Deze studie werd beoordeeld en goedgekeurd door de Animal Ethics Committee van het China-Japan Friendship Hospital (goedkeuringsnummer: zryhyy21-22-08-10) en uitgevoerd volgens institutionele richtlijnen voor ethische zorg en gebruik van proefdieren.
Voorspelling en screening van TFRD- en GA-gerelateerde doelen
De chemische bestanddelen van Rhizoma Drynariae werden opgehaald uit de Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform (TCMSP) met "Rhizoma Drynariae" als zoekterm29. Screening op mogelijk bioactieve bestanddelen werd uitgevoerd op basis van de criteria van orale biobeschikbaarheid (OB) ≥ 30% en geneesmiddelgelijkheid (DL) ≥ 0,18 30,31,32. Uit de resulterende pool verbindingen werden flavonoïdecomponenten vervolgens geïdentificeerd en geselecteerd op basis van hun chemische structuren. Deze flavonoïdecomponenten, hierna aangeduid als de totale flavonoïden van Rhizoma Drynariae (TFRD), werden opgenomen in de downstream-analyse. Na het ophalen van de doelgenen die aan TFRD zijn gekoppeld uit de TCMSP-database, werden hun bijbehorende gestandaardiseerde gensymbolen geannoteerd met behulp van de UniProt-database33. Met "jicht" als zoekterm werden ziektegerelateerde doelen uit de GeneCards-database gehaald om een set kandidaatgenen34 vast te stellen.
Vestiging van een samengestelde doelgroep netwerk
De kruising tussen TFRD-geassocieerde doelen en GA-gerelateerde doelen werd geïdentificeerd en gedefinieerd als de belangrijkste therapeutische doelen die de anti-GA-effecten van TFRD bemiddelen, en de overlappende set werd gevisualiseerd met behulp van een Venn-diagram. Daarnaast werd een regelgevend netwerk van "TFRD - targets - GA" opgebouwd en geanalyseerd met behulp van Cytoscape-software35.
Eiwit-eiwit interactienetwerk
De belangrijkste therapeutische doelen van TFRD tegen GA werden geïmporteerd in een online database om een eiwit-eiwitinteractie (PPI) netwerk te genereren, waarbij de minimaal vereiste interactiescore werd gezet op "high confidence (0,700)"36. Het PPI-netwerk werd geoptimaliseerd met behulp van Cytoscape-software, en de top 30 kerndoelen, gerangschikt op graadcentraliteit, werden geselecteerd om een staafgrafiek37,38 te genereren.
KEGG-routeverrijkingsanalyse
KEGG-padverrijkingsanalyse werd uitgevoerd op deze kerndoelen met R-software en de Bioconductor-database 38,39. Paden met een p-waarde < 0,05 werden als statistisch significant beschouwd. Na het uitsluiten van ziekte- en metabolisme-gerelateerde routes werd een interactienetwerk tussen paden en doelpunten in Cytoscape gevisualiseerd. Onder deze paden werden de top 20 paden gerangschikt op stijgende P-waarde weergegeven in een balkgrafiek.
Medicijnbereiding
Voor de bereiding van een mononatriumuraat (MSU) kristalsuspension werden 500 mg MSU-kristallen gewogen met een analytische weegschaal, verdeeld in 10 mL normale zoutoplossing en 2 mL Tween 80, en verwarmd terwijl het magnetisch roerde. Het mengsel werd vervolgens aangepast tot een eindvolume van 20 mL met normale zoutoplossing om een suspensie van 25 mg/mL te verkrijgen. Na autoclaven werd de ophanging opgeslagen op 4 °C tot gebruik. De gebruikelijke klinische dosering voor TFRD is 750 mg per dag voor een volwassene van 70 kg, wat overeenkomt met een ratdosis van 67,5 mg/kg lichaamsgewicht per dag. TFRD werd opgelost in gedestilleerd water tot een concentratie van 6,75 mg/mL en opgeslagen op 4 °C voor later gebruik. Volgens de methode van normalisatie van lichaamsoppervlakte is de equivalente orale dosis colchicine (het positieve medicijn) bij ratten die zijn omgezet van de klinische menselijke dosis (0,6 mg/60 kg) 0,062 mg/kg. Een colchicineoplossing werd bereid in gedestilleerd water bij een concentratie van 0,0062 mg/mL en opgeslagen bij 4 °C voor later gebruik.
