靶向铁死亡治疗类风湿关节炎的分子机制及天然药物筛选

doi:10.12307/2026.370

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
铁死亡：是一种铁依赖的程序性细胞死亡方式，与脂质过氧化和铁代谢紊乱相关。
类风湿关节炎：是一种慢性、系统性自身免疫性疾病，主要表现为对称性多关节炎症、滑膜增生和关节破坏。

背景：目前类风湿关节炎的研究聚焦于铁代谢相关蛋白以及铁死亡对免疫细胞的影响。此研究从中药方面阐述靶向铁死亡治疗类风湿关节炎的新思路，开发新的中药治疗方法，根据患者基因和生物标志物，制定个体化方案，优化治疗策略，改善患者症状，起到早期治疗、改善预后的目的。
目的：应用生物信息学方法从铁死亡角度研究治疗类风湿关节炎的分子机制，并筛选得到具有潜在治疗作用的中药及活性成分，为类风湿关节炎的治疗开辟新途径。
方法：GEO是由美国国家生物技术信息中心(NCBI)维护的一个公共数据库，主要用于存储和分享高通量基因表达数据、芯片数据、测序数据等，研究人员可以通过GEO数据库进行检索和分析各种疾病类型的基因组数据。该研究基于公开可用的汇总统计数据库，无需伦理审批。在GEO数据库中检索与类风湿关节炎相关的符合筛选条件的数据集，采用Sanger测序平台获取类风湿关节炎的转录组数据，运用limma算法筛选差异表达基因。同时，从FerrDb数据库中提取铁死亡相关基因集。通过整合分析，获得差异表达基因与铁死亡基因的交集，并以此构建蛋白质相互作用网络，进而开展网络拓扑结构特性研究。之后，借助DAVID Bioinformatics Resources 6.8在线分析工具，对筛选得到的潜在靶点进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析，以探究生物学功能及信号通路特征。最后利用symMap平台定位天然药物，并通过中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)找到天然药物所对应的小分子化合物及对应靶点后进行分子对接分析。
结果与结论：①GEO数据库筛选确定GSE55457及GSE55235两个数据集，通过limma差异分析后得到共同差异表达靶点340个。通过FerrDb平台收集得到铁死亡相关靶点487个，与上述共同差异表达靶点取交集，得到17个铁死亡与类风湿关节炎疾病相关的共同靶点。②运用17个共同靶点构建蛋白质相互作用网络，共包含16个靶标蛋白以及33条蛋白相互作用关系，其中EGFR、AR、MAPK8、CDKN1A、JUN、ATM和EGR1等核心靶点在网络中占据重要地位，通过网络拓扑特征解析筛选出5个与铁死亡及类风湿关节炎疾病相关的核心共同作用靶点，即EGFR、AR、MAPK8、CDKN1A与JUN。③GO及KEGG富集分析显示，通过铁死亡途径治疗类风湿关节炎可能与DNA结合过程、胞浆胞核相关的SMAD2/3信号通路等相关。④symMap平台及中药系统药理学数据库和分析平台结果显示孕酮、雌二醇与槲皮素等天然小分子化合物与核心靶点能形成良好的分子对接，为类风湿关节炎的新药研发及研究提供了新方向。

https://orcid.org/0009-0001-4007-451X (周闻)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

