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Fünfzig spezifische pathogenfreie (SPF) männliche Sprague-Dawley-Ratten (mit einem Gewicht von 180–200 g) wurden vom Hubei Provinzialzentrum für Krankheitskontrolle und -prävention (Hubei Provinzakademie für Präventivmedizin) (Wuhan, China; Tierzulassungsbescheinigung Nr. SCXK(JB) 2023-0005). Alle experimentellen Verfahren mit Tieren wurden strikt gemäß dem National Institutes of Health Guide for the Care and Use of Laboratory Animals (8. Auflage, 2011) durchgeführt. Das Studienprotokoll wurde vom Ethics Committee für experimentelle Tiere der Tianjin Genink Biological Technology Co., Ltd. überprüft und genehmigt (Genehmigungsnummer GENINK-20250074). Die wichtigsten Reagenzien und Ausrüstungen, die in dieser Studie verwendet wurden, sind in der beiliegenden Materialtabelle aufgeführt.
Zellkultur
Die humane rheumatoide Arthritis (RA)-Zelllinie MH7A wurde im Modified Eagle Medium (DMEM) von Dulbecco kultiviert, ergänzt mit 10 % (v/v) fetalem Rinderserum (FBS) und bei 37 °C in einem befeuchteten Inkubator mit 5 % CO��17 gehalten.
Tiere und Behandlungen
Die Tiere wurden in einer standardisierten, spezifischen, pathogenfreien (SPF) Einrichtung mit einem individuell belüfteten Käfigsystem (IVC) unter streng kontrollierten Umweltbedingungen gehalten: eine klimatisierte Temperatur von 21,0–25,0 °C, relative Luftfeuchtigkeit von 40–70 %, eine 12-Stunden-Photoperiode und vollständige Lufterneuerung 15 Mal pro Stunde. Nach einer 7-tägigen Akklimatisierungsphase wurden die Ratten zufällig in sechs Versuchsgruppen eingeteilt, wobei zusätzliche Ratten als Backup für unvorhergesehene Umstände reserviert wurden. Ein akutes entzündliches Adjuvans-Arthritis-(AA)-Modell wurde durch subkutane Injektion von 100 μL vollständigem Freund-Adjuvant (CFA; 10 mg·mL-1) in die rechte Hinterpfote18 inducziert. Die experimentellen Gruppen wurden wie folgt aufgebaut: eine Blank-Kontrollgruppe, eine AA-Modellgruppe, eine positive Kontrollgruppe (Methotrexat, 0,9 mg·kg-1)19 und drei Smirnotin-A-Behandlungsgruppen, die in niedrigen (0,962 mg·kg-1), mittel- (1,923 mg·kg-1) und hohen Dosierungen (3,846 mg·kg-1) basierend auf dem IC₅₀-Wert verabreicht wurden.
Vorhersage von Krankheiten und Verbindungszielen
Basierend auf vorläufigen Aktivitätsscreening, die von unserer Forschungsgruppe durchgeführt wurden, wurden sechs Verbindungen mit günstiger Bioaktivität für die Untersuchung ausgewählt: fünf Diterpenoid-Alkaloide (Abbildung 3), Benzoyllaconin (1), 14-Benzoyl-8-O-Methylaconin (2), (−)-(A-b)-14α-Benzoyloxy-N-ethyl-13β, 15α-Dihydroxy-1α,6α,8β,16β,18-Pentamethoxyaconitan (3), Smirnotin A (4) und Aconitin (5), zusammen mit einem Coumarin-Derivat, Scopoletin (6)20. Die vereinfachten Molecular-Input Line-Entry System (SMILES)-Notationen dieser Verbindungen wurden aus der PubChem-Datenbank (https://pubchem.ncbi.nlm. nih.gov/) abgerufen oder mit ChemDraw 18.0 generiert. Diese Notationen wurden anschließend in die SwissTargetPrediction-Datenbank (https://swisstargetprediction.ch/) importiert, wobei die Art als "Homo sapiens" angegeben wurde. Potenzielle Ziele wurden durch Auswahl von Genen mit einem Wahrscheinlichkeitswert > 0 identifiziert, und entsprechende Zielnamen sowie UniProt-IDs wurdengesammelt 21,22.
