背景和目的:骨关节炎（Osteoarthritis,OA）的发展与关节组织中老化细胞的增多和软骨降解有关,原因可能是线粒体功能障碍和氧化应激。因此,减少氧化应激对软骨细胞的损伤通常被视为治疗OA的有效手段。淫羊藿作为一种传统中草药,常用于OA的基础研究和临床治疗。其独特的黄酮类化合物淫羊藿苷被历版《中国药典》指定为淫羊藿药材质量评价的指标性成分,具有清除氧自由基（Reactive oxygen species,ROS）和抗炎等多种生物活性。在体内,淫羊藿苷通过其代谢物淫羊藿素发挥治疗作用,然而,淫羊藿素治疗OA的作用优势和治疗机制尚不清楚。因此,本研究首先通过体外细胞实验对淫羊藿素和淫羊藿药材中其它特征黄酮类成分进行对比研究,在确证淫羊藿素优势的前提下,进一步采用代谢组学和转录组学联合的方法,阐述淫羊藿素对软骨细胞的保护机制。本研究为淫羊藿素治疗OA提供了科学依据。实验方法:1、使用H2O2处理软骨细胞以建立OA软骨细胞模型,CCK-8法筛选淫羊藿特征黄酮化合物中对OA软骨细胞有保护作用的化学成分。2、采用体外实验和网络药理学研究淫羊藿素治疗OA的机制,检测ROS、CAT、SOD、GSH和NO的含量,Western-Blot检测MMP3和MMP13的表达,初步探索其治疗机制。3、在代谢组学分析中,利用UPLC-Q-ESI-Orbitrap对软骨细胞样品进行检测,通过数据库比对进行代谢物鉴定,并使用多元统计分析方法对对照组、OA组和淫羊藿素组之间差异代谢物进行通路分析,从代谢层面上揭示淫羊藿素治疗OA的潜在作用机制。在转录组学分析中,利用Illumina技术检测软骨细胞内m RNA的表达量,确定差异表达基因。然后,筛选对照组、OA组和淫羊藿素组的共调整的差异基因进行GO功能富集和KEGG通路分析。最后,将代谢组学和转录组学结果联合分析,将差异代谢物和差异基因进行联合分析,进一步阐述淫羊藿素保护OA软骨细胞的作用机制。实验结果:1、验证了淫羊藿黄酮类化合物对OA软骨细胞的保护作用,其中10mM的淫羊藿苷和10mM的淫羊藿素对OA软骨细胞的保护效果最好。2、对软骨细胞内ROS、CAT、SOD、GSH和NO的含量检测结果显示,淫羊藿素的保护作用均优于淫羊藿苷。Western-Blot结果所示,淫羊藿素能够降低细胞内MMP3和MMP13的表达。网络药理学预测淫羊藿素治疗OA的机制可能是通过对抗氧化应激和炎症,促进细胞基质和胶原蛋白的合成。3、代谢组学结果表明,在对照组和OA组中,存在49种代谢物（19种上调和30种下调）差异表达;OA组和淫羊藿素组比较,108种代谢物（15种上调和93种下调）差异表达。这些差异代谢物与OA的发生密切相关。L-谷氨酰胺是表达差异最显著的代谢物,同时还观察到L-天冬氨酸、L-精氨酸和L-瓜氨酸表达水平的改变。这些代谢物参与的通路主要涉及D-谷氨酰胺和D-谷氨酸的代谢、氮的代谢和精氨酸的生物合成。转录组学结果表明,淫羊藿素能够明显降低多种细胞因子（如IL-6、MMP13等）和趋化因子（如CCL5、CCL2和CXCL10等）的表达水平。4、代谢组学联合转录组学进一步表明,这些差异代谢物和基因主要与能量代谢、脂质代谢、氧化应激以及炎症通路相关。淫羊藿素具有强大的抗氧化作用,可以清除部分ROS,恢复细胞内的氧化还原系统的平衡,同时阻止ROS对细胞脂质进一步的损伤。结论:本研究表明,淫羊藿素通过清除ROS,减少H2O2对谷胱甘肽的消耗,减轻细胞抗氧化系统的压力,从而发挥较强的抗氧化作用。此外,淫羊藿素还能减轻ROS对细胞内脂质的损伤,减少细胞内花生四烯酸的含量,并降低MMP13和IL-6的表达。本研究整合多组学数据的分析方法,筛选出可能的生物标志物和H2O2诱导的氧化应激通路,为在分子水平上研究淫羊藿素保护OA软骨细胞的作用机制提供实验依据。