关键词: 生物信息学, 铁死亡, 类风湿关节炎, 天然药物成分, 孕酮, 雌二醇, 槲皮素

Abstract: BACKGROUND: Current research in rheumatoid arthritis focuses on iron metabolism-related proteins and the effects of ferroptosis on immune cells. This study proposes new approaches to target ferroptosis in the treatment of rheumatoid arthritis from the perspective of traditional Chinese medicine. These approaches include developing new traditional Chinese medicine therapies, creating individualized treatment plans based on patients’ genes and biomarkers, optimizing therapeutic strategies, and improving symptoms. These strategies aim to facilitate early treatment and improve prognosis.
OBJECTIVE: Bioinformatics was applied to investigate the molecular mechanism of treating rheumatoid arthritis from the perspective of ferroptosis, and to screen potential traditional Chinese medicines and active ingredients, opening up a new way for the treatment of rheumatoid arthritis.
METHODS: The Gene Expression Omnibus database, maintained by the National Center for Biotechnology Information, is primarily used to store and share high-throughput gene expression, microarray, and sequencing data. The Gene Expression Omnibus database enables researchers to search and analyze genomic data related to various diseases. This study is based on publicly available summary statistics databases and does not require ethical approval. The Gene Expression Omnibus database was searched for datasets related to rheumatoid arthritis that met the screening criteria. The Sanger sequencing platform was then used to obtain the transcriptome data of rheumatoid arthritis. Finally, the limma algorithm was applied to screen the differentially expressed genes. Meanwhile, the ferroptosis-related gene set was extracted from the FerrDb database. Through integration analysis, we obtained the intersection of the differentially expressed genes and the ferroptosis-related genes. We constructed a protein interaction network using this intersection to study the topological structure characteristics of the network. Then, the screened potential targets were analyzed using the online analysis tool DAVID Bioinformatics Resources 6.8 by Gene Ontology and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway enrichment analysis to explore their biological functions and signaling pathway characteristics. Finally, the SymMap platform was used to locate natural drugs. Molecular docking analysis was performed to find small molecule compounds corresponding to natural drugs and their targets using the Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The Gene Expression Omnibus database was screened to identify two datasets, GSE55457 and GSE55235, and 340 common differentially expressed targets were obtained after limma differential analysis. Through the FerrDb platform, 487 ferroptosis-related targets were collected and intersected with the above common differentially expressed targets, yielding a total of 17 co-targets related to ferroptosis and rheumatoid arthritis. (2) The protein interaction network was constructed using 17 co-targets, containing 16 target proteins and 33 protein interactions. Among them, core targets such as EGFR, AR, MAPK8, CDKN1A, JUN, ATM and EGR1 occupied important positions in the network, and 5 core co-targets related to ferroptosis and rheumatoid arthritis were screened out through the network topological features, namely EGFR, AR, MAPK8, CDKN1A, and JUN. (3) Gene Ontology and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes enrichment analyses showed that the treatment of rheumatoid arthritis through the ferroptosis pathway may be associated with DNA binding process, cytoplasmic and nuclear SMAD2/3 signaling pathway, etc. (4) The results of SymMap platform and Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform show that natural small molecule compounds such as progesterone, estradiol and quercetin could form a good molecular docking with the core target, which provides a new direction for the development of a new direction for the development and research of new drugs for rheumatoid arthritis.

Key words: bioinformatics, ferroptosis, rheumatoid arthritis, natural pharmaceutical ingredients, progesterone, estradiol, quercetin

中图分类号:

周闻, 杨宏伟. 靶向铁死亡治疗类风湿关节炎的分子机制及天然药物筛选[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(23): 6051-6061.

Zhou Wen, Yang Hongwei. Molecular mechanism and natural drug screening for ferroptosis-targeted therapy in rheumatoid arthritis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2026, 30(23): 6051-6061.

图/表（结果） 11

2.1 类风湿关节炎相关疾病靶点与铁死亡相关靶点的筛选从GEO数据库中筛选出与类风湿关节炎相关的2个基因表达数据集GSE55457和GSE55235)。对这2个数据集进行limma差异表达分析(图1A-D)后，分别鉴定出811个(GSE55457)和1 893个(GSE55235)差异表达基因，其交集共包含340个共同差异表达靶点(图2A)；进一步结合FerrDb数据库中的487个铁死亡相关基因，筛选获得17个与类风湿关节炎和铁死亡均相关的关键靶点(图2B)，提示这些靶点可能在类风湿关节炎病理过程中发挥重要作用，并可能与铁死亡调控机制存在潜在关联。
2.2 铁死亡与类风湿关节炎共同靶点的蛋白互作网络体系构建及拓扑学深度分析将筛选获得的17个关键靶点导入STRING 11.5数据库构建蛋白质相互作用网络，并将生成的CSV格式文件导入Cytoscape软件进行可视化分析。结果显示，铁死亡与类风湿关节炎相关的差异表达靶点蛋白质相互作用网络包含16个节点和33条相互作用边(图3A)。通过Cytoscape中的NetworkAnalyzer插件进行网络拓扑学分析，获得各节点的拓扑参数(表1)。其中，EGFR、AR、MAPK8、CDKN1A、JUN、ATM和EGR1等靶点在网络中占据重要地位(图3B)。在拓扑学分析中，采用3个关键指标评估节点重要性：接近中心性反映节点到网络其他节点的平均最短路径长度；节点度表示直接相连的相邻节点数量；中介中心性则通过计算经过该节点的最短路径数量来表征其在网络信息传递中的枢纽作用。
2.3 类风湿关节炎与铁死亡关键靶点的GO基因功能注释及KEGG通路富集分析为系统探究铁死亡相关靶点在类风湿关节炎中的潜在作用机制，对筛选获得的17个关键靶点进行了GO基因功能注释和KEGG通路富集

