牛蒡子苷Arctiin通过激活NRF2通路拮抗骨关节炎软骨退变(上)

一、基本介绍

骨关节炎（Osteoarthritis, OA）是一种以软骨细胞外基质（ECM）丢失、氧化应激损伤为主要特征的退行性关节疾病，全球患者数量已接近5亿，中国50岁以上人群膝关节OA患病率高达13.2%。目前尚无有效逆转OA进展的药物，开发具有抗氧化、促基质合成功能的新型治疗策略成为研究热点。

近年来，中药活性成分在OA治疗中展现出巨大潜力。牛蒡子（Arctii Fructus）作为传统中药，其提取物牛蒡子苷（Arctiin）已被证实具有显著的抗氧化与抗炎活性。然而，其在OA中的具体作用机制及临床应用形式尚不明确。苏州大学附属第一医院骨科团队在《Journal of Nanobiotechnology》上发表的最新研究中，首次系统揭示了Arctiin通过激活NRF2通路拮抗OA进展的分子机制，并成功构建了一种基于结冷胶-环糊精（GG-CD）的缓释微载体GG-CD@ARC，实现了对重度OA的长效治疗。

二、研究亮点

1. 创新性聚焦牛蒡子苷（Arctiin）

研究突破复方局限，精准锁定牛蒡子中Arctiin为关键成分。系统阐明其通过激活NRF2通路拮抗骨关节炎的机制，为中药现代化提供“成分-靶点-通路”清晰范式。

2. 多维度方法构建完整证据链

整合系统药理学、转录组学、细胞与动物实验，构建“预测-验证-机制”完整闭环。采用抑制剂等功能学手段，为疗效提供坚实、严谨的多层次证据支撑。

3. 深入揭示NRF2核心通路机制

精准勾勒出Arctiin通过促进NRF2核转位，上调抗氧化酶表达，清除ROS，从而维持软骨细胞稳态与ECM代谢平衡的完整信号轴，关联OA核心病理环节。

4. 剂型创新实现长效精准治疗

成功构建结冷胶-环糊精缓释微载体GG-CD@ARC，实现关节腔内药物长效滞留与释放，攻克传统给药瓶颈，为中药活性成分的临床转化提供新技术路径。

三、组学分析服务（转录组 / 代谢组 / 单细胞组）

1.服务内容

针对转录组、代谢组、单细胞组等组学数据，开展标准化分析与深度挖掘，揭示基因表达、代谢物变化及细胞异质性特征。

2.具体分析步骤

本研究按照标准生物信息学分析流程开展，涵盖数据预处理、差异分析、功能注释、深度挖掘与结果整合五个主要阶段，具体步骤如下:

数据预处理：对原始测序数据进行系统质控，包括过滤低质量reads 或噪声峰，随后将合格数据与参考基因组进行精准比对，并完成基因表达量(或代谢物强度、细胞特征矩阵)的定量分析。

差异分：基于定量结果，采用统计学方法筛选组间具有显著差异的表达基因、代谢物或细胞亚群，并计算其差异倍数(Fold Change)与显著性p值，同时进行多重检验校正(如 FDR)。

功能注释：对差异表达分子开展功能层面的系统性注释，包括基于KEGG、Reactome 等数据库的通路富集分析，基于 Gene Ontology(G0)的生物学过程、分子功能与细胞组分注释，以及针对单细胞数据的细胞类型鉴定。

深度挖掘：单细胞组学数据，进一步开展拟时间轨迹分析，推断细胞分化或状态转变路径;进行细胞间通讯分析，解析细胞互作网络，识别共表达模块并关联表型特征。

结果整合：整合多阶段分析结果，撰写综合分析报告，支撑数据解读与成果展示。

3.交付成果

本次组学分析将交付系统性的研究成果，主要包括一份完整的分析报告、差异分子/细胞亚群清单、功能注释结果及多维度可视化图表。分析报告将详细阐述数据处理流程、差异筛选标准与统计学依据，并整合关键发现与生物学解释。差异清单会列明所有显著变化的基因、代谢物或细胞亚群，附有差异倍数、显著性指标及相关标识。功能注释结果涵盖通路富集分析、基因本体注释及细胞类型鉴定等详细信息，阐明差异表达的生物学背景。可视化图表集包括火山图、热图、UMAP降维聚类图等多种图形，全面、直观地呈现数据分布、差异模式及功能关联，所有图表均提供可编辑格式以便进一步调整与展示。

4.服务类型

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