文章标题：Amelioration of melittin on adjuvant-induced rheumatoid arthritis: Integrated transcriptome and metabolome
发表期刊：International Journal of Biological Macromolecules
影响因子：8.5
客户单位：云南农业大学、云南中医药大学
百趣提供服务：新一代代谢组学NGM 2 Pro、转录组测序
研究背景
类风湿性关节炎(Rheumatoid arthritis, RA)是一种以侵蚀性、对称性多关节炎为主要临床表现的慢性、全身性自身免疫性疾病，会导致关节僵硬、肿胀、畸形甚至不可逆残疾。该疾病在全球范围内广泛分布，目前缺乏根治方案，且传统药物治疗存在明显副作用。蜂毒肽(Melittin, MLT)作为天然抗炎物质，在RA治疗中展现出显著潜力，但其具体作用机制尚未明确。此前虽有网络药理学研究预测了MLT治疗RA可能涉及的靶点基因（如STAT3、TNF、IL1B等）和信号通路（如TNF信号通路、IL-17信号通路等），但这些预测结果尚未经过体内实验验证，无法明确MLT发挥抗RA作用的具体分子机制。
研究结论
01.MLT对佐剂(Complete Freund’s Adjuvant, CFA)诱导RA的改善作用
关节炎症相关指标改善：治疗周期结束后，MLT和地塞米松(DEX)均显示出治疗效果，有效减轻了CFA注射诱导的病变。二者在改善关节厚度、降低关节炎评分上均达到统计学显著水平，且效果相近；MLT对踝周长的改善效果与DEX相当，但未达到统计学显著水平（图1）。
病理修复：RA疾病模型大鼠与健康对照组相比，足爪表型和组织病理学均呈现显著病变，表现为足爪红肿、关节畸形，严重者甚至蜕皮结痂，病理可见明显的炎症细胞浸润、软骨和骨组织破坏等（图2D）。经地塞米松或蜂毒肽治疗后，D组和M组大鼠足爪红肿缓解、关节结构趋于正常、炎性细胞浸润减少，关节软骨破坏得到部分修复。总体而言，两组治疗均显著恢复了关节结构，涵盖宏观足爪表型和微观关节组织结构（图 A-B）。
图1. 治疗期结束时大鼠病变关节的炎症指标：(A)关节厚度(B)踝周长(C)关节炎评分
注：D=地塞米松治疗组，M=蜂毒肽治疗组，R=类风湿性关节炎模型组，C=健康对照组
图2. 各组大鼠关节病理切片：(A)地塞米松处理组(B)蜂毒肽处理组(C)RA 模型组(D)正常对照组
02.转录组学分析结果
差异基因：PCA分析结果显示，各组样本间分离良好、组内样本聚集性高（图3A）。与C组相比，R组有2183个DEGs（1687个上调、496个下调），M组有3253个DEGs（2267个上调、986个下调）；与R组相比，M组仅21个DEGs（5个上调、16个下调）（图3B-E），提示MLT对RA大鼠的基因表达调控具有特异性和靶向性。
GO富集分析：R组与C组的差异基因主要富集于趋化因子介导信号通路、免疫反应、TNF/IL-1β/IL-6产生等生物学过程；M组与R组差异基因富集于金属离子解毒、锌离子稳态、IL-6受体结合等过程（图4A）。
KEGG富集分析：RA发病相关通路包括细胞因子-细胞因子受体相互作用、MAPK、PI3K-Akt、JAK-STAT、NF-κB信号通路；MLT治疗主要调控细胞因子-细胞因子受体相互作用、TNF、JAK-STAT、HIF-1、FoxO信号通路及类固醇生物合成（图4B-D）。
图3. MLT注射对大鼠转录组的影响
图4. 转录组富集分析
03.代谢组学分析结果
代谢物检测与模型验证：PCA分析显示，M组、C组均与R组呈现明显的分离趋势（图5A）；OPLS-DA模型验证可靠，各组间分离效果良好（图5B-D）。
差异代谢物与通路：R组vsC组，差异代谢物主要富集于亚油酸代谢、鞘脂代谢、坏死性凋亡等通路（图7A），关键代谢物包括鞘磷脂（SM（d18:1/16:0））、脂肪酸（顺式-5-十四碳烯酰肉碱）、黄酮类（白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷）（图6D）。M组vsC组，差异代谢物主要富集于癌症中的胆碱代谢、α-亚麻酸代谢、甘油磷脂代谢、花生四烯酸代谢通路（图7B）。M组vsR组，共筛选出421个差异代谢物（图6C、F），MLT可逆转R组中SM、脂肪酸、黄酮类关键代谢物的异常变化，差异代谢物富集通路包括癌症中的胆碱代谢、甘油磷脂代谢，同时还包含鞘脂代谢、坏死性凋亡通路（图7C）。
图5. 样本可靠性分析
图6. MLT注射对大鼠代谢组的影响
图7. KEGG通路气泡图
04.转录组-代谢组整合分析
相关性与关键通路：鞘脂代谢物与多数差异基因强相关（图8A）；共鉴定63条关联通路，包括果糖-甘露糖代谢、嘌呤/嘧啶代谢、IL-17、TNF、JAK-STAT信号通路，其中Il6(Entrez ID:24498)在多个通路中起核心作用（图8B）。
图8. 关键基因与关键差异代谢物的联合分析
05.qRT-PCR与分子对接验证
基因验证：选取12个炎症/抗损伤相关基因（如Il6、Jak2、Stat3、Ptx3），qRT-PCR结果与RNA-seq趋势一致：R组基因上调，M组基因下调（如Il6、Stat3 显著降低）（图9）。
分子对接：MLT与TNF-α（结合能 -10.3 kcal/mol）、IL-1β（结合能 -10.2 kcal/mol）稳定结合，分别形成6个、9个氢键，且存在大量疏水相互作用（图10）。
图9. 12个炎症相关基因的转录组测序与qRT-PCR结果
图10. MLT与(A)肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、(B)白细胞介素-1β(IL-1β)的分子对接模型（空间结构模型与平面结构模型）
研究总结
该研究证实，MLT对CFA诱导的类风湿关节炎(RA)疗效显著，能有效减轻关节红肿、炎症浸润及骨损伤，效果与地塞米松相当且无激素副作用。其作用机制为：转录层面调控TNF、JAK-STAT等炎症相关信号通路，下调Il6、Jak2等促炎基因；代谢层面逆转鞘磷脂、脂肪酸等标志物异常，改善RA相关代谢紊乱。分子对接显示MLT可与TNF-α、IL-1β稳定结合。研究明确了MLT作为天然抗RA药物的潜力及作用靶点，为其临床应用提供科学依据，未来需通过长期实验完善安全性与作用细节评估。