分析。通过生物信息学方法，从分子功能、生物过程和信号通路等多个层面，全面解析这些靶点在类风湿关节炎治疗中的生物学意义及其可能的作用机制。
富集分析结果按显著性水平排序如下：生物过程分析显示铁死亡相关靶点主要参与转录调控、信号转导、细胞凋亡过程以及对活性氧和离子的应激反应等生物学过程，这些功能可能与类风湿关节炎的治疗机制密切相关，如图4A所示。
细胞组分分析显示，铁死亡相关靶点主要定位于细胞核、细胞质及核质等细胞结构区域，提示这些亚细胞定位特征可能在类风湿关节炎治疗过程中发挥重要作用，如图4B所示。
分子功能分析显示，铁死亡相关靶点主要通过DNA结合、泛素蛋白连接酶结合、酶结合以及ATP结合等方式发挥其生物学功能，这些分子相互作用模式可能在类风湿关节炎治疗中具有重要调控作用，如图4C所示。
KEGG信号通路富集结果提示：铁死亡途径参与类风湿关节炎治疗的分子机制可能与多个关键信号网络存在交互作用。具体而言，SMAD2/3依赖的胞内信号转导系统、转化生子因子β介导的信号级联、ALK1相关信号转导机制以及糖皮质激素受体调控网络等生物学过程均显示出潜在的功能联系。上述信号通路间的相互作用模式及其与铁死亡的调控关系如图5所示。
2.4 利用SymMap数据库筛选靶向铁死亡治疗类风湿关节炎的相关小分子药物成分通过上述分析，筛选出5个与铁死亡及类风湿关节炎疾病相关的核心共同作用靶点，即EGFR、AR、MAPK8、CDKN1A与JUN，导入SymMap数据库平台，筛选出各自相

关的小分子化合物药物，再取交集处理后，共得到7个小分子化合物，这7个小分子可被认为对上述5个蛋白靶点均有潜在治疗作用(图6A)；进一步通过TCMSP(https://old.tcmsp-e.com/tcmsp.php)数据库及相关部分文献检索，研究发现姜黄素主要来源于高良姜、罗汉果，孕酮主要来源于沙棘、紫苏，辣椒素主要来源于白果、柴胡、党参等，白藜芦醇主要来源于虎杖、桑白皮等，漆黄素主要来源于皂角刺，雌二醇主要来源于苦杏仁，槲皮素主要来源于艾叶、八角茴香等(表2及图6B)。
2.5 7种小分子化合物药物与对应靶点的计算生物学分析分子对接结果表明，筛选出的小分子药物成分与其对应靶点的结合能均为负值(小于0 kJ/mol)，这表明这些小分子与靶点能够自发结合。通常情况下，结合能越低，说明配体与受体结合的构象越稳定，相互作用的可能性也越大。经过分析，孕酮、雌二醇和槲皮素对上述5个潜在类风湿关节炎核心靶点的结合能力普遍优于其他小分子成分，从而提示这3种化合物有望通过铁死亡途径治疗类风湿关节炎相关疾病，见表3与图7。

