别为β-谷甾醇、珊瑚菜内酯、香叶木素、异珊瑚菜素和欧前胡素。通过Venny工具绘制交集靶点的韦恩图（见图2），得到117个交集基因，并通过String数据库构建PPI网络（见图3）。根据Degree值排名，筛选出前十个关键靶点（见表2）。GO功能和KEGG通路富集分析结果显示，前10项功能及通路包括化学反应、细胞对化学刺激的反应、PI3K-Akt信号通路等（见图4、图5）。最终，通过分子对接分析，β-谷甾醇与关键靶点PTGS2的最低结合能为-9.5kcal·mol⁻¹，结果可视化处理见图6。

3讨论

β-谷甾醇、珊瑚菜内酯、香叶木素和异珊瑚菜素被认为是羌活中的关键成分，这些成分可能通过调控一系列基因如PTGS2、CASP3、JUN、TGFB1、BCL2、CASP8、PGR、HSP90AA1、SLC6A4和CHRM2，发挥治疗大骨节病（Kaschin-Beckdisease，KBD）的作用。PTGS2（前列腺素内过氧化物合酶2）是炎症反应中的关键酶之一，它在关节炎等疾病中表现出高水平表达。β-谷甾醇能够通过抑制PTGS2的表达，减少炎症性前列腺素的生成，从而在关节炎症中发挥显著的抗炎作用。这一机制可能在大骨节病中同样适用，帮助减轻患者的炎症反应。此外，CASP3和CASP8是细胞凋亡的主要执行蛋白酶，它们在细胞凋亡途径中起关键作用。香叶木素可能通过影响这两个基因的表达，调节软骨细胞的凋亡，进而减缓软骨细胞的死亡和组织的退化，保持关节功能的稳定。JUN基因参与了多种细胞过程，包括细胞增殖、分化和凋亡，是调控细胞行为的重要因子之一。珊瑚菜内酯可能通过抑制JUN的过度激活，防止细胞异常增殖以及炎症反应的加剧，从而保护关节健康。TGFB1（转化生长因子-β1）在调节细胞外基质生成和组织修复中扮演着重要角色，异珊瑚菜素可能通过调节TGFB1的信号通路，促进软骨的修复与再生，从而改善大骨节病患者的病情。BCL2基因是抗凋亡基因家族中的一员，通过抑制细胞凋亡来保护细胞。其在关节软骨细胞中的表达可能对维持细胞存活至关重要。通过调节BCL2基因的活性，羌活中的成分或许能够防止软骨细胞的过早凋亡，从而减缓大骨节病的进展。与此同时，HSP90AA1（热休克蛋白90α）在细胞应激反应中起到保护作用，珊瑚菜内酯可能通过调节HSP90AA1的表达，增强细胞对环境应激的耐受性，帮助细胞在不利条件下存活。PGR（孕酮受体）和CHRM2（毒蕈碱乙酰胆碱受体M2型）则可能参与调节炎症反应和神经传递的过程。PGR在炎症调节中发挥作用，而CHRM2则在神经传递过程中对炎症和疼痛的感觉有影响。羌活中的活性成分可能通过这些基因的调控作用，缓解大骨节病引起的关节疼痛和炎症反应，改善患者的生活质量。SLC6A4（血清素转运蛋白）与情绪和疼痛调控密切相关，通过调节SLC6A4的表达，羌活可能对KBD患者的疼痛管理产生积极影响，减轻其长期疼痛的困扰。

综合来看，羌活中的这些关键成分通过调控PTGS2、CASP3、JUN、TGFB1、BCL2、CASP8、PGR、HSP90AA1、SLC6A4和CHRM2等基因，影响多条生物学信号通路，包括炎症反应、细胞凋亡、细胞外基质重塑和神经传递等，从而在缓解大骨节病的症状、减轻炎症、延缓软骨退变以及保护软骨细胞方面可能发挥着重要的作用。这些作用机制为进一步开发和应用羌活治疗大骨节病提供了理论支持，也提示了基础实验和临床研究的重要性，以进一步验证这些潜在机制的有效性和安全性。

基金编号：XZ2019RZ-ZY53（Z）；

项目名称：亚硒酸钠联合硫酸氨基葡萄糖治疗青少年早期大骨节病的临床疗效观察；