PPI-Netzwerke
Die sich überlappenden Zielgene wurden durch ein Protein-Protein-Interaktionsnetzwerk (PPI) mit Hilfe der STRING-Datenbank (https://string-db.org/)23 analysiert. Die resultierenden TSV-formatierten Daten wurden anschließend in Cytoscape 3.9.1 importiert, um sie weiter zu visualisieren und zu analysieren. Topologische Parameter des Netzwerks wurden mit dem integrierten Network Analyzer-Plugin berechnet. Im visualisierten Netzwerk wurden Knotengröße und Farbintensität auf den Gradwert abgebildet, während die Kantendicke die Stärke der Interaktion zwischen den Zielen widerspiegelte. Kernziele wurden identifiziert und basierend auf ihrem Assoziationsgrad24 bewertet.
Genontologie (GO) und Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) Signalweganreicherungsanalyse
Die gemeinsamen Ziele wurden der Metascape-Datenbank (https://metascape.org) für GO- und KEGG-Signalweganreicherungsanalysen25 übermittelt. Funktionale Ergebnisse wurden mit der WeiShengXin-Bioinformatikplattform (https://www.bioinformatics.com.cn) visualisiert.
Der Netzwerkaufbau der "wirkstoffaktiven Komponenten-Krankheit-Ziel-Wege"
Aktive Komponenten und ihre entsprechenden Ziele wurden systematisch gescreent, gefolgt von einer funktionellen Anreicherungsanalyse, um wichtige Signalwege und deren zugehörige Ziele zu identifizieren. Diese Elemente wurden anschließend mit Cytoscape 3.9.1 integriert, um ein umfassendes Netzwerk "Arzneimittel–aktive Komponenten–Krankheit–Ziele–Wege" zu erstellen. Die topologische Analyse wurde anschließend mit dem Network Analyzer-Tool durchgeführt, bei dem die Knoten anhand von Schlüsselparametern, einschließlich Grad und Zwischenheit, gerankt wurden, um zentrale Elemente im Netzwerk zu identifizieren.
Molekulare Andockung wichtiger Verbindungen an Kernziele
Die dreidimensionalen Strukturen der Kern-Zielproteine, darunter ESR1 (9BQE), PTGS2 (5F19), EGFR (2XKN), GSK3B (5HLN), SRC (5MTJ) und ERBB2 (8U8X), wurden aus der RCSB Protein Data Bank (http://www.rcsb.org/; abgerufen am 7. Mai 2025) abgerufen. Die Verbindungsstrukturen wurden in ChemDraw (Version 18.0) konstruiert und anschließend mit dem integrierten Chem3D-Modul in das dreidimensionale SDF-Format umgewandelt. Die molekularen Andockergebnisse wurden mit PyMOL visualisiert, und die Bindungsaffinitäten wurden anhand der Wechselwirkungsenergie bewertet (kcal·mol-1)26.
Zellviabilitätstest
MH7A-Zellen in der logarithmischen Wachstumsphase wurden in 96-Well-Platten mit einer Dichte von 5 × 103 Zellen pro Well eingesät. Nach Erreichen der 80%-Konfluenz wurden die Zellen zunächst 6 Stunden lang mit Lipopolysaccharid (LPS) (1 μg·mL-1) behandelt und anschließend unterschiedlichen Konzentrationen von Smirnotin A (5, 25, 50, 75 und 100 μg·mL-1) ausgesetzt. Jede Behandlungsgruppe wurde vierfach eingerichtet und 24 Stunden lang bei 37 °C unter 5 % CO₂ inkubiert. Nach der Inkubation wurden 100 μL 10 % CCK8-Lösung zu jedem Brunnen hinzugefügt, gefolgt von einer zusätzlichen Inkubation bei 37 °C für 2 Stunden. Die Absorption bei 450 nm wurde mit einem Mikroplattenleser gemessen.