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引言

类风湿关节炎是常见的慢性免疫介导疾病之一，可引起多种免疫细胞和信号网络功能失调，从而导致难以控制的炎症反应与关节损伤[1-2]。类风湿关节炎的临床表现主要包括关节肿胀、僵硬及滑膜炎症伴软骨和骨破坏[3]，治疗不充分可导致累积性关节损伤和不可逆的残疾[4]。该疾病主要治疗手段为抗风湿药、糖皮质激素及非类固醇抗炎药，起到调节免疫和抗炎作用[5-6]，由于发病机制尚未明确，有一部分患者对现有治疗没有任何反应。此外，皮质类固醇、非类固醇类抗炎药和抗风湿药都有相当大的不良反应[7]，甚至会威胁生命[8]。天然小分子药物因其多靶点、低毒性和来源广泛的特点，成为治疗类风湿关节炎的重要研究方向。因此，深入探讨类风湿关节炎的发病机制，明确其发生发展的相关基因靶点，并挖掘潜在的中药治疗成分，对类风湿关节炎的临床诊断及治疗具有重大意义。
铁死亡是一种独特的细胞程序性死亡方式，其调控机制涉及多个关键通路，主要包含氧化还原平衡调控、线粒体功能调节以及三大营养物质(氨基酸、脂质和糖类)的代谢过程[9]。这种由铁依赖性磷脂过氧化驱动的细胞程序性死亡方式在治疗耐药性癌症、缺血性器官损伤和其他与脂质过氧化相关的退行性疾病方面具有巨大潜力[10-12]。目前研究发现中药淫羊藿可通过抑制铁死亡途径，保护脂多糖诱导的滑膜细胞免于死亡[13]，提示铁死亡与类风湿关节炎有密切联系，然而，铁死亡在类风湿关节炎中的潜在机制尚未完全阐明，相关研究仍处于探索阶段。该研究基于生物信息学技术，从调控铁死亡的角度筛选具有治疗潜力的天然药物活性成分，为探索类风湿关节炎的治疗策略提供新的理论依据和研究方向。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

