基于网络药理学和分子对接研究高山金莲花素对颞下颌关节骨关节炎细胞模型的作用机制

2024-06-13 口腔疾病防治130 4.05M 0

 摘要:目的 运用网络药理学与分子对接方法探讨高山金莲花素(alpinumisoflavone,AIF)对颞下颌关节骨关节炎(temporomandibular joint osteoarthritis,TMJOA)细胞模型的作用机制,为AIF治疗TMJOA提供研究基础。方法 运用GeneCards、OMIM、DisGeNET和PharmGKB数据库获取TMJOA疾病靶点,PharmMapper和HERB获取AIF作用靶点,取化合物与疾病交集靶点上传至STRING数据库得到关键靶点后做GO和KEGG富集分析,分子对接评估相关信号通路中关键靶点。获得医院伦理委员会的审批,提取3周龄SD大鼠髁突软骨细胞。CCK8检测AIF对髁突软骨细胞的毒性。用10 ng/mL白细胞介素-1β(interleukin 1β,IL-1β)诱导髁突软骨细胞24 h构建TMJOA细胞模型。实验分为3组,其中,对照组:DMEM培养基培养髁突软骨细胞48 h;IL-1β组(TMJOA细胞模型):预使用DMEM培养基培养髁突软骨细胞24 h后,保留原培养基的情况下加入IL-1β使终浓度达10 ng/mL继续培养24 h;IL-1β+10μmol/L AIF组:预使用含10μmol/L AIF的DMEM培养基培养髁突软骨细胞24 h,保留原培养基情况下加入IL-1β使终浓度达10 ng/mL继续培养24 h,流式细胞术检测AIF对TMJOA细胞模型中的髁突软骨细胞凋亡的影响。进一步,实验分为对照组、IL-1β组、IL-1β+10μmol/L AIF组和IL-1β+30μmol/L AIF组共4组,其中,IL-1β+30μmol/L AIF组:预使用含30μmol/L AIF的DMEM培养基培养24 h,保留原培养基情况下加入IL-1β使终浓度达10 ng/mL继续培养24 h;其余3组方法同前。以qPCR与Western blot分别检测AIF对TMJOA细胞模型中与细胞凋亡相关的B淋巴细胞瘤2(B-cell leukemia/lymphoma-2,Bcl2)、天冬氨酸特异的半胱氨酸蛋白酶3(cysteinyl aspartate specific protease 3,Caspase-3)及基质降解相关的解聚蛋白样金属蛋白酶4(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs 4,ADAMTS4)、基质金属蛋白酶3(matrix metalloproteinase 3,MMP3)和基质金属蛋白酶13(matrix metalloproteinase 13,MMP13)mRNA和蛋白的表达。结果 PharmMapper与HERB数据库检索得到AIF化合物靶点300个,GeneCards、OMIM、DisGeNET和PharmGKB数据库检索得到TMJOA疾病靶点378个,将化合物与疾病靶点交集得33个潜在靶点,将其上传至STRING数据库得31个关键靶点,主要与细胞凋亡和细胞外基质降解相关。这一过程可能涉及丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)、雌激素及肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)等信号通路。分子对接结果表明AIF与MAPK和雌激素信号通路中的关键靶点细胞外信号调节激酶1/2(extracellular signal-regulated kinase 1/2,ERK1/2)和雌激素受体基因1/2(estrogen receptor gene 1/2,ESR1/2)具有较好的结合活性。CCK8结果表明AIF对髁突软骨细胞无明显细胞毒性。与IL-1β组相比,IL-1β+10μmol/L AIF组中AIF可抑制髁突软骨细胞凋亡;与IL-1β组相比,IL-1β+10μmol/L AIF组和IL-1β+30μmol/L AIF组中AIF可上调Bcl2和下调Caspase-3 mRNA和蛋白表达,抑制ADAMTS4、MMP3和MMP13 mRNA和蛋白表达。结论 AIF可通过上调Bcl2与下调Caspase-3 mRNA和蛋白表达抑制TMJOA细胞模型中髁突软骨细胞凋亡,同时抑制由IL-1β诱导的细胞外基质降解,延缓TMJOA进展。



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