Phytomedicine：健骨方改善滑膜炎機制揭秘，靶向腸道菌群與 NF-κB/NLRP3 信號通路

江船看雨 2025-08-30

展開全文

背景

滑膜炎是多種關節疾病的關鍵病理標志，其主要通過以下三種機制發生：滑膜膜增生異常、免疫細胞進入滑膜以及關節腔內炎癥介質濃度升高。關節滑膜在分泌滑液和滋養軟骨細胞方面發揮著關鍵作用。當關節炎發生時，滑膜常會受累，這不僅會加劇關節腫脹和疼痛等臨床癥狀，還會激活 NF-κB/NLRP3 信號通路，加速軟骨降解，從而加快關節退化。在滑膜炎的發展過程中，常常會有促炎細胞因子和化學因子的異常釋放，導致免疫細胞浸潤和微環境酸化，進而可能引發滑膜纖維化并加速軟骨基質降解，進一步加快關節退化。

目前，臨床管理關節內炎癥主要通過口服非甾體抗炎藥（NSAID）來實現抗炎和鎮痛目的，但長期使用 NSAID 會帶來胃腸道并發癥和腎損傷等風險，而關節內糖皮質激素注射雖能暫時緩解癥狀，但也存在可能加速關節退化的擔憂，這些局限性促使人們越來越關注從傳統中藥中尋找多靶點治療方法。

健骨方（JGF）在湖北中醫藥大學附屬醫院已使用約 50 年，在預防和治療骨關節疾病方面表現出獨特優勢，其主要成分如續斷、補骨脂、丹參和黃芪等均已被證明具有抗炎特性。傳統中藥主要通過口服進入胃腸道發揮作用，研究證實其與腸道菌群存在顯著相互作用，在胃腸道代謝過程中，中藥成分會優先作用于腸道菌群，重塑微生物結構，影響宿主代謝、炎癥和免疫反應，同時修復腸道黏膜屏障，而腸道菌群也能通過代謝酶重塑中藥活性成分的化學結構，影響其藥理學和毒理學活性。

論文首頁

研究目的

本研究旨在探討 JGF 改善滑膜炎的機制，假設 JGF 通過調節腸道菌群結構和 NLRP3 信號通路來改善滑膜炎，并通過對 JGF 的主要成分進行鑒定，建立 CFA 誘導的滑膜炎小鼠模型，結合 16S rRNA 基因測序等方法，研究 JGF 對 CFA 模型小鼠腸道菌群結構、腸道屏障和 NLRP3 信號通路的影響，并通過偽無菌小鼠模型驗證腸道菌群的關鍵調節作用。

研究設計

實驗使用 6 周齡雄性 C57BL/6 小鼠，除對照組外，其余小鼠均在右后爪注射完全弗氏佐劑（CFA）以誘導滑膜炎模型，對照組則注射等量生理鹽水。將小鼠分為對照組、CFA 組、CFA+DXMS 組（地塞米松陽性對照）、CFA+JGFL 組（低劑量 JGF）、CFA+JGFM 組（中劑量 JGF）和 CFA+JGFH 組（高劑量 JGF），后三組分別通過灌胃給予低、中、高劑量的 JGF，持續 34 天，同時設立偽無菌小鼠模型進行相關實驗。

研究方法

JGF 的制備與成分分析：JGF 由 8 味中藥組成，將中藥用蒸餾水浸泡后兩次煎煮，每次 40 分鐘，隨后離心、過濾并濃縮至不同濃度。利用 Q Exactive Orbitrap 高分辨率質譜儀對 JGF 成分進行分析，采用苯酚 - 硫酸法測定多糖、BCA 蛋白定量法測定蛋白質、范illin - 冰醋酸 - 高氯酸比色法測定皂苷等標準化生物化學協議對 JGF 成分進行定量分析。

動物實驗：監測小鼠的爪腫脹情況、行為學表現，實驗結束后收集關節、脾臟、結腸組織、血清和糞便樣本等進行檢測。

定量聚合酶鏈反應測定：提取小鼠關節和結腸組織的 RNA，逆轉錄后通過實時定量 PCR 檢測細胞因子、NLRP3 相關蛋白及腸道屏障相關蛋白的 mRNA 水平，同時提取偽無菌小鼠糞便細菌的基因組 DNA 進行檢測。

酶聯免疫吸附測定：使用商業 ELISA 試劑盒定量分析血清中細胞因子的含量。

組織病理學分析：對結腸和脾臟組織進行固定、脫水、透明、石蠟包埋后切片，進行蘇木精 - 伊紅（H&E）染色等，關節組織同樣固定和脫鈣后進行 H&E 組織病理學評估和 Safranin O - fast green 染色。

西方印跡分析：將含有滑膜的關節組織勻漿后，進行蛋白定量、SDS - PAGE 電泳、電轉移到 PVDF 膜上，與特異性一抗和辣根過氧化物酶標記的二抗孵育，通過 ECL 試劑顯色并用 ImageJ 軟件分析條帶灰度值。