材料方法

1 资料和方法 Data and methods
1.1 设计从GEO公共数据库检索并下载类风湿关节炎相关数据集，使用GEO2R在线进行可视化数据分析，筛选差异表达基因，通过生物学功能及信号通路特征，找出与铁死亡相关的潜在靶点，通过整合中医药与现代医学的多维度资源平台及分子对接分析，筛选通过铁死亡途径治疗类风湿关节炎的相关小分子药物成分。
1.2 时间及地点研究于2024年8月在天津医院检验科完成。
1.3 数据来源 GEO数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gds/)是由美国国家生物技术信息中心(NCBI)维护的一个公共数据库，主要用于存储和分享高通量基因表达数据、芯片数据、测序数据等。GEO数据库允许研究人员提交基因表达、甲基化、染色质状态等数据；用户可以通过关键词、实验类型、物种等条件检索数据；GEO数据库提供在线工具和数据集，支持用户进行数据分析和可视化[14]。此研究基于GEO数据库筛选了包含正常对照与疾病样本的类风湿关节炎相关数据集(GSE55235、GSE55457)，其中GSE55457数据集收录了13例类风湿关节炎患者和10例健康对照的转录组数据，于2014年发布；GSE55235数据集包含10例类风湿关节炎患者和10例健康对照的基因表达谱，更新于2018年。该研究基于公开可用的汇总统计数据库，无需伦理审批。
1.4 方法
1.4.1 类风湿关节炎基于生物信息学的疾病相关靶点筛选与差异表达分析对获取的数据集进行标准化处理后，利用Sangerbox平台(https://www.sangerbox.com/Index)的limma算法进行差异表达分析。在分析过程中，设定显著性阈值错误发现率(false discovery rate，FDR) < 0.05，表达差异倍数(fold change，FC) > 1.5，最终获得差异表达基因的火山图和热图可视化结果。
1.4.2 铁死亡相关靶点的筛选与整理在FerrDb数据库(http://www.zhounan.org/ferrdb/)系统性筛选铁死亡相关分子靶点。该数据库整合了铁死亡调控机制中的关键分子信息，主要包括驱动因子、抑制因子及标志物等核心调控因子。FerrDb作为一个综合性资源平台，不仅收录了铁死亡的调控网络，还涵盖了与各类疾病的相关性研究数据。
1.4.3 铁死亡与类风湿关节炎共同靶点的蛋白质相互作用网络构建及拓扑分析通过整合铁死亡相关靶点与类风湿关节炎差异表达基因，筛选出两者的共同靶点。随后，利用STRING 11.5数据库(https://string-db.org/)构建蛋白质相互作用网络。STRING数据库(Version 11.0)是一个综合性的蛋白互作分析平台，能够整合已知及预测的蛋白质相互作用关系，并提供可视化功能。具体操作如下：在数据库中选择“multiple proteins”模块，输入共同靶点名称，设置物种为“Homo sapiens”，置信度阈值设为0.400，获取相互作用数据(tsv格式)。最后，将数据导入Cytoscape 3.7.1软件进行网络拓扑学分析，重点评估度中心性、中介中心性和接近中心性等关键参数。
1.4.4 共同靶点的GO功能注释与KEGG通路富集分析基于DAVID Bioinformatics Resources 6.8在线分析平台，对筛选得到的铁死亡与类风湿关节炎共同靶点进行GO功能富集分析，显著性阈值设定为P < 0.05。随后，利用OmicShare云平台对富集结果进行可视化处理。此外，采用Funrich V3.0软件对共同靶点进行KEGG信号通路富集分析，以揭示其潜在的生物学通路调控机制。
1.4.5 基于SymMap数据库筛选铁死亡介导类风湿关节炎治疗的潜在药物分子 SymMap数据库(https://www.symmap.org/)是一个整合中医药与现代医学的多维度资源平台，收录了499种中国药典注册中草药(Traditional Chinese Medicine，TCM)、19 595种活性成分及1 717种中医症候，并将其与现代医学中的961个症状术语进行精准关联。此外，该数据库通过症状-疾病关联及成分-靶点相互作用，整合了4 302个靶点基因和5 235种疾病信息，为筛选与铁死亡相关、类风湿关节炎治疗的小分子药物提供了数据支持。将上述获得的潜在核心共同靶点通过该数据库的“Target”模块分别检索对应的药物分子成分，并将这些成分再进行取交集处理。
1.4.6 核心共同靶点与药物小分子成分的分子对接验证采用生物信息学方法进行分子对接分析。首先从RCSB Protein Data Bank获取目标蛋白的三维结构数据(PDB格式)，同时通过PubChem数据库检索并下载相关小分子配体的结构信息(SDF格式)，随后运用PyMOL分子可视化软件对靶蛋白进行预处理，包括去除结晶水分子和添加氢原子等操作。预处理后的蛋白质和小分子结构通过AutoDock工具转换为PDBQT格式，用于后续的分子对接计算。根据分子对接结果，当结合自由能(ΔG)小于0 kJ/mol时，表明配体与受体蛋白的结合过程具有热力学自发性。最后，利用PyMOL软件对分子对接结果进行三维可视化展示和结构分析。
1.5 主要观察指标 ①类风湿关节炎差异表达基因；②类风湿关节炎与铁死亡相关的关键靶点；③类风湿关节炎与铁死亡关键靶点的GO基因功能注释及KEGG通路富集分析；④筛选靶向铁死亡治疗类风湿关节炎的相关小分子药物成分。

