基于網絡藥理和分子對接分析槲皮素治療類風濕關節炎的作用機制

中圖分類號：R593.22 文獻標識碼：A文章編號：1006-1959（2025）15-0001-08

DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2025.15.001

Mechanism of Quercetin in the Treatment of Rheumatoid Arthritis Based on Network Pharmacology and Molecular Docking Technology

YANG Jingnan，LIYuxia，LINXuhong

（Centerfor Translational Medicine，DepartmentofLaboratoryMedicine，HuaiheHospitalofHenan University，

Kaifeng475000，Henan，China）

Abstract：ObjectieTalyeehofecetiiraetofmatdtisyetkaldlaog techologyesctitafdodteleseee TargetPredictdaasladsbsdes infomationmaptoolsuedtbainteoogetsfquecetidRAlatedtargetseproteroteniteractio（etok wasconstructedringdeeoteseedyyoafaretesetioespod databaseforGfuctioadKEGGatyichentaalsTegensoteotsigificantencmentpatayereoverlapedwihep 10targetsfdieosulesodied ThroughCytosaas9echC，GFReotk whichtheendocrinesistancepathayasteostsignifcantBycomparingteighttargetgnesoteendocinesistancepathaywihte firstentargetgsielapgseaelyC、ATFEGFR9.eolecig andquercetinshowedgoodbindingactivity.ConclusionQuercetinmayregulateSRCand MMP9 inestrogenpathwaybyregulating E₂ level， further actontyrosineinasetrasmembanereceptorsIGF1RandEGFR，ndselectivelyregulateMAPKpathayandP3K/AKTpathaytoeatRA.

KeyWords：Quercetin;Rheumatoid arthritis;Network pharmacology;Molecular docking;Endocrine resistance

類風濕關節炎（rheumatoidarthritis，RA）是一種發病機制和病因尚未完全明確的自身免疫性疾病，目前認為其發病機制與性別、遺傳、環境和免疫等因素有關。RA在我國2019年患病率增幅達 2.53% ，其15年累積致殘率可達 61.3%^[1] ，嚴重影響患者生活質量，且長期治療增加家庭經濟負擔和社會醫療負擔。我國作為人口大國，農村人口占比居多，存在認知水平低、經濟狀況差等問題，加之RA具有隱匿性強、早期確診困難等特點，許多患者未能得到及時診治。目前市面上已有多種治療RA的藥物，如改善病情的抗風濕藥、非甾體抗炎藥、糖皮質激素等，主要作用為止疼、延緩病情發展，但長期使用存在副作用大、依賴性強等問題。隨著中醫藥基礎研究的發展，中醫藥治療RA得到廣泛研究，結合我國國情，進一步發掘更多低成本、易獲取的中醫藥可使更多人受益。

槲皮素（Quercetin）是一種在果蔬和中藥材中廣泛存在的黃酮類化合物，已有研究顯示其具有抗炎、抗氧化、抗癌及促成骨的作用。槲皮素的抗炎和抗氧化特性被認為是RA治療潛力的關鍵因素。在RA患者中，炎癥反應和氧化應激是導致關節損傷和疾病進展的主要原因。槲皮素通過抑制炎癥介質的產生，如腫瘤壞死因子 Δ∝（TNF-α） 、白細胞介素6（IL-6）和前列腺素 E₂（PGE₂） ，從而減輕炎癥反應2。同時，槲皮素的抗氧化作用有助于減少氧化應激，保護關節免受進一步損傷。有研究表明，槲皮素可通過多種途徑改善類風濕關節炎的癥狀，其骨破壞程度有所減輕甚至好轉。然而槲皮素在RA的作用機制目前尚無明確研究。本研究通過網絡藥理學和分子對接技術分析槲皮素和RA的關系，旨在找尋其可能的作用機制，為之后進一步研究及藥物開發提供參考。