16S rRNA 基因測序：提取糞便微生物基因組 DNA，對 16S rRNA 基因 V3 - V4 高可變區域進行 PCR 擴增后測序分析。

研究結果

1、JGF 的成分鑒定

通過分析確定了 JGF 中 129 種不同的化合物，其中含量較高的化合物包括異補骨脂素、延胡索乙素、牛磺膽酸等。

2、對 CFA 誘導滑膜炎小鼠的關節病變和行為的影響

DXMS、中劑量和高劑量 JGF 能顯著降低 CFA 組小鼠的關節炎評分和踝關節腫脹程度，在開放場試驗、桿試驗和旋轉桿試驗中，三種濃度的 JGF 均能改善 CFA 小鼠的運動功能障礙。

關節炎評分與行為學實驗

3、對小鼠踝關節滑膜炎的影響

CFA 誘導的小鼠表現出關節空間變窄、軟骨退化、炎性細胞浸潤、滑膜增生等關節退行性病變，經 JGFH 治療后上述病理變化得到改善，在蛋白和轉錄水平上，JGFH 可顯著下調 NF - κB/NLRP3 信號軸相關蛋白和炎癥細胞因子 mRNA 的異常過表達，證實其通過靶向 NF - κB/NLRP3 信號通路減輕 CFA 誘導的滑膜炎炎癥反應。

4、對膝關節和免疫器官的影響

JGFH 改善了 CFA 小鼠的膝關節病變和免疫器官病理變化，降低血清中炎癥因子水平，減輕脾臟和胸腺指數，且脾臟組織病理學分析顯示 JGFH 治療組脾臟白髓結構紊亂和炎性細胞浸潤得到改善。

JGFH對CFA誘導小鼠膝關節及全身免疫器官的影響

5、對腸道屏障的影響

CFA 小鼠的結腸組織中緊密連接相關基因和黏蛋白相關基因的 mRNA 水平顯著下調，JGFH 干預可上調這些屏障功能標志物的轉錄水平，并下調 Tnfa 和 Nlrp3 mRNA 表達，同時上調抗炎細胞因子基因 Il10 表達，結腸組織病理學分析顯示 JGFH 緩解了 CFA 誘導小鼠的腸道絨毛萎縮、黏膜下水腫和杯狀細胞減少等病理變化。

6、對腸道菌群結構的影響

16S rRNA 基因測序結果顯示，與對照組相比，CFA 組小鼠腸道菌群 α - 多樣性顯著降低，經 DXMS 或 JGFH 治療后顯著恢復，腸道菌群結構的 β - 多樣性分析顯示 JGFH 組和對照組更相似。在門水平上，JGFH 增加了變形菌門的相對豐度，減少了厚壁菌門和脫硫菌門的相對豐度；在屬水平上，JGFH 顯著增加了有益菌屬如 Akkermansia 和 Muribaculaceae 的豐度，同時抑制了致病菌屬如 Ruminococcus、Parasutterella、Staphylococcus、Erysipelatoclostridium 和 Alistipes 的增殖。PICRUSt 功能預測分析顯示，JGFH 干預顯著上調了氨基酸代謝途徑，如精氨酸和脯氨酸代謝，下調了氨基酸生物合成途徑，如氨基糖代謝和果糖 / 曼諾糖代謝等。此外，通過斯皮爾曼相關性分析發現，大多數改變的菌屬與滑膜炎相關指標顯著相關。

腸道菌群熱圖分析及特征性菌群鑒定

7、偽無菌小鼠模型實驗

在偽無菌小鼠模型中，JGFH 對關節炎評分、踝關節腫脹指標、運動協調性、脾臟指數等均未顯示出顯著改善作用，關節組織中 NLRP3 炎癥體相關蛋白表達上調，且與對照組相比無統計學差異，qRT-PCR 顯示 JGFH 未能調節偽無菌小鼠的 mRNA 表達，結腸組織病理學染色顯示 JGFH 治療后偽無菌小鼠的結腸結構損傷仍然存在。

研究結論

JGF 對 CFA 誘導的小鼠模型關節和腸道均具有保護作用，能有效改善滑膜炎的病理表型，恢復小鼠的運動能力，其機制與腸道菌群在維持腸道屏障完整性和增強 JGF 抗炎效果方面發揮的關鍵作用密切相關，通過調節腸道菌群結構，影響特定的代謝途徑，從而減輕腸道和滑膜的炎癥。研究揭示了中藥復方 JGF 對滑膜炎治療效果的潛在機制，為基于腸道菌群的滑膜炎治療策略開發提供了科學依據和新的思路。

作者｜梅斯醫學

編輯 | 逅思

授權轉載、投稿等請聯絡梅斯醫學管理員