基于炎症-免疫多靶标和代谢组学的穿山龙抗类风湿性关节炎主效成分群发现及作用机制研究

Rheumatoid arthritis is a chronic, immune-mediated disease characterised by a deforming symmetrical polyarthritis of varying extent and severity. Dioscorea nipponica Rhizoma, a commonly used Chinese herbal medicines derived from Dioscorea genus, has significantly effective for the treatment of rheumatoid arthritis according to the modern pharmacological studies and clinical applications. However, the effective components and mechanism of Dioscoreae nipponicae Rhizoma in the treatment of rheumatoid arthritis are not clear. Guided by the holistic concept of Traditional Chinese Medicine, this project researches on the effective components combination and mechanism of Dioscoreae nipponicae Rhizoma in the treatment of rheumatoid arthritis. After chemical profiling of Dioscoreae nipponicae Rhizoma，the “active components fishing and knockout” technique, combined with inflammatory and immune multi-targets high-throughput screening model, is applied to discover and confirm the effective components combination of Dioscoreae nipponicae Rhizoma for the treatment of rheumatoid arthritis. Furthermore, the mechanism of the effective components combination of Dioscoreae nipponicae Rhizoma in curing rheumatoid arthritis was investigated based on metabolomics approach. This project would be helpful for the clinical application of Dioscoreae nipponicae Rhizoma, and provide new technology and methods for investigation of the effective components and mechanisms of Traditional Chinese Medicines.

类风湿性关节炎是一种以关节滑膜炎为特征的慢性全身性自身免疫性疾病，是目前严重威胁人类健康的疾病之一。穿山龙为治疗类风湿性关节炎常用中药，但其抗类风湿性关节炎的药效物质基础和作用机制尚未阐明。本项目以中医药整体观为指导，融合多学科技术手段，针对穿山龙抗类风湿性关节炎作用，基于炎症-免疫多靶标和代谢组学技术，开展穿山龙抗类风湿性关节炎主效成分群发现及作用机制研究。在系统表征穿山龙体内外化学成分的基础上，建立炎症-免疫多靶标高通量筛选模型，结合“活性成分（群）缺失-捕获”技术，快速发现与确认穿山龙抗类风湿性关节炎主效成分群；进一步应用代谢组学技术，从整体上探讨穿山龙主效成分群抗类风湿性关节炎的整合作用机制。通过以上研究，以期为穿山龙抗类风湿性关节炎的临床应用提供数据支撑，为从穿山龙中开发治疗类风湿性关节炎的创新药物奠定物质基础，为中药药效物质基础及作用机制研究提供新方法与新思路。

类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis）是一种以关节滑膜炎为特征，关节炎和关节外病变为主要临床表现的慢性全身性自身免疫性疾病，是目前严重威胁人类健康的疾病之一。穿山龙（Dioscoreae nipponicae Rhizoma）为薯蓣科薯蓣属植物穿龙薯蓣（Dioscorea nipponica Makino）的干燥根茎，具有祛风除湿，舒筋通络，活血止痛等功效。穿山龙为治疗类风湿性关节炎常用中药，但其药效物质基础和作用机制尚未明确。本项目基于前期的研究基础和技术积累，应该多种技术手段，开展穿山龙抗类风湿性关节炎主效成分群发现及作用机制研究。首先，应用高效液相色谱质谱联用方法系统表征了穿山龙药材化学成分，并对其主要活性甾体皂苷类成分进行了定量分析，明确了穿山龙化学物质基础。采用巨噬细胞炎症模型、二甲苯致小鼠耳廓肿胀模型、角叉菜致大鼠足肿胀模型、佐剂型关节炎大鼠模型等多种体内外模型对穿山龙药理作用进行了研究，结果表明穿山龙药材表现出良好的抗急性炎症、镇痛及免疫调节作用。在化学物质基础表征和抗类风湿关节炎药理作用研究的基础上，建立谱效关系分析模型，结合“活性成分（群）缺失-捕获”技术，筛选出了protodioscin、dioscin和gracillin三个甾体皂苷类成分可能为穿山龙抗类风湿性关节炎的活性成分群。采用代谢组学方法对穿山龙及其活性成分群的抗类风湿关节炎作用进行了研究，结果表明穿山龙及其活性成分群对大鼠类风湿关节炎起到了正向干预作用，对大鼠类风湿关节炎有一定的防治作用。而且从代谢组学角度分析，二者对于类风湿性关节炎的防治作用相似，进一步证明了protodioscin、pseudoprotodioscin、dioscin和gracillin是穿山龙中抗类风湿关节炎的活性成分群。通过以上研究，初步明确了穿山龙药材化学物质基础及其抗类风湿关节炎药理作用，并探索了其抗类风湿关节炎的活性成分群及作用机制，为穿山龙抗类风湿性关节炎的临床应用提供数据支撑，为后续制定科学合理的穿山龙质量标准奠定了良好基础，同时也为中药药效物质基础及作用机制研究提供了技术方法与研究思路。