讨论

类风湿关节炎是一种对称性、系统性、慢性自身免疫病[15]，以滑膜组织反复慢性炎症、软骨破坏、骨侵蚀为特征[16]，可以影响关节组织、器官和系统，最终导致不可逆的关节畸形和机体功能障碍[17]。类风湿关节炎是一种影响所有种族群体的疾病，其患病率在人群中相对恒定，为0.5%-1%，女性发病率是男性的两三倍[18]。研究表明，如果类风湿关节炎控制不充分，80% 的类风湿关节炎患者在患病 3 年后将丧失活动能力[19]，甚至可能导致残疾并增加死亡率[20]，进一步加重社会经济负担。目前，类风湿关节炎尚无特效治疗办法，因此挖掘类风湿关节炎的潜在治疗靶点和有效治疗药物意义重大。现已有相关研究表明中药及中药成分治疗类风湿关节炎具有一定疗效[21]，且具有双向性、安全性和有效性等优势[22]。通过明确类风湿关节炎与铁死亡的共同表达基因并预测潜在治疗中药成分，有望为类风湿关节炎的新药研发提供新的思路。
研究借助生物信息学分析方法，成功筛选出17个铁死亡相关的用于治疗类风湿关节炎的核心靶点，主要包括EGFR、AR、MAPK8、CDKN1A、JUN、ATM、EGR1等。GO分析显示生物过程包括转录、信号转导、凋亡、细胞对活性氧及离子反应等功能。KEGG分析显示核心基因主要富集于SMAD2/3信号通路、转化生长因子β信号通路、ALK1信号通路、糖皮质激素受体信号通路。已有研究揭示，多种细胞因子和信号通路在软骨细胞外基质的合成与降解过程中发挥重要作用，其中包括转化生长因子β信号通路和SMAD2/3信号通路。转化生长因子β是一种有效的多功能调节剂，可促进软骨中细胞生长和分化，转化生长因子β信号通路是软骨稳态的中枢途径[23]。在动物模型中，转化生长因子β信号随着年龄的增长而变化，导致SMAD2-SMAD3信号传导丧失，并使关节软骨容易发生关节炎相关变化[24]。而转化生长因子β1有助于通过调节Smad途径促进骨髓间充质干细胞的软骨分化，从而促进软骨缺损的早期修复[25]。Smad3敲除的转基因小鼠表现出关节软骨退化、滑膜增生、骨赘形成、软骨下硬化，以及软骨细胞凋亡增强等关节退变表现[26]。结合已有研究结果，研究预测的信号通路异常表达与类风湿关节炎的发生和发展密切相关。针对这些信号通路开展靶向治疗，有望干预类风湿关节炎的进展。通过STRING和Cytoscape数据库构建靶点蛋白相互作用网络，分析了靶点之间的直接和间接调控关系。在17个核心靶点及其相互作用蛋白中，度值(即节点连接数)排名最高的核心靶点包括EGFR、AR、MAPK8、CDKN1A和JUN。
EGFR作为受体酪氨酸激酶，在胶原诱导性关节炎小鼠和类风湿关节炎患者的滑膜中高度表达和活化，在类风湿关节炎的发病机制中起着重要作用[27-28]。研究证明EGFR的缺失或失活会加速小鼠骨关节炎的进展，证明了在膝关节内EGFR过度激活可以阻止骨关节炎的进展[29]。腺苷受体有A1AR、A2AAR、A2BAR、A3AR四种类型，A1AR通过促进中性粒细胞趋化性、诱导活化的中性粒细胞产生活性氧、黏附内皮细胞、增加吞噬活性，发挥促炎作用；A2AAR的表达增加了巨噬细胞对腺苷抗炎作用的敏感性，介导抗炎递质如白细胞介素10和血管内皮生长因子的生成，下调促炎因子白细胞介素12 的生成，降低核因子κB 的活化，发挥抗炎作用。A3AR刺激介导抗炎作用，抑制中性粒细胞超氧化物的产生和趋化性[30]。MAPK8编码的蛋白是MAP激酶家族的成员，参与增殖、分化、转录调控、发育以及细胞凋亡[31]，在铁死亡通路中发挥了至关重要的作用[32]。相关疾病研究已证实激活MAPK通路可诱导铁死亡，比如在心肌梗死相关研究中，通过抑制MAPK通路的激活可抑制谷胱甘肽过氧化酶4依赖的铁死亡，从而起到保护心脏的作用[33]。CDKN1A编码一种强效的周期蛋白依赖性激酶抑制剂，该基因的表达受到肿瘤抑制蛋白p53的严格控制，CDKN1A与p53共同促进细胞发生铁死亡，从而抑制肿瘤发展[34]；研究表明，CDKN1A在类风湿关节炎患者滑膜组织中表达下调，过表达CDKN1A会抑制成纤维样滑膜细胞的增殖和侵袭能力[35]。原癌基因JUN在相关研究表明，番泻苷D和山奈苷2个活性成分主要作用于JUN和肿瘤坏死因子关键靶点，通过调控致病性肿瘤坏死因子、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B、缺氧诱导因子1、MAPK、T细胞受体、甲状腺激素等信号通路达到治疗类风湿关节炎的目的[36]。