1材料與方法

1.1槲皮素的潛在靶點 通過PubChem（https：//pub-chem.ncbi.nlm.nih.gov/）輸人Quercetin，得到2D SDF結構、SMILES和ChEMBLID在SwissTargetPrediction（http：//www.swisstargetprediction.ch/）數據庫中選擇Homo sapiens，輸入SMILES，下載Excel格式；在ChEMBL（https：//www.ebi.ac.uk/chembl/）數據庫中輸人ChEMBLID，從TargetPredictions選擇 confidence90% ，homo sapiens 的靶點，記錄相應的uniprotID；在PharmMapper（http：//www.lilab-ecust.cn/pharmmap-per/）中選擇SubmitJob添加已下載的2DSDF文件，得到JobID并輸入checkJob中得到潛在靶點。將3個數據庫得到的潛在靶點通過在線微生信平臺（https：//www.bioinformatics.com.cn/static/others/jvenn/example.html）進行整合，去除有交集的靶點，導出相關靶點供后續分析。

1.2RA 的相關靶點在GeneCards（https：//auth.lifemapsc.com）、OMIM（https：//www.omim.org/）、Dis-GeNET（https：//www.disgenet.org）網站輸入rheuma-toidarthritis，得到相關疾病靶點，其中GeneCards篩選出relevence score ?2 的基因靶點，DisGeNET篩選出 score?0.5 的靶點。將符合條件的靶點放入在線微生信平臺，去除有交集靶點，其余靶點供后續分析使用。

1.3槲皮素與RA相關靶點將槲皮素與RA去重復化的基因靶點放入在線微生信平臺，得到有交集的靶點，即槲皮素抗類風濕關節炎的靶點，輸出相關圖片及信息，供后續分析。

1.4蛋白-蛋白相互作用網絡的構建（PPI）將槲皮素抗類風濕關節炎的潛在作用靶點基因輸入到STRING 數據庫（htps：//cn.string-db.org/）中，物種選擇Homosapiens，將所得數據以tsv格式導出至Ex-cel表格，構建蛋白-蛋白質互作網絡。將STRING數據庫所得文件導入Cytoscape軟件，構建互作圖。

1.5GO與KEGG富集分析將槲皮素與RA共同靶點在DAVID（https：//david.ncifcrf.gov/）網站中進行GO功能和KEGG通路富集分析，經Excel處理后，選擇 P- -value前10的數據放入微生信平臺（https：//www.bioinformatics.com.cn）進行可視化處理。

1.6分子對接結合GO功能與KEGG通路富集分析結果，選擇槲皮素與SRC、AKT1、IGF1R、EGFR、CCND1、MMP9進行分子對接。從Uniprot數據庫獲得相關基因蛋白名稱，從RCSB數據庫下載晶體結構。將晶體結構與1.1中獲得的槲皮素2DSDF結構通過CB-Dock2進行自動對接，將結果進行可視化分析。

2結果

2.1槲皮素的潛在靶點 通過SwissTargetPrediction、ChEMBL、PharmMapper這3個數據庫得到預測靶點分別是100、5、298個，將預測靶點uniprotID放入微生信平臺，去除重復靶點，得到402個靶點，見圖1。

圖1槲皮素靶點基因

2.2RA的靶點通過GeneCards、OMIM、DisGeNET這3個數據庫得到靶點分別是2061、12、21個，將疾病靶點uniprotID放入微生信平臺，去除重復靶點，得到2061個靶點，見圖2。

圖2RA靶點基因

2.3槲皮素與RA相關靶點將2.1和2.2得到的靶點放入微生信平臺，得到68個有關聯的靶點，見圖3。

圖3RA與槲皮素交集靶點基因

2.4PPI 構建將68個共同靶點導人STRING網站，設置 minimum required interaction score 為 0.90，hide disconnected nodes inthe network，在網絡中有67個節點，54條邊，平均度值為1.61，見圖4。將數據導入Cytoscape軟件，由Degree值進行排序作圖，見圖5。

