从Wnt/β-catenin信号通路探讨透骨消痛胶囊保护关节软骨的协同作用机制

In our previous studies,the results showed Tougu Xiaotong Capsule（TGXTC） could advance the process of chondrocytes,maintain their stable phenotypes and effectively regulate the chondrocyte apoptosis. Wnt/β-catenin signaling regulates proliferation and differentiation of chondrocytes.In this work,we evaluate the effects of TGXTC and its separate components on expression of related genes in Wnt/β-catenin signaling pathway in osteoarthritis chondrocytes of SD rats in vitro and in vivo，which explore if TGXTC can effectively protect articular cartilage through regulating Wnt/β-catenin signaling pathway and the reasons of protective effect on articular cartilage. The interactions among TGXTC,its separate components and Wnt/β-catenin signaling pathway are mapped into a network by the technology of biological network. Furthermore,the synergistic effect in TGXTC is investigated by network efficiency calculation.Above work will provide a new basis for treatment osteoarthritis with traditional Chinese medicine.

本课题在前期证实透骨消痛胶囊能推动软骨细胞周期的进程、维持软骨细胞表型稳定、有效调控软骨细胞凋亡的基础上，针对软骨细胞生成和分化中有重要影响的Wnt/β-catenin信号通路进行探讨。课题采用体内外实验观察透骨消痛胶囊及其拆方对SD大鼠膝骨性关节炎软骨细胞Wnt/β-catenin信号传导通路中相关基因的影响，探讨透骨消痛胶囊是否对Wnt/β-catenin信号转导通路具有调控作用，探明其保护关节软骨的作用环节；借助生物网络技术，构建透骨消痛胶囊及其拆方和Wnt/β-catenin信号传导通路的关系网络，并通过计算打断上述网络中各中药节点的网络效率，研究复方中存在的协同作用，为中医药防治骨性关节炎提供一个新依据。

本课题在前期证实透骨消痛胶囊能推动软骨细胞周期的进程、维持软骨细胞表型稳定、有效调控软骨细胞凋亡的基础上，针对软骨细胞生成和分化中有重要影响的Wnt/β-catenin信号通路进行探讨。本项目依托蛋白质组学平台，以木瓜蛋白酶复制大鼠膝骨关节炎（knee osteoarthritis,KOA）模型，用TNF-α诱导软骨细胞模型，从体内外角度观察透骨消痛胶囊对SD大鼠膝骨性关节炎软骨细胞Wnt/β-catenin信号传导通路的影响。结果显示，透骨消痛胶囊组能降低KOA软骨中ADAMTS-5、Wnt 4、β-catenin和MMP-13表达以及凋亡软骨细胞中Wnt 4、β-catenin表达。依托分子生物学和蛋白质组学平台，以IL-1β诱导软骨细胞退变模型，观察透骨消痛胶囊及其拆方对软骨细胞Wnt/β-catenin信号传导通路的影响，在基础上，分别以透骨消痛胶囊中分成补肾柔肝药和活血祛风药所含化合物及OA靶点蛋白质作为研究对象，依托描述符计算、分子对接、生物网络等计算机模拟平台，分析二者的化学空间特征及中药-化合物-靶点网络的网络特征。结果显示，全方组、补肾柔肝药组和活血祛风药组均能降低退变软骨细胞中Wnt 4、β-catenin、MMP-13表达，且降低程度为全方组＞补肾柔肝药组＞活血祛风药组。同时补肾柔肝药和活血祛风药的化学成分在化学空间中有较大的重叠区域，但前者分布更广；在中药-化合物-靶点网络中，补肾柔肝药和活血祛风药的作用网络特征分布仅存在部分的相似之处，其网络中每个化合物的平均靶点数分别为4.3和1.9，平均每个靶点分别与2.7和1.5个化合物相关联。上述表明，透骨消痛胶囊对关节软骨的保护作用与调控Wnt/β-catenin信号通路有关，为透骨消痛胶囊临床治疗OA提供新的依据；补肾柔肝为透骨消痛胶囊治疗OA的主要治法，为从“肾主骨，肝主筋”理论治疗OA提供新的依据；基于实验建立“功效-中药-成分-作用靶点”的作用网络，从分子水平阐释了复方中补肾柔肝药和活血祛风药配伍存在的协同作用，在促进中医药现代化的理论体系构建、从中药宝库中开发创新药物等方面具有很好的应用前景。