Dieren
In totaal werden 36 zes weken oude mannelijke Sprague–Dawley (SD) ratten (220 ± 10 g) gebruikt in deze studie (diervergunning nr. SCXK [Jing] 2025-0008). De dieren werden gehuisvest in het Laboratoriumdierencentrum van het China-Japan Vriendschapsziekenhuis onder standaard dieetomstandigheden bij een temperatuur van 22–24 °C en een luchtvochtigheid van 50–70%.
Modeloprichting en interventie
Na een week van acclimatie werden ratten willekeurig verdeeld in vier groepen (n = 9 elk): controlegroep, model, TFRD en positief geneesmiddel. Randomisatie werd uitgevoerd met behulp van een willekeurige nummertabel. Gegevensverzameling en analyse werden uitgevoerd onder blinde omstandigheden. Alle behandelingen werden eenmaal per dag toegediend via orale gavage. Alle interventies werden eenmaal per dag toegediend via orale gavage om 08:00 uur gedurende zeven opeenvolgende dagen. De blanke controle- en modelgroepen kregen normale zoutoplossing (10 mL/kg), terwijl de TFRD- en positieve geneesmiddelgroepen hun respectievelijke medicijnsuspensies kregen met een gelijkwaardig volume (10 mL/kg). Op de vierde dag van de interventies kreeg de blanke controlegroep een intra-articulaire injectie van steriele normale zoutoplossing, terwijl ratten in het model, TFRD en de positieve geneesmiddelgroepen werden geïnjecteerd met een MSU-kristalsuspension om acute jichtartritis te induceren. Voorafgaand aan de injectie werden ratten verdoofd met een isoflurane-anesthesiesysteem. Elke rat in het model, TFRD en de positieve geneesmiddelgroepen ontving 200 μL van de MSU-suspension in de linker enkelgewrichtsholte. Na het terugtrekken van de naald werd er zachte druk uitgeoefend op de injectieplaats met een steriel wattenstaafje gedurende enkele seconden om lekkage te voorkomen.
Monsterverzameling en verwerking
72 uur na de inductie van het model werden ratten verdoofd en op rug geplaatst. Na de abdominale desinfectie werd de peritoneale holte geopend en werden de darmen voorzichtig teruggetrokken om de buikaorta bloot te leggen. Een bloedafzuignaald werd parallel aan het vat ingebracht om abdominale aortabloed af te nemen, dat onmiddellijk werd overgebracht in hepariniseerde buizen die voorgekoeld waren in een ijswaterbad. Monsters werden gecentrifugeerd op 3000 × g gedurende 10 minuten bij 4 °C om serum te verkrijgen, dat werd gealiquoteerd en opgeslagen bij -80 °C voor latere metabolomische profilering. Dieren werden vervolgens geëuthanaseerd via CO₂-verstikking. De vacht rond het linker enkelgewricht werd geschoren en de omliggende huid en spieren werden zorgvuldig verwijderd om de intacte gewrichtsstructuur bloot te leggen. Het synoviaale weefsel, dat als een dun witachtig membraan de gewrichtscapsule bekleedt, werd voorzichtig geïsoleerd van de aangrenzende fascia met fijne pincetten. De verzamelde gewrichtsmonsters werden vastgesteld in 4% paraformaldehyde bij 4 °C gedurende 72 uur. Daarna werd een deel van het gewrichtsweefsel ontkalkt in een EDTA-ontkalkingsoplossing, waarbij de oplossing wekelijks 8 weken werd ververst. Volledige ontkalking werd bevestigd door naaldpriktesten: als weerstand werd ondervonden, werd ontkalking voortgezet totdat het weefsel volledig doordringbaar was.
