基于多酶靶标亲和超滤偶联LC-MS联用技术靶向筛选三种常用半枫荷类药用植物抗类风湿性关节炎的物质基础及作用机制研究

Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic autoimmune disease, with high incidence, repeat, and strong harmfulness. Dendropanax dentiger, Pterospermum heterophyllum, and Semiliquidambar cathayensis were three commonly used “Ban-feng-he” medicinal plants, which have a long history and showed significant anti-RA effect, but their material bases and mechanism have not been reported so far. Moreover, the actual use often appearing as mixed and misused of “Ban-feng-he” medicinal plants. In our pre-experiment, we had proved that 80% ethanol extracts from the root of D. dentiger, P. heterophyllum, and S. cathayensis can reduces the expression level of relevant enzymes, including COX-2, 5-LOX and MMP-2, as well as inflammatory cytokines TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17 from complete adjuvant induced arthritis in rat model. On the other side, three extracts also displayed moderate inhibitory activities against respiratory burst of rat polymorphonuclear neutrophils. Our project is intended to isolate and identify the anti-RA constituents from D. dentiger, P. heterophyllum, and S. cathayensis based on the affinity selection-ultrafiltration/LC-MS technology. All compounds will be screened for anti-RA activities, as well as the NF-κB and JAK-STAT signaling pathways will be discussed. We hope that it can provide theoretical basis for the clinical application, resource conservation, and reasonable development of these medicinal plants. It also to provide high quality lead compounds for the development new anti-RA drug from natural products.

类风湿性关节炎（RA）是一种慢性自身免疫性疾病，发病率高且病情反复，危害性强。树参、翻白叶树和半枫荷是临床上常用的三种半枫荷类药用植物，药用历史悠久，体内抗RA疗效显著，但其抗RA的物质基础及作用机制尚无报道，且有混用和乱用的现象。申请者前期发现，树参、翻白叶树和半枫荷各自的总提取物不仅能降低佐剂性关节炎大鼠外周血液单核细胞中相关酶（COX-2、5-LOX、MMP-2）和血清中炎症因子（TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17）的表达水平，还对大鼠中性粒细胞呼吸爆发也具有较强的抑制作用。本项目拟采用多酶靶标亲和超滤偶联LC-MS技术靶向筛选树参、翻白叶树和半枫荷中的活性成分；综合评价单体化合物抗RA的作用，并探讨其对NF-κB和JAK-STAT信号通路的影响。为树参、翻白叶树和半枫荷植物资源的临床用药、资源保护及合理开发提供科学依据，也为天然来源抗RA药物的研发提供优质的先导化合物。

类风湿性关节炎（RA）是一种慢性自身免疫性疾病，危害性强，但缺乏有效的治疗药物。环氧化酶2（COX-2）和金属基质蛋白酶3（MMP-3）在RA的发生和发展过程中起着重要的作用。亲和超滤偶联色谱-质谱（AUF-LC-MS）技术是一种新的快速药物筛选分析方法，可用于天然产物中活性小分子化合物的靶向筛选。树参、翻白叶树和半枫荷是临床上常用的三种半枫荷类药用植物，药用历史悠久，体内抗RA疗效显著，但其抗RA药效物质基础及作用机制尚无报道，且有混用和乱用的现象。通过本项目的研究得出以下八点结论：（1）树参、翻白叶树和半枫荷的乙醇提取物对完全弗氏佐剂诱导RA大鼠均具有很好的治疗作用，与抑制异常的炎症反应相关。（2）树参、翻白叶树和半枫荷的乙醇提取物均具有很强的COX-2抑制作用，其IC50值分别为77.2、58.82和8.76 μg/mL。此外，三种药用植物对MMP-3也具有一定的抑制作用。（3）采用UPLC-Q-TOF-MS/MS技术从树参、翻白叶树和半枫荷中分别鉴定了81、73和85个成分。（4）采用AUF-LC-MS技术从树参、翻白叶树和半枫荷中分别鉴定了13、17和11个潜在的COX-2抑制成分，提示三种药用植物抑制COX-2的潜在活性成分群分别为苯丙素类、黄酮类和酚酸类。（5）采用追踪分离纯化分别从树参、翻白叶树和半枫荷中分离得到40、15和15个单体化合物。（6）部分化合物具有很强的COX-2抑制作用，并进一步讨论了构-效关系。（7）部分化合物对MH7A细胞具有很强的抑制作用，其中有4个单体化合物对NO的抑制率小于10 μM。（8）4个活性最强的单体化合物能显著的抑制TNF-α诱导MH7A细胞释放IL-6、IL-8、L-2和IFN-γ，并能显著的抑制NF-κB、Akt和JNK信号通路。通过本项目的研究，基本阐明了树参、翻白叶树和半枫荷个RA的物质基础及作用机制，为它们的临床用药、资源保护及合理开发提供科学依据，也为天然来源抗RA药物的研发提供优质的先导化合物，完成了课题预期目标。