研究背景:类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种慢性炎Biomass fuel症性关节疾病,分布于所有的种族和民族,病人遍及全球,以温带、亚热带和寒带地区多见。早期诊断是最佳治疗成功的关键,特别是在具有疾病活动性高、自身抗体存在和早期关节损害等不良预后危险因素的患者中。病因复杂,症状多样,至今针对RA的治疗仍主要以减轻疼痛、控制病情为主,尚无特效药。目前用于RA的常规和生物治疗方法不能满足患者的需要。尽管临床药物如甲氨蝶呤、肿瘤坏死因子(TNF-α)抑制剂和其他改变病情的抗风湿药物(DMARDs)能有效地改善患者的症状,但其不良反应和有限的疗效使得替代治疗成为可能。目的:通过转录组学和代谢组学联合分析,筛选出显著的差异基因和差异代谢物,绘制相关信号通路,通过体内体外实验验证基因功能,阐明甘露糖在RA中的作用机制,为D-甘露糖治疗RA提供实验依据。方法:1.LPS诱导RAW 264.7细胞活化,用D-甘露糖处理后,收取细胞提取RNA后转录组测序,对测序结果进行生物信息学分析,筛选出差异基因。2.离心收集CIA大鼠和D-甘露糖治疗的CIA大鼠外周血血清,用GC-MS检测RA代谢物的变化,使用sPLS-DA等方法对检测结果进行代谢组学分析,筛选差异性代谢物。3.代谢组学和转录组学联合分析,利用蛋白质互作网络(Protein-Protein Interaction Networks,PPI)构建基因通路。4.验证差异性基因和代谢物的功能,探究差异性基因的互作和信号机制。5.siRNA转染干扰开关基因的表达,通过蛋白免疫印记、NADPH检测等验证细胞表型以及上下游信号通路的变化。6.采用胶原蛋白诱导的RA(CIA)大鼠动物模型,检测D-甘露糖对RA的功效,运用关节炎评分、组织病理学评估、影像学诊断(MRI、CT)检测D-甘露糖对胶原诱导的RA动物模型中足肿胀、关节炎病理改变的影响。结果:1.LPS诱导极化的RAW 264.7细胞使用D-甘露糖处理后,提取RNA进行真核有参转录组测序分析,筛选出差异基因。2.D-甘露糖处理极化后的RAW 264.7Galunisertib体内以及THP-1细胞后,q PCR结果显示,NOS2、CD11c、IL-6、TNF-α、CD86等因子的表达量均呈现下降趋势,表明D-甘露糖能够有效抑制M1极化及炎症因子的表达。3.siRNA转染干扰Tigar基因的表达,免疫印迹(WB)结果显示,沉默Tigar导致糖代谢中的相关基因HK1、MPI、G6PD表达显著下降。4.流式细胞仪检测细胞周期,结果表明与LPS诱导M1极化比较,甘露糖处理导致巨噬细胞S期增加。5.NADPH检测结果显示D-甘露糖处理后NADPH水平升高。6.成功构建胶原蛋白诱导的RA大鼠动物模型,模型组的大鼠关节部位有明显的关节炎组织病理学变化,包括水肿、骨/软骨破坏、滑膜增生形成。经过D-甘露糖的治疗后,通过关节炎评分、组织病理学评估、影像学诊断selleckchem(MRI、CT),表明D-甘露糖可阻止CIA大鼠的关节组织病理学变化。结论:1.验证D-甘露糖对CIA大鼠RA的潜在的治疗作用。2.D-甘露糖通过Tigar调控细胞内糖代谢,抑制糖酵解,增强PPP途径,从而抑制RA的炎症反应。