研究进一步借助SymMap数据库对靶向作用于类风湿关节炎致病基因的中药进行筛选，并利用中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)预测最有可能治疗类风湿关节炎的天然小分子药物如下：姜黄素、孕酮、辣椒素、白藜芦醇、漆黄素、雌二醇、槲皮素，其来源于高良姜、白果、柴胡、党参、虎杖、桑白皮、土茯苓等中药。在现代临床治疗中，姜黄素应用于类风湿关节炎、骨关节炎、强直性关节炎等多种骨关节疾病，能够减轻疼痛、缓解局部炎症，广泛应用于缓解关节疼痛等。成纤维样滑膜细胞在生理状态下承担着产生透明质酸和关节润滑剂的功能，在类风湿关节炎环境中转变为“促炎表型”，介导炎症反应以及软骨破坏。姜黄素作用于成纤维样滑膜细胞，主要通过抑制促炎因子的表达、调节细胞凋亡/自噬失衡状态、激活铁死亡、抑制血管新生等方面，还能够调节巨噬细胞极化与迁移、T细胞、B 细胞分化抑制肥大细胞分泌炎症因子，以及对破骨细胞和软骨细胞再生的影响等实现对炎症的多向调控，防止类风湿关节炎炎症的进一步加重，减轻类风湿关节炎的进展[37]。类风湿关节炎滑膜组织中免疫细胞分布与铁死亡相关差异表达基因相关，铁死亡相关基因组织金属蛋白酶抑制因子1 主要表达在成纤维细胞中，并且观察到组织金属蛋白酶抑制因子1的表达异常[38]。相关学者在研究骨关节炎中发现，姜黄素可降低脂多糖诱导的组织金属蛋白酶抑制因子1、Ⅰ型胶原α1链等蛋白表达，从而抑制了成纤维细胞异常增殖所造成的纤维化增生。
辣椒素是一种从辣椒中提取出的极度辛辣的香草酰胺类生物碱，其对人体影响的相关研究已相对成熟，辣椒素生物活性广泛，具有抗癌、消炎镇痛以及保护心血管、消化系统等药理作用，并能有效减缓骨关节炎、类风湿关节炎引起的疼痛和炎症以及其他临床症状[39]。蛋白激酶B/HK2/核因子κB信号通路和MKK3/P38MAPK/基质金属蛋白酶13信号通路与辣椒素、类风湿关节炎关系密切，前者通过抑制蛋白激酶B/HK2/核因子κB信号通路从而抑制促炎因子白细胞介素6的释放，从而改善类风湿关节炎炎症浸润，抑制类风湿关节炎滑膜细胞异常增殖[40]；后者通过抑制MKK3/P38MAPK/基质金属蛋白酶13信号通路的活化，减少炎症因子白细胞介素17的释放，解除对促凋亡因子Caspase-3的抑制，从而达到改善类风湿关节炎的炎症浸润及骨破坏的目的[41]。
白藜芦醇是一种酚类化合物，具有重要的抗氧化特性[42]，亦有强大的抗炎、抗癌和抗衰老的作用[43] 。白藜芦醇能作用于磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白来治疗炎症性疾病[44]，也可以通过诱导非经典自噬通路和降低p14的表达来抑制滑膜组织细胞的增殖[45]。Akt1、PIK3CA和 MAPK1这 3个蛋白可能是白藜芦醇治疗类风湿关节炎的关键靶点，说明白藜芦醇可能通过介导磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B和MAPK信号通路来治疗类风湿关节炎[46]。
漆黄素是黑骨藤黄酮类化合物中活性较好的成分，漆黄素的药理作用广泛，主要有抗氧化、抗焦亡、降糖、抗肿瘤及抗炎等多种药理活性，漆黄素通过抑制Caspase-1表达，减轻细胞焦亡，降低炎症因子释放刺激的关节滑膜细胞异常增殖，是治疗类风湿关节炎作用机制之一[47]。