ELISA-Test in MH7A-Zellen
Der Supernatant wurde durch Zentrifugation bei 2000 × g für 20 Minuten bei 4 °C aufgenommen. Die Konzentrationen von entzündlichen Zytokinen, darunter IL-6, IL-1β, TNF-α und IL-10, wurden im Supernatant mittels entsprechender ELISA-Kits genau gemäß den Anweisungen des Herstellers quantifiziert.
Messung des Zehenschwellungsgrades
Der Schwellungsgrad der rechten Hinterpfote wurde durch Messung des Pfotenvolumens alle 3 Tage nach der Modellierung bewertet. Die Messungen wurden zweimal pro Ratte durchgeführt und gemittelt. Die Entzündungsreaktion wurde als prozentualer Anstieg des Pfotenvolumens im Vergleich zum Ausgangswert quantifiziert.

Organindexmessung
Alle Ratten wurden 24 Stunden nach der letzten Verabreichung narkotisiert und eingeschläfert. Die humane Methode, die von der internationalen veterinärmedizinischen Gemeinschaft anerkannt ist, wird übernommen. Erstens wird eine hohe Konzentration (5 %) an Isofluran verwendet, um das Tier tief zu betäuben. Sobald es das Bewusstsein und alle Reflexe verliert, wird die Brust geöffnet und das Herz aufgeschnitten, sodass das Tier schmerzlos und ohne Empfindung stirbt. Milz und Thymus wurden umgehend entfernt und gewogen. Nach dem Abspülen mit normaler Kochsalzlösung wurde überschüssige Feuchtigkeit auf den Gewebeoberflächen durch Tupfen mit Filterpapier entfernt, und die feuchten Gewichte der Organe wurdenauf 27,28 gemessen.

Hämatoxylin und Eosin (HE)
Um die Unversehrtheit der Pfotengewebeproben zu erhalten, wurde der gesamte Teil distal vom rechten Knöchelgelenk jeder Ratte gesammelt und gelagert. Für das Schneiden wurde das geschwollene Pfotengewebe verwendet. Das Probenahmeverfahren verlief wie folgt: Das Gewebe etwa 1 cm oberhalb des rechten Knöchelgelenks wurde vollständig seziert, das Fell entfernt und der Knochenschaft am proximalen Ende durchtrennt. Die Probe wurde sofort in einer 10%igen Paraformaldehydlösung fixiert. Nach der Fixierung wurde das Gewebe in eine 15%ige EDTA-Entkalkungslösung gelegt. Die Entkalkung wurde alle 3 Tage überwacht, und die Lösung wurde bei Bedarf erfrischt, bis das Gewebe weich war, was auf den Abschluss der Entkalkung hinweist. Das Gewebe wurde anschließend durch eine graduierte Ethanolserie dehydriert (75 % für 4 Stunden, 85 % für 2 Stunden, 90 % für 1,5 Stunden, 95 % für 1 Stunde und zwei Wechsel mit 100 % Ethanol für 0,5 Stunden). Die Schnitte wurden deparaffinisiert, durch Ethanol rehydriert, 10 Minuten mit Hämatoxylin gefärbt, mit Leitungswasser abgespült, 10 Sekunden in Salzsäure–Ethanol differenziert, mit Leitungswasser abgespült, gebläut, erneut abgespült, 5 Minuten in 85 % Ethanol eingetaucht, 5 Minuten mit Eosin gekontert, 3 Sekunden mit Leitungswasser gespült, dehydriert, gereinigt und für Beobachtung29 montiert.
ELISA-Untersuchung des Rattenserums
Die Blutproben wurden bei 2000 × g für 20 Minuten bei 4 °C zentrifugiert, und der resultierende Supernatant wurde für die Zytokinanalyse entnommen. Die Konzentrationen von IL-1β, IL-6 und TNF-α wurden mit kommerziellen ELISA-Kits und streng gemäß den Protokollen des Herstellers bestimmt. Eine Standardkurve wurde mit der Software cvxpt32 generiert und angepasst, und die Expressionsniveaus jedes Zytokins wurden berechnet, indem die Absorptionswerte in die entsprechende Standardkurvengleichung interpoliert wurden. Die endgültigen Proteinkonzentrationen wurden aus den tatsächlichen experimentellen Messungen berechnet.