Na ontkalking werden enkelgewrichten sagitaal doorgesneden, in verwerkingscassettes geplaatst en onderworpen aan gradiënt ethanoldehydratie. Weefsels werden vrijgemaakt met xyleen, geïnfiltreerd met paraffine en ingebed in paraffineblokken. Secties van 6 μm dikte werden gesneden met een geautomatiseerd microtoom, op een 40 °C waterbad laten drijven en op lijmglaasjes gemonteerd. Na 30 minuten droog te hebben bij 60 °C werden secties gedeparaffiniseerd, gekleurd met hematoxyline en eosine (H&E) volgens standaardprotocollen, en uiteindelijk bedekt met neutrale balsem. Volledige diabeelden werden gemaakt met een digitale dia-scanner.
Serummetabolomics-analyse
Serummonsters uit de model- en TFRD-groepen werden ontdooid bij 4 °C voorafgaand aan de verwerking. Voor elk monster werd 100 μL serum in een microcentrifugebuis overgebracht en gecombineerd met 400 μL voorgekoeld extractie-oplosmiddel (methanol: acetonitril, 1:1, v/v) met interne standaarden. Het mengsel werd 1 minuut in vortex gelaten, gevolgd door sonicatie in een ijswaterbad gedurende 10 minuten. Daarna werd het 1 uur geïncubeerd bij -40 °C om de eiwitprecipitatie te vergemakkelijken en vervolgens 15 minuten gecentrifugeerd bij 12.000 × g bij 4 °C. Het supernatant dat na centrifugatie werd verkregen, werd zorgvuldig verzameld en overgebracht in autosampler-buisjes voor UHPLC–MS-analyse. Daarnaast werden gelijke hoeveelheden supernatant uit elk monster binnen dezelfde groep samengevoegd om kwaliteitscontrolemonsters (QC) te genereren.
Na metabolietdetectie in serummonsters van de twee groepen werden de ruwe massaspectrometriegegevens verwerkt door speciale software voor geautomatiseerde piekdetectie, extractie, uitlijning en integratie, wat resulteerde in een gestructureerde datamatrix van ionenspectrale kenmerken. De gedetecteerde spectrale kenmerken werden vergeleken met gevestigde metabolomische spectrale bibliotheken om metabolieten te identificeren die afkomstig zijn van TFRD en in systemische circulatie waren gekomen. Niet-geïdentificeerde kenmerken en kenmerken met te veel ontbrekende waarden werden uit de dataset verwijderd. De gecureerde dataset werd opnieuw geïndexeerd en gestructureerd in een gestandaardiseerdformaat 40.
De differentiële expressie van metabolieten tussen de twee groepen werd geëvalueerd door zowel de vouwverandering (FC, uitgedrukt als de intergroepverhouding) als de statistische significantie (p-waarde) te berekenen. Metabolieten die de drempel van |log₂FC| bereiken ≥ 1 en P < 0,05 werden gedefinieerd als differentieel expressieve metabolieten (DEM's). De screeningsresultaten werden visueel samengevat met methoden zoals vulkaangrafieken. De gescreende differentiële metabolieten werden vervolgens geïmporteerd in de PubChem-database om hun canonieke identificaties (CID's) te verkrijgen. De bijbehorende KEGG ID's werden vervolgens verkregen op basis van de CID's. Ten slotte werden de KEGG-ID's geïmporteerd in een metabolomics-analyseplatform om metabole padverrijkingsanalyse uit te voeren en de signaalroutes te identificeren die significant geassocieerd zijn met de DEM's.
