首次发现!“药食同源”玩起了高端局!网药、代谢组学、脂质组学、16s、分子对接…广西大学这篇文章绝对发低了!

文摘   2024-11-12 19:00   上海  


网药是中医药研究的常用方法,不仅国人在用,老外也经常用,而且现在网药经常会和其他生信分析手段联合使用,让你的SCI水平更上一层楼。

今天,馆长给大家带来的就是一篇药食同源的网药研究,研究的是六堡茶对高脂肪饮食诱导的非酒精性脂肪肝的潜在治疗效,研究除了网药还联合了代谢组学、脂质组学、肠道微生物、分子对接、动物实验等,内容丰满,妥妥的高端局。

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题目:综合生物信息学和多组学研究表明,六保茶提取物通过调节肝脏脂质代谢和肠道微生物群来缓解NAFLD

杂志:Phytomedicine

发表时间:2024.9

后台回复“666”获取原文献,编号241112

研究背景    

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一个重要的全球公共卫生问题。六堡茶(LPT)是中国国家地理标志产品,以其降脂特性而闻名。然而,LPT治疗NAFLD的确切机制和有效成分仍不清楚。

研究思路

研究结果

网络药理分析及潜在有效成分鉴定

通过整合LPTE(LPT提取物)中黄酮类化合物的活性成分靶点与NAFLD的疾病靶点,确定了59个重叠靶点作为候选靶点。随后,通过STRING数据库生成PPI网络图。确定了13个节点作为关键靶点。KEGG结果表明,靶基因在癌症、阿尔茨海默病、亚油酸(LA)和甘油磷脂(GP)代谢途径中富集。最后根据KEGG分析结果生成活性成分-靶点-通路网络图。5种候选药物与13个NAFLD相关靶点密切相关。    

LPTE对NAFLD小鼠肝脏生化指标及组织病理学的影响

与模型组相比,LPTE给药后大鼠增重倾向明显降低。油红O和H&E染色的组织学分析显示,模型组内脂滴积累明显,确保了NAFLD疾病模型的成功建立。组织学切片显示,LPTE_L组的降脂效果超过了高剂量LPTE_H组。通过生化指标和NAS检测,LPTE_L组NAFLD缓解效果较好。LPTE_L组对NAFLD的治疗效果与辛伐他汀组相当。    

LPTE对NAFLD小鼠肝脏代谢组学和脂质组学的影响

为了探讨LPTE干预对肝脏代谢的影响,我们对小鼠肝组织进行了非靶向代谢组学分析。利用Cytoscape 3.9.1构建了化合物-反应-酶-基因网络,结合了组间鉴定的差异代谢物和网络药理学分析得出的59个靶点。在抗NAFLD网络中筛选到CYP3A4、PTGS2和ACHE三个靶点,主要涉及LA和GP代谢。随后,作者检测了这三个基因在小鼠肝组织中的转录水平。结果表明在LPTE干预后,NAFLD小鼠肝脏中PTGS2和ACHE的表达降低,CYP3A11 (CYP3A4)的表达增加。

随后,利用MST分析来确认核心靶点与潜在活性成分之间的结合亲和力。除柚皮素及其与CYP3A4的相互作用外,其余化合物均表现出良好的结合能力。综上所述,LPTE的潜在生物活性成分通过调节疾病相关基因和蛋白,特别是ACHE、CYP3A4、PTGS2,在缓解NAFLD方面显示出良好的效果。    

代谢物可追溯性和基于源的代谢功能分析

基于之前概述的研究结果,作者重点转移到对LPTE_L组进行富集和通路分析,该组对NAFLD有明显改善。将模型组与LPTE_L组进行比较,鉴定出与LPTE疗效相关的差异代谢物为12种细菌共代谢物和12种宿主特异性代谢物。此外,还鉴定了10种细菌-宿主共代谢物。通过基于起源的功能分析,发现LPTE显著调节LA代谢和GP代谢。

肠道微生物群和代谢物的生物学和统计学相关性

利用Metorigin分析构建的Bio-Sankey网络直观地表示肠道微生物群与代谢物之间的统计和生物学关系。在LA代谢中,PC 38:6和分析确定了Proteobacteria门是特定的代谢物,微生物类群复杂地参与了该途径中的代谢反应R07064。PC38:6被认为是GP代谢的关键代谢物(R01315),主要通过磷脂酶A1和磷脂酶A2产生LPC 20:5和亚油酸。值得注意的是,Proteobacteria也被认为是与LA和GP代谢密切相关的主要门。    

   

肠道菌群测序分析

为了更深入地了解LPTE缓解NAFLD的机制,作者使用小鼠肠道内容物对肠道微生物群进行了分析。维恩图显示了不同组的肠道微生物群分布。研究结果显示,NAFLD患者在LPTE干预后肠道微生物群有显著改善。PCA强调了受到不同干预的小鼠肠道微生物组成的显著差异,强调了肠道微生物谱的实质性改变。模型组厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门的生态失调明显。与模型组相比,LPTE_L组Proteobacteria丰度显著降低。

α-多样性分析观察到LPTE_L组与模型组之间存在显著差异,LPTE_L组值与对照组非常接近。在属水平上,HFD导致Muribaculaceae和Bacteroides显著增加,[Eubacterium]_coprostanoligenes_group和Lachnospiraceae_NK4A136_group减少。低剂量LPTE干预后,这些属的丰度恢复,与对照组相似。此外,乳酸杆菌、Romboutsia和Dubosiella丰度的显著升高可能与LPTE干预有关。综上所述,这些发现表明脂质积累可能导致肠道损伤和肝脏炎症的进展。    

LPT干预供体小鼠的FMT可减轻HFD诱导的受体小鼠NAFLD

为了进一步揭示LPTE对NAFLD缓解作用的关键微生物群,作者进行了后续的FMT研究。接受低剂量LPTE干预的供体FMT的受体小鼠肝脏NAFLD状况得到改善。这一观察结果表明,治疗效果部分是由肠道微生物群的改变介导的。在接受FMT的受体小鼠中观察到的变形菌门的改变进一步强调了该门在LPTE介导NAFLD改善中的关键作用。在供体中,157个属中有100个成功地在受体小鼠的肠道中建立了定植。有趣的是,FMT似乎增加了受体小鼠的属数。此外,PCoA揭示了AbModel组和AbLPTE组在受体小鼠中的显著差异。    

该研究还发现,在接受LPTE干预的供体小鼠的FMT后,受LPTE给药调节的乳酸杆菌、杜氏杆菌和拟杆菌的丰度在受体小鼠中发生了变化。

文章小结    

本研究首次结合生物信息学和多组学技术,鉴定了与LPTE作用相关的潜在活性成分和关键微生物群,并初步阐明了LPTE缓解NAFLD的作用机制。

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