2.5GO與KEGG富集分析運用DAVID數據庫，將槲皮素抑制RA的10個核心靶點進行GO與KEGG分析。GO富集分析結果分為3部分，生物過程（BP）得到85個條目、細胞組成（CC）得到19個條目、分子功能（MF）得到23個條目，按 P- -value值大小繪制前10個結果柱狀圖，發現與BP相關的有細胞凋亡過程的負調控、磷酸化作用、正調控磷脂酰肌醇3-激酶蛋白激酶并B信號轉導等；與CC相關的有細胞質、細胞質核周區、磷脂酰肌醇3-激酶復合物，IA類、膜等；與MF相關的有激酶活性、ATP結合、胰島素受體結合等，見圖 6 KEGG通路富集分析得到93條信號通路，按P-value值大小繪制前10條通路氣泡圖，氣泡大小代表富集在此通路的基因數目多少，發現KEGG顯著通路有內分泌的阻力、癌癥通路、PI3K-Akt信號通路等，見圖7。其中，內分泌阻力通路最顯著，其通路示意圖見圖8。

2.6分子對接結果將內分泌阻力通路中的8個靶點基因與前10個靶點基因進行對比，有6個重合基因，分別是SRC、AKT1、IGF1R、EGFR、CCND1、MMP9;與槲皮素進行分子對接結果顯示，槲皮素與SRC、AKT1、IGF1R、EGFR、CCND1、MMP9的結合能均小于 ，見表1、圖9。

圖4交集靶點PPI互作圖

圖5關鍵靶點網絡圖

圖6GO富集分析

圖7KEGG通路分析

圖8內分泌阻力通路圖

表1分子對接結果

圖9槲皮素與關鍵靶點基因分子對接

3討論

RA是一種慢性炎癥性疾病，多發于中年女性，其中男女患病比例約為1：3，且多見于40～60歲女性，此階段女性處于圍絕經期，而圍絕經期女性卵巢功能逐漸衰退，雌激素分泌減少，女性體內雌激素水平驟然下降，致女性的生理機能和免疫功能下降，使其處于慢性炎癥狀態。雌激素主要來源于卵巢、腎上腺皮質，其中卵巢是女性雌激素的最主要來源。

已有研究顯示，女性雌激素在慢性炎性疾病的發生發展中具有重要作用，可抑制骨吸收和抑制炎癥反應。雌二醇為體內最多，活性最強的雌激素，多數研究都通過雌二醇來間接反映雌激素對疾病的影響。有動物實驗表明，雌二醇體內水平達到一定濃度可上調抑炎細胞因子，下調促炎細胞因子，在RA治療中起積極作用。本研究結果發現，內分泌阻力通路在槲皮素抗RA中表現最為顯著。在內分泌通路中，雌二醇在整個信號通路傳導中起著至關重要的作用。

槲皮素是一種廣泛存在于水果、蔬菜和草藥中的黃酮類化合物，因其多重生物活性而備受關注。研究表明7，槲皮素具有顯著的抗氧化、抗炎、抗糖尿病、抗高血壓、抗腫瘤及抗菌特性，且無顯著肝、腎毒性。其抗炎作用主要通過抑制炎癥介質的產生與釋放實現，從而有效減輕炎癥反應。此外，槲皮素還表現出雌激素樣活性，但無典型雌激素副作用。這些特性使其在慢性疾病的預防和治療中具有重要潛力。有研究顯示，槲皮素攝入不僅能顯著改善疾病狀態，且不良反應發生率極低。值得注意的是，其抗氧化與抗炎作用的協同效應，可能是其抗癌及代謝性疾病干預效果的關鍵機制。此外，槲皮素可有效減輕免疫細胞炎癥因子的分泌的作用，有效抑制TNF- ??α∝ 誘導MH7A細胞炎癥因子、MMPs的表達和NF- ??κB p65磷酸化；槲皮素可能通過抑制TLR4/NF- ??κB 信號通路抑制RA的炎癥反應，從而發揮對RA的保護作用[；在動物研究中，槲皮素可有效的減輕CIA小鼠關節滑膜炎癥，減輕關節骨破壞[1]。因此，槲皮素是治療RA的潛在有效藥物。