ELISA
Monsters van synoviaal weefsel werden snel ingevroren in vloeibare stikstof en vermalen tot fijn poeder. Ongeveer 100 mg van het poeder werd gewogen met een elektronische precisiebalans, gemengd met 1 ml ijskoude PBS, en gehomogeniseerd op ijs met een glashomogeniseerder. Het homogenaat werd gecentrifugeerd bij 10.000 × g gedurende 5 minuten bij 4 °C, en het supernatant werd verzameld voor latere ELISA-detectie. Voorafgaand aan de analyse mocht de ELISA-kit 30 minuten in evenwicht komen tot kamertemperatuur. Alle reagentia, waaronder seriël verdunde standaarden, washbuffer, biotine-gelabelde antistofwerkoplossing en enzymconjugaatoplossing, werden bereid volgens de instructies van de fabrikant. Vervolgens werden 100 μL standaarden bij verschillende concentraties en monsters toegevoegd aan de aangewezen putten van de voorgecoate microplaat. De plaat werd verzegeld en geïncubeerd bij 37 °C gedurende 90 minuten. Na de incubatie werd de inhoud weggegooid en werden de putten vier keer gewassen. Vervolgens werd 100 μL biotinyleerde antilichaamwerkoplossing aan elke put toegevoegd, gevolgd door incubatie bij 37 °C gedurende 60 minuten en nog een wasstap. Vervolgens werd 100 μL enzymgeconjugeerde werkoplossing toegevoegd, en de plaat werd 30 minuten geïncubeerd bij 37 °C, gevolgd door extra was. Daarna werd een chromogeen substraat toegevoegd en de plaat werd 10 minuten in het donker geïncubeerd bij 37 °C. De reactie werd beëindigd door 100 μL stopoplossing toe te voegen, en de absorptie werd gemeten op 450 nm met een microplaatlezer. Een standaardcurve werd geconstrueerd door de optische dichtheid (OD) waarden van de standaarden af te stemmen op hun overeenkomstige concentraties, en de monsters werden dienovereenkomstig berekend.
Westelijk vlek
Synoviale weefsels werden snel bevroren en mechanisch tot fijn poeder gemalen. Een afgemeten deel van het poeder werd gelyseerd in een passend volume ijskoude RIPA-buffer, aangevuld met protease- en fosfataseremmers (1:100, v/v), gevolgd door 30 minuten incubatie op ijs. De lysaten werden vervolgens gecentrifugeerd op 10.000 × g gedurende 5 minuten bij 4 °C, en de supernatanten werden zorgvuldig verzameld. Eiwitconcentraties werden gekwantificeerd met een BCA-assay en alle monsters werden aangepast naar gelijke concentraties met de RIPA-buffer. Eiwitten werden gescheiden via SDS-PAGE en overgebracht op PVDF-membranen. De membranen werden geblokkeerd en vervolgens geïncubeerd met primaire antilichamen (1:1000 verdunning), gevolgd door secundaire antilichamen (1:5000 verdunning). Eiwitsignalen werden gevisualiseerd met een ECL-detectiesysteem en bandintensiteiten werden gekwantificeerd met Image Lab-software (Versie 5.2.1). De relatieve expressieniveaus werden genormaliseerd tegen β-actine.
Statistische analyse
Statistische analyses werden uitgevoerd met SPSS-software (versie 20.0). De gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± standaarddeviatie (SD). Voor vergelijkingen tussen meerdere groepen werd eenrichtingsvariantieanalyse (ANOVA) gebruikt wanneer aan de aanname van homogeniteit van variantie voldaan was, gevolgd door de LSD-test voor post hoc paargewijze vergelijkingen. Als aan variantiehomogeniteit niet werd voldaan, werd Welch's ANOVA uitgevoerd, gevolgd door Dunnett's T3-test voor meervoudige vergelijkingen. Een p-waarde < 0,05 werd als statistisch significant beschouwd.