基于JAK2抑制作用的苏木中高异黄酮类抗类风湿性关节炎成分及作用机制研究

Rheumatoid arthritis (RA) is a systemic autoimmune disease with high morbidity and disability, and there is no ideal drug in clinical practice. Previous research by my research group showed that Caesalpinia sappan L. extract has significant anti-RA activity, and its homoisoflavones are the main active substances, which can significantly inhibit JAK2 activity, while small molecule inhibitors targeting JAKs can exert anti-RA effects by regulating the inflammatory cytokines. Based on the abrove, the project believes that homoisoflavones in Caesalpinia sappan L. can inhibit the release of inflammatory cytokines by inhibiting JAK2 activity, thereby exerting anti-RA effects. This project will systematically separate and identify homoisoflavones from Caesalpinia sappan L., and use computer-assisted drug design software DS combining the pharmacological experiments in vitro and in vivo to investigate the structure-activity relationship of active ingredients, and then select the lead compounds with strong activity, in order to clarify pharmacodynamic substance basis and mechanism of action of Caesalpinia sappan L. against RA. This study provides a scientific basis for the rational utilization of Caesalpinia sappan L.and the development of new drugs for RA, and provides a methodological reference for other anti-RA drugs.

类风湿性关节炎（RA）是一种全身性自身免疫病，发病率和致残率高，临床尚无理想的防治药物。课题组前期研究表明苏木提取物具有显著抗RA活性，其高异黄酮类成分为主要活性物质，该类成分与JAK2结合度强，且对JAK2的抑制活性显著，而靶向JAKs的小分子抑制剂可通过调控炎性细胞因子释放而发挥抗RA作用。基于此，本项目认为苏木中高异黄酮类化合物通过抑制JAK2活性下调炎性细胞因子水平，从而发挥抗RA作用。本项目拟对苏木中的高异黄酮类化合物进行系统的分离和鉴定，并利用计算机辅助药物设计软件Discovery Studio，结合体内外的药理实验，探讨活性成分的构效关系，进而优选出活性强的先导化合物，阐明苏木抗RA的药效物质基础和作用机制。本研究可为苏木的合理开发和利用、RA的新药研发提供科学依据，也为其它抗RA药物的研究提供方法学参考。

本项目在确定了苏木抗RA有效部位的基础上，发现了具有显著体内外抗RA活性的高异黄酮类化合物。根据该类化合物的结构特点和质谱裂解规律，应用UPLC-MS对其进行快速识别，并进一步对该类化合物进行系统、高效的分离和制备。通过化学成分研究共分离和鉴定了57个单体化合物（包括6个新化合物），其中高异黄酮类化合物43个。综合计算机辅助药物设计和体外抗RA活性评价结果，解析了高异黄酮类成分与JAK2蛋白的作用规律和构效关系，发现高异黄酮类化合物A环和B环的羟基数目和位置、羟基衍生化、3位双键的顺反异构及是否饱和对该类化合物与JAK2结合的活性均有影响，并最终筛选出活性先导化合物苏木酮A。在此基础上，本项目应用CIA大鼠模型评价了苏木酮A抗RA的活性，发现苏木酮A可以显著降低CIA大鼠的足爪肿胀度、关节炎指数、组织炎症和踝关节骨的破坏程度，同时苏木酮A能够显著抑制促炎细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-17的分泌，促进抗炎细胞因子IL-10的产生。进一步利用网络药理和HFLS-RA细胞模型研究苏木酮A抗RA的作用机制发现，苏木酮A能够显著降低JAK2、STAT3、PI3K、Akt、p65等蛋白的磷酸化水平，促进HFLS-RA细胞的早期凋亡。. 本项目阐明了苏木抗RA的药效物质基础，发现了具有新药开发前景的先导化合物，并结合体内外研究深入探究了苏木抗RA的作用机制，为充分开发利用苏木的药用资源和研发具有自主知识产权的抗RA靶向药物提供了科学依据，也为其他抗RA药物评价和作用机制研究提供了方法学参考。