Bioinformatics Analysis and Experimental Validation of the Mechanism of Leigongteng （<italic style="font-style: italic">Tripterygium wilfordii Hook. f.</italic>） in Treating Rheumatoid Arthritis

YANG Yuzheng; YAO Xiaoling; LUO Feng; MA Wukai

doi:10.13288/j.11-2166/r.2025.07.012

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Bioinformatics Analysis and Experimental Validation of the Mechanism of Leigongteng （Tripterygium wilfordii Hook. f.） in Treating Rheumatoid Arthritis

更新时间：2025-03-27

- Bioinformatics Analysis and Experimental Validation of the Mechanism of Leigongteng （Tripterygium wilfordii Hook. f.） in Treating Rheumatoid Arthritis
- Journal of Traditional Chinese Medicine Vol. 66, Issue 7, Pages: 724-733(2025)
- 作者机构：
  
  1.贵州中医药大学，贵州省贵阳市花溪区栋青路4号，550025
  2.贵州中医药大学第二附属医院
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13288/j.11-2166/r.2025.07.012
  CLC：
- Received：05 January 2025，
  
  Revised：2025-02-14，
  
  Published：02 April 2025
- 稿件说明：
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杨豫正,姚晓玲,罗丰等.雷公藤治疗类风湿关节炎作用机制的生物信息学分析及实验验证[J].中医杂志,2025,66(07):724-733.

YANG Yuzheng,YAO Xiaoling,LUO Feng,et al.Bioinformatics Analysis and Experimental Validation of the Mechanism of Leigongteng （Tripterygium wilfordii Hook. f.） in Treating Rheumatoid Arthritis[J].Journal of Traditional Chinese Medicine,2025,66(07):724-733.
杨豫正,姚晓玲,罗丰等.雷公藤治疗类风湿关节炎作用机制的生物信息学分析及实验验证[J].中医杂志,2025,66(07):724-733. DOI： 10.13288/j.11-2166/r.2025.07.012.

YANG Yuzheng,YAO Xiaoling,LUO Feng,et al.Bioinformatics Analysis and Experimental Validation of the Mechanism of Leigongteng （Tripterygium wilfordii Hook. f.） in Treating Rheumatoid Arthritis[J].Journal of Traditional Chinese Medicine,2025,66(07):724-733. DOI： 10.13288/j.11-2166/r.2025.07.012.

摘要

目的

运用生物信息学方法及试验验证探讨雷公藤治疗类风湿关节炎（RA）的可能作用机制。

方法

通过基因表达综合数据库（GEO）、中药系统药理数据库及分析平台（TCMSP），采用基因本体论（GO）、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集、蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络、分子对接、受试者工作特征曲线（ROC）、免疫浸润分析等生物信息学分析方法对雷公藤主要成分及作用于RA的靶点进行分析预测，并对分析获得的靶基因进行实验验证。体外实验选择人类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞（HFLS-RA），并以甲氨蝶呤为阳性对照，划痕实验检测培养24 h后细胞迁移率，Western Blot法检测蛋白水平、qPCR法检测靶基因mRNA水平，ELISA法检测炎症因子水平［包括白细胞介素1β（IL-1β）、白细胞介素6（IL-6）、白细胞介素10（IL-10）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）］。

结果

将雷公藤有效化合物获得的117个有效靶基因与RA发病相关基因取交集，共得到55个交集基因并将其看作关键基因。对55个关键基因进行筛选，最终获得3个核心基因（即

PTGS2

、

CXCR4

、

TIMP1

）。根据潜在药物靶点和雷公藤主要成分的对应关系，得出雷公藤甲素和川陈皮素2个主要成分。分子对接结果显示，雷公藤甲素和川陈皮素与相应靶蛋白结合能＜-5，说明其与潜在药物靶点结合强烈。体外试验结果显示，与空白对照组比较，雷公藤甲素组、川陈皮素组、阳性对照组在培养24 h后细胞迁移率均降低（

＜0.01），各给药组

PTGS2

、

CXCR4

mRNA表达及其蛋白水平均降低，

TIMP1

mRNA表达及其蛋白水平均升高，IL-1β、IL-6、TNF-α水平降低，IL-10水平升高（

＜0.01）。与阳性对照组比较，雷公藤甲素组和川陈皮素组细胞在培养24 h后细胞迁移率升高，

PTGS2

、

CXCR4

mRNA表达及其蛋白水平升高，

TIMP1

mRNA表达及其蛋白水平降低，IL-1β、IL-6、TNF-α水平升高，IL-10水平降低（

＜0.05或

＜0.01）。

结论

雷公藤的主要有效成分雷公藤甲素和川陈皮素可以抑制PTGS2、CXCR4和提高TIMP1表达，从而抑制炎症反应以达到缓解RA的作用。

Abstract

Objective

To explore the potential mechanisms of Leigongteng （

Tripterygium wilfordii Hook. f.

） in treating rheumatoid arthritis （RA） using bioinformatics analysis and experimental validation.

Methods

Bioinformatics approaches， including the Gene Expression Omnibus （GEO）， the traditional Chinese medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform （TCMSP）， Gene Ontology （GO） enrichment analysis， Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG） pathway enrichment， protein-protein interaction （PPI） network analysis， molecular docking， receiver operating characteristic （ROC） analysis， and immune infiltration analysis， were used to predict the key active components of Leigongteng and its target genes for RA treatment. Experimental validation was conducted using human rheumatoid arthritis fibroblast-like synoviocytes （HFLS-RA） in vitro， with methotrexate as the positive control. A scratch assay was performed to assess cell migration after 24 hours of culture. Western blotting was used to detect protein expression levels， qPCR was used to measure target gene mRNA levels， and ELISA was conducted to evaluate inflammatory cytokine levels， including interleukin-1β （IL-1β）， interleukin-6 （IL-6）， interleukin-10 （IL-10）， and tumor necrosis factor-α （TNF-α）.

Results

A total of 117 target genes of Leigongteng were identified and intersected with RA-related genes， yielding 55 key genes. Further screening identified three core genes：

PTGS2

，

CXCR4

， and

TIMP1

. Based on the correspondence between potential drug targets and key components， triptolide and nobiletin were identified as the primary active compounds. Molecular docking results showed that both triptolide and nobiletin had binding energies lower than -5 kcal/mol with their respective target proteins， indicating strong interactions. In vitro experiments demonstrated that， compared with the blank control group， the triptolide， nobiletin， and positive control groups exhibited reduced cell migration rates after 24 hours of culture （

＜0.01）. The expression levels of

PTGS2

and

CXCR4

（both mRNA and protein） were significantly do

wnregulated， while

TIMP1

expression was upregulated. Levels of IL-1β， IL-6， and TNF-α decreased， whereas IL-10 levels increased （

＜0.01）. Compared with the positive control group， the triptolide and nobiletin groups showed increased cell migration rates， upregulated

PTGS2

and

CXCR4

expression （mRNA and protein）， downregulated

TIMP1

expression （mRNA and protein）， increased IL-1β， IL-6， and TNF-α levels， and decreased IL-10 levels （

＜0.05 or

＜0.01）.

Conclusion

The key active components of Leigongteng， triptolide and nobiletin， may alleviate RA by inhibiting PTGS2 and CXCR4 while promoting TIMP1 expression， thereby suppressing inflammatory responses.

关键词

Keywords

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Bioinformatics Analysis and Experimental Validation of the Mechanism of Leigongteng （Tripterygium wilfordii Hook. f.） in Treating Rheumatoid Arthritis

DOI：10.13288/j.11-2166/r.2025.07.012

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