雌二醇缺乏是女性类风湿关节炎患病率在绝经期后显著增加的原因之一。酸敏感离子通道作为一种可被胞外H+激活的阳离子通道，其激活与酸诱导的软骨细胞损伤密切相关。雌二醇可以在体外明显增加酸化诱导的软骨细胞活力并抑制酸敏感离子通道表达，保护佐剂型关节炎大鼠关节软骨组织和细胞免受自噬损伤，雌二醇的保护作用是通过其受体G蛋白偶联雌二醇受体1对酸敏感离子通道的抑制作用来实现的，其潜在机制与磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路有关[48]。
槲皮素是一种广泛存在于植物中且具有良好抗炎、免疫抑制作用的天然黄酮类化合物，作用于 MAPK14、白细胞介素6、糖原合成酶激酶3β 等核心靶点，通过抗炎、抑制滑膜血管翳生成、抑制滑膜增生、调节Th17/Treg 平衡等多种途径发挥治疗类风湿关节炎的作用[49]。槲皮素是白仙风汤剂中的一个重要成分，相关靶点蛋白AR、 PTGS2、ESR2和MAPK14可能在药物治疗类风湿关节炎中发挥重要作用[50]。阳和汤治疗类风湿关节炎的核心活性成分为槲皮素和甘草次酸，槲皮素可以抑制类风湿关节炎小鼠的中性粒细胞浸润、降低血浆中炎性细胞因子水平，促进活化的中性粒细胞凋亡，以此治疗类风湿关节炎[51]。
分子对接验证发现，通过铁死亡机制治疗类风湿关节炎的关键活性成分与关键靶点之间具有显著的结合活性。在这些活性成分中，孕酮、雌二醇和槲皮素对上述5个潜在核心靶点的结合能力明显优于其他小分子化合物，这3种化合物可能通过铁死亡途径在治疗类风湿关节炎相关疾病中发挥重要作用。尼尔雌醇联合醋酸甲羟孕酮能显著改善类风湿关节炎患者的临床症状，且在增加雌激素和骨密度水平及安全性方面优于甲氨蝶呤[52]。类风湿关节炎患者血清中的孕酮水平比正常对照组要低，女性患者月经周期中的黄体期病情略有缓解，这与孕酮水平提高有一定的关系。雌激素可抑制细胞免疫反应，同时又通过刺激免疫球蛋白的产生而增强体液免疫反应[53]。孕激素则对细胞免疫反应和体液免疫反应同时具有抑制作用。在妊娠期，妇女的病情可以得到缓解，但产后复发率很高，这可能与妊娠时雌孕激素水平有一定的关系[54]。近年来的研究多侧重于性醛固酮激素，特别是雌二醇[55]，类风湿关节炎的发生机制与雌二醇等性激素密切相关，雌激素通过下调炎性免疫反应但同时上调免疫球蛋白的产生，对免疫系统产生影响。雌激素缺乏与大量骨质流失有关，补充雌激素对骨质流失具有有益的作用，也可以缓解炎症和炎症触发的关节破坏[56]。有研究发现蓝莓、覆盆子等常见水果因为有特定水果多酚槲皮素的存在，可以减轻类风湿关节炎的症状[57]。关节炎症是类风湿关节炎的重要特征，槲皮素能通过抗炎作用减轻类风湿关节炎。槲皮素可以通过调节核因子κB，抑制关节滑膜炎因子的转录，阻碍炎症因子的产生，抑制炎症反应；通过抑制血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、基质金属蛋白酶2等细胞因子的活性，多环节抑制血管新生，抑制滑膜血管翳形成[58]。
类风湿关节炎患者的滑膜组织中存在显著的氧化应激和脂质过氧化，与铁死亡核心机制即谷胱甘肽过氧化物酶4抑制和脂质过氧化积累高度相关[59]。类风湿关节炎患者滑膜液中铁水平升高，加剧自由基生成和关节损伤。铁死亡可能通过影响类风湿关节炎中免疫细胞的功能，引起氧化应激促进炎症因子的产生，影响类风湿关节炎的发生和发展[60]。因此，抑制铁死亡是类风湿关节炎潜在的治疗策略，未来研究将指向药物精确调控、生物标志物开发与传统治疗的协同联用等问题。
综上所述，研究从理论角度出发，成功预测了通过铁死亡途径治疗类风湿关节炎的潜在靶点、相关中药及其有效成分。这些发现不仅为深入探索中药组分对类风湿关节炎的调控机制提供了重要线索，也为类风湿关节炎的预防和治疗提供了科学依据，同时为后续开展更深入的中医药治疗类风湿关节炎的研究奠定了坚实的基础。
然而，研究也存在一些局限性：虽然为类风湿关节炎潜在治疗药物提供了新的见解和科学依据，但缺少具体的分子机制的实验验证，后期研究将进行胶原诱导型关节炎疾病大鼠模型实验验证[61]，进一步深入研究其具体作用机制和信号通路调控，探索相关治疗药物在临床应用中的有效性和安全性，以推动从实验室向临床转化。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程