結合GO和分子對接結果，槲皮素抑制RA的關鍵 靶點為SRC、AKT1、IGF1R、EGFR、CCND1、MMP9。SRC，一種非受體酪氨酸激酶，在細胞轉化中起著關鍵作用，包括細胞增殖、分化、遷移、存活和血管生成，是多種信號轉導途徑的主要調節因子[]。在RA中，巨噬細胞和其他免疫細胞在炎癥過程中發揮重要作用。SRC在巨噬細胞介導的炎癥反應中具有調節作用，通過調節細胞因子的產生和細胞遷移來影響炎癥過程[13]。槲皮素被發現能夠抑制SRC激酶的活性，體外實驗顯示[4，槲皮素對Rous肉瘤病毒Src基因產物 pp60src 的磷酸轉移酶活性具有抑制作用。AKT1是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，在細胞生長、存活和增殖中起著重要作用[15.6]。在RA中，AKT1的激活與滑膜細胞的增殖、炎癥因子的產生和關節破壞等病理過程密切相關。研究表明[，RA患者滑膜組織中AKT1的表達和磷酸化水平明顯升高，提示AKT1可能參與RA的發病過程。槲皮素通過抑制AKT1的磷酸化，阻斷PI3K/AKT信號通路的激活，進而下調其下游的mTOR信號通路，這一作用機制可有效抑制RA滑膜細胞的異常增殖，并減少促炎細胞因子如IL-1β、TNF- σ_?∝ 和IL-6的釋放，從而發揮抗炎及抗增殖作用[8，19]。IGF1R即胰島素樣生長因子1受體，是一種跨膜酪氨酸激酶，在細胞生長、分化、凋亡保護以及癌變過程中發揮重要作用。在RA中，IGF1R信號被異常激活，與滑膜成纖維細胞的過度增殖和侵襲性有關[2]。槲皮素能抑制IGF1R的激活以及其下游激酶AKT和ERK1/2[21]。EGFR即表皮生長因子受體，一種跨膜受體酪氨酸激酶，在多種細胞類型中表達，并在調節細胞增殖、存活、分化和轉移中起關鍵作用。EGFR的激活可以誘導細胞內多種信號傳導途徑，促進細胞增殖、抑制凋亡和血管生成[22。EGFR及其配體在RA滑膜細胞中的表達與滑膜細胞的過度生長有關23]。槲皮素可以抑制EGFR及其配體的結合，阻斷EGFR的激活，也可以抑制EGFR的自身磷酸化，進而阻斷其下游信號傳導途徑的激活[24，25]。CCND1是一種細胞周期調節蛋白，在多種細胞過程中起著重要作用。在RA的病理過程中，CCND1的高表達可能與滑膜細胞的增殖和炎癥因子的分泌有關，這可能進一步促進了RA的關節炎癥和破壞2]。槲皮素對此蛋白在RA中的作用目前沒有文獻具有直接證明，但多篇研究表明[27-29]，槲皮素能夠通過下調CCND1蛋白的表達，抑制腫瘤細胞的增殖。MMP9屬于基質金屬蛋白酶，主要參與細胞外基質的降解和重塑。在RA中，MMP9表達上調，導致關節滑膜細胞和軟骨細胞的基質降解，加劇炎癥和關節破壞[30。在RA治療中，槲皮素通過調節MMP2/MMP9信號通路，展現出抗RA的效應[3]。

綜上所述，槲皮素治療RA的作用機制主要是通過調節 E₂ 水平，調控雌激素通路上SRC、MMP9，進一步作用于酪氨酸激酶跨膜受體IGF1R和EGFR，選擇性調控MAPK通路和PI3K/AKT通路，進而影響RA。本研究不足之處：除未進行實驗驗證外，如何提高槲皮素的有效利用率也需進一步研究。雖然槲皮素具有多種生物活性，但因其水溶性和生物利用度較低，大大限制了其應用。因此，提高其生物利用度和開發新的制劑用于治療RA至關重要。

致謝：感謝陳明杰（上海NewCore生物技術有限公司）提供的數據分析和可視化支持。

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收稿日期：2024-10-08；修回日期：2024-11-01