复方骨科1区！当归拈痛汤通过自噬诱导减轻髓核细胞衰老和凋亡减轻椎间盘退变

【写在前面】：本期推荐的是由安徽医科大学第一附属医院骨科脊柱外科、安徽医科大学第一附属医院脊髓及脊髓损伤再生修复实验室等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF11.3）的一篇文章，揭示当归拈痛汤通过自噬诱导减轻髓核细胞衰老和凋亡减轻椎间盘退变。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

DangGui NianTong Decoction attenuates intervertebral disc degeneration by mitigating nucleus pulposus cell senescence and apoptosis through autophagy induction

背景

椎间盘退变（IVDD）是一种常见的衰弱性疾病，其特征是髓核细胞（NPC）的丧失和细胞外基质（ECM）的降解。虽然中药方剂当归拈痛汤（DGNTD）在治疗IVDD和其他关节炎方面显示出希望，但其确切的作用机制尚不清楚。本研究旨在确定DGNTD及其活性成分甘草次酸对IVDD的治疗效果，并阐明其潜在的分子机制。

方法

通过UPLC-MS/MS评估DGNTD成分的全身生物利用度。使用网络药理学、RNA测序（RNA-seq）、分子对接和分子动力学模拟来探索DGNTD对抗IVDD的潜在靶点和机制。通过纤维环穿刺（AFP）在大鼠中诱导IVDD模型。使用叔丁基过氧化氢（TBHP）刺激的NPC模型在体外评估DGNTD处理的血清和甘草次酸的保护作用。

结果

UPLC-MS/MS分析确定了血清中DGNTD的8个主要成分。在体内，DGNTD治疗显著减轻了大鼠AFP模型中IVDD的进展。综合网络药理学和RNA-seq分析表明，DGNTD治疗血清对IVDD的治疗作用可能涉及调节细胞衰老、凋亡和自噬。相应的体外研究证实，DGNTD处理的血清增强了ECM的合成代谢，同时抑制了NPC的分解代谢。此外，DGNTD处理的血清减轻了TBHP诱导的线粒体损伤、细胞衰老和凋亡。最后，我们确定DGNTD的保护作用是通过诱导自噬来介导的，这可以通过增强自噬通量和抑制自噬相关7（ATG7）来证明。分子对接、分子动力学模拟和表面等离子体共振（SPR）表明，甘草次酸是DGNTD的关键生物活性成分，与丝裂原活化蛋白激酶3（MAPK3）具有很强的结合稳定性，并抑制其表达。甘草次酸-MAPK3相互作用增强NPC自噬，最终抑制细胞衰老和凋亡。

结论

本研究将中医原理与现代药理学相结合，破译了DGNTD治疗IVDD的多靶点、多途径机制。所鉴定的生物活性成分和途径为DGNTD的临床应用提供了科学基础，并表明了靶向自噬在治疗IVDD中的重要性。这些发现为DGNTD在IVDD中的治疗应用提供了机制基础，使其成为缓解疾病进展的有前景的候选者。

图文摘要

【前言】

腰痛（LBP）是一种全球高度流行的临床综合征，椎间盘退变（IVDD）被确定为其主要潜在病理驱动因素。发达国家的流行病学数据将LBP列为残疾的三大原因之一，强调了随着全球患病率的上升，LBP的社会经济负担日益加重。保守和手术干预主要用于因IVDD而出现LBP的患者。保守治疗包括药物干预、按摩治疗、物理治疗和休息。手术干预包括开放式和微创技术，包括椎间盘切除术和脊柱融合术。然而，这两种方法都不能改变IVDD的病理生理过程，因为它们只关注缓解疼痛或其他症状。

中医将腰痛归类为“腰痹”综合征，主要归因于用力过度或姿势不当，导致气滞、血瘀、经络受损，最终扰乱气循环。治疗原则强调疏通络脉、化瘀、祛寒、温肾。当归念通汤（DGNTD）具有活血、止痛、祛湿、散寒等功效，是减缓LBP进展的有效治疗选择。DGNTD最早记载于金代名医张元素所著的《医学启源》。它由15种已知具有抗氧化和抗炎活性的中草药组成，具有多种应用的潜力。DGNTD已被用于治疗类风湿关节炎（RA）、骨关节炎（OA）和痛风性关节炎（GA）。药理学研究表明，DGNTD对退行性软骨疾病的有益作用与其抗炎和镇痛特性有关。尽管如此，与许多中药配方相似，DGNTD由通过多种靶点和途径起作用的天然成分的混合物组成，其在IVDD中的确切作用方式尚不清楚。

为了系统地阐明中药的复杂机制，我们采用网络药理学来分析DGNTD中候选草药的生物网络。这种方法旨在通过绘制多个成分、靶点和途径之间的相互作用来阐明多药理学作用。然后，我们利用网络药理学和RNA-seq结果来鉴定DGNTD在IVDD中的分子靶点和潜在作用机制。同时，我们使用大鼠IVDD模型在体内以及使用TBHP刺激的NPC在体外对DGNTD的治疗效果进行了评估。此外，通过UPLC-MS/MS和网络药理学鉴定的DGNTD的潜在关键有效成分在体外模型中得到了验证。我们的研究结果表明，DGNTD通过增强自噬来减少ECM分解代谢、NPC凋亡和衰老。总的来说，这些结果为DGNTD的药理作用提供了创新的生物学见解和科学证据，为中医药治疗IVDD提供了新的理论基础。

【结果部分】

1.DGNTD和大鼠血清中的入血化合物通过UPLC-MS/MS分析鉴定。

2.DGNTD可缓解大鼠模型中由穿刺引起的 IVDD。

3.DGNTD处理血清对NPCs存活率的影响。

4.DGNTD处理的血清可预防 TBHP 诱导的NPCs中ECM退化及炎症反应。

5.DGNTD网络药理学与功能分析。

6.DGNTD治疗IVDD的RNA测序分析。

7.DGNTD 处理的血清可抑制TBHP诱导的神经前体细胞（NPCs）衰老。

8.DGNTD 处理的血清可抑制 TBHP 诱导的细胞凋亡，并改善NPCs中的线粒体氧化还原稳态。

9.DGNTD处理的血清可上调NPCs中的自噬水平。

10.DGNTD处理血清的抗凋亡作用依赖于其对自噬的上调作用。

11.利用siRNA敲低ATG7可阻断DGNTD处理血清对神经前体细胞（NPCs）中ECM合成及抗衰老作用的影响。

12.分子对接图可展示药物成分与靶蛋白之间结合能最低的构象。

13.甘草酸与七种核心靶点之间的分子动力学模拟。

14.DGNTD 中甘草次酸的体外保护作用。

【结论与讨论】

本研究阐明了DGNTD在缓解IVDD方面的治疗潜力和机制。我们证明，DGNTD通过激活自噬发挥其保护作用，自噬是一种抵消氧化应激、减少线粒体功能障碍并随后减轻NPC凋亡、衰老和ECM降解的核心机制。一种关键的活性成分甘草次酸被确定为这种活性的主要介质。

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