Quantitative Polymerase-Kettenreaktionsanalyse (qPCR)
Die Gesamt-RNA wurde aus Synovialzellen mit Hilfe des TRIzol-Reagens isoliert, wobei die Phasentrennung durch Chloroformaddition30 erreicht wurde. Ein kommerzielles Reverse-Transkriptions-Set wurde dann verwendet, um cDNA aus der isolierten RNA zu synthetisieren und dabei strikt den Anweisungen des Herstellers zu folgen. qRT-PCR wurde mit einem SYBR Premix-Reagenz durchgeführt. Glyceraldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase (GAPDH) wurde als endogenes Referenzgen verwendet, und die relativen Genexpressionsniveaus wurden mit der 2-ΔΔCt-Methode berechnet. Die folgenden Primer-Sequenzen wurden verwendet: GAPDH Vorwärts: ACAGCAACAGGGTGGTGGAC und GAPDH Rückwärts: TTTGAGGGTGCAGCGAACTT; IL-17A Vorwärts: CTGATGCTGTTGCTGCTACTGA, und IL-17A Rückwärts: TGGAACGGTTGAGGTAGTCTGA; TRAF6 Vorwärts: ACATTTCCCTTTGTCCACAC und TRAF6 Rückwärts: TTAGCATCCATGACCTCTTCGT; IL-10 Vorwärts: CTGCAGGACTTTAAGGGTTACTT, und IL-10 Rückwärts: CTTGCTTTTATTCTCACAGGGGA; IL-1β Vorwärts: CCTGTGTGATGAAAGACGGC und IL-1β Rückwärts: TATGTCCCGACCATTGCTGT; IL-6 Vorwärts: GTTGCCTTCTTGGGACTGATG, und IL-6 Rückwärts: TACTGGTCTGTGTGTGGGTGGT.
Proteinextraktion und Western-Blotting
Das Synovialgewebe wurde in einem Phosphatase-/Proteaseinhibitor-supplementierten Radioimmunpräzipitationstest (RIPA)-Puffer lysiert, und die Proteinkonzentrationen wurden mit einem Bicinconininsäure-(BCA)-Testkit gemessen. Beim Western Blotting wurden Lysate mit gleicher Proteinmenge einer Natriumdodecylsulfat-Polyacrylamid-Gelelektrophorese (SDS-PAGE) unterzogen und anschließend auf Polyvinylidenfluorid-(PVDF)-Membranen übertragen. Nach dem Blockieren mit 5 % Magermilch in Tris-gepufferter Kochsalzlösung mit 0,1 % Tween (TBST) für 2 Stunden bei 25 °C, wurden die Membranen über Nacht bei 4 °C mit primären Antikörpern inkubiert (GAPDH 1:50000; P-PI3K 1:1000; PI3K 1:1000; P-AKT 1:3000; AKT 1:6000). Nach umfangreicher Wäsche mit TBST reagierten die Membranen mit Meerrettichperoxidase (HRP)-konjugierten sekundären Antikörpern (Anti-Maus IgG 1:10000; Anti-Kaninchen-IgG 1:1000) für 2 Stunden bei Zimmertemperatur. Nach einer weiteren Serie von TBST-Waschungen wurden die Proteinbänder mit einem verstärkten Chemilumineszenz-(ECL)-Substrat visualisiert. Die Bandintensitäten wurden mit der ImageJ-Software quantifiziert und als Laderegelung auf GAPDH normalisiert.
Statistische Analyse
Alle Daten wurden mit der Software Graphpad Prism 9.5 analysiert und als Mittelwert ±± Standardabweichung dargestellt. Statistische Vergleiche wurden, wo angebracht, mit Einweg-ANOVA durchgeführt. Ein p-Wert von weniger als 0,05 wurde als statistisch signifikant angesehen. Im Vergleich zur Kontrollgruppe: *p < 0,05, **p < 0,01, p < 0,001 und p < 0,0001; Im Vergleich zur Modell/LPS-Gruppe: #p < 0,05, ##p < 0,01, ###p < 0,001 und ####p < 0,0001.