中医药人又幸福了!安徽中医药大学这篇文章做的是“网络药理学与多组学整合分析”,干湿结合值得学习~

文摘   2024-11-18 10:00   上海  


最近中医药真的是越来越火爆了,国内外学者都扎堆研究,热度直线飙升!咱中医药学子简直要骄傲上天了!今天咱也来凑个热闹,给大家安排一篇超厉害的文章,把中成药和网络药理学、多组学分析、分子对接、动物实验结合起来,快来看看吧!

这是近期发表在Journal of Ethnopharmacology上的SCI(PS:搞中医药研究的小伙伴们可以关注一下这本期刊哈~),由安徽中医药大学第一附属医院研究团队完成,他们巧妙运用网络药理学、转录组学、蛋白质组学等超炫方法,揭开了防己黄芪汤治疗IgA肾病潜在机制。话不多说,让我们一同深入探究这篇佳作!

PS:生信湾这里会经常分享一些中医药相关方向的设计思路,想通过中医药发文的小伙伴可以关注一下哦~如果你们忙于临床没时间搞科研,或者暂时缺乏大胆创新的研究思路,可以滴滴生信湾,方案设计和生信分析有我无忧!    

l题目:防己黄芪汤治疗IgA肾病的多组学和网络药理学研究

l杂志:Journal of Ethnopharmacology

l影响因子:4.8

l发表时间:20251

(注:公众号后台回复“123”获取文献全文!文献编号:20241118

研究背景

IgA肾病(IgAN)是常见原发性肾小球肾炎,发病机制复杂,目前缺乏特异性治疗。中药方剂防己黄芪汤(FJHQD)在治疗IgAN方面有临床疗效,但机制不明。本研究旨在运用多组学和网络药理学结合的方法,探究FJHQD治疗IgAN的肾脏保护机制。

研究思路

本研究先制备 FJHQD 样本并建立IgAN小鼠模型,通过药效评估其对肾脏的影响;再运用网络药理学分析成分与靶点;接着进行转录组学和蛋白质组学研究;整合多组学数据确定关键靶点;最后通过体内实验和分子对接验证结果。    

主要结果

1.FJHQD对IgAN小鼠肾小球损伤的影响

通过HE染色、Masson染色和IgA免疫荧光检测,发现FJHQD显著减少了IgAN小鼠肾小球系膜细胞异常增殖和肾间质纤维化,降低了系膜IgA沉积,表明FJHQD对IgAN小鼠的肾损伤具有保护作用(图1)。    

图1:展示了HE染色、Masson染色和IgA免疫荧光检测的代表性图像,直观呈现FJHQD治疗后的肾脏形态变化。

2.FJHQD的网络药理学分析

TCMSP数据库筛选出FJHQD中4种中药的113种活性成分及784个相关靶点,构建了草药-活性成分-靶点网络,确定了8种常见活性成分,其中槲皮素、异鼠李素、查耳酮和山奈酚靶向的靶点数量最多(图2)。

图2:A图展示了FJHQD中4种草药的活性成分分布,B图为相关靶点的韦恩图,C图呈现了草药-活性成分-靶点网络。

3.FJHQD相关基因及通路的转录组学分析    

基因表达分析发现对照组、模型组和FJHQD组之间存在显著差异,确定了216个在三组中差异表达且趋势相反的基因,构建的PPI网络包含66个节点和62条边,GO和KEGG通路分析富集到多种代谢及免疫炎症相关通路(图3)。

图3:A-B图为火山图展示差异基因,C-D图为维恩图和聚类热图,E图为PPI网络,F-G图分别为GO和KEGG通路分析结果。

4.FJHQD相关蛋白及通路的蛋白质组学分析

蛋白质组学分析显示三组间蛋白表达差异显著,确定了123个差异表达且趋势相反的蛋白质,构建的PPI网络有69个节点和165条边,GO和KEGG通路分析不仅涉及RNA代谢,还在脂质代谢和免疫炎症通路有显著富集(图4)。    

图4:A-B图为差异蛋白火山图,C-D图为维恩图和聚类热图,E图为PPI网络,F-G图分别为GO和KEGG通路分析结果。

5.网络药理学与多组学整合分析

整合数据确定了17个枢纽靶点,构建的PPI网络包含17个节点和37条边,GO分析在血管形态发生和氨基酸代谢过程显著富集,KEGG分析在免疫炎症及代谢通路有显著富集,表明FJHQD通过多靶点多通路发挥作用(图5)。

图5:A图为枢纽靶点PPI网络,B图为活性成分-枢纽靶点网络,C-D图分别为GO和KEGG通路分析结果。    

6.FJHQD对IgAN小鼠钙信号通路和PI3K-AKT信号通路的调节作用

实验验证表明FJHQD显著降低IgAN小鼠肾脏中钙浓度,下调了钙信号通路关键指标p-CaMKII/CaMKII比值,同时逆转了PI3K-AKT信号通路中p-PI3K/PI3K和p-AKT/AKT比值的异常升高,证实了FJHQD对这两条通路的调节作用(图6)。

图6:A图为检测肾脏组织钙浓度的比色法结果,B-C图为钙信号通路相关蛋白印迹及定量分析,D-F图为PI3K-AKT信号通路相关蛋白印迹及定量分析。

7.活性化合物与靶点的结合活性

分子对接结果显示化合物3,22-二羟基-11-氧代-Δ(12)-齐墩果烯-27-α-甲氧基羰基-29-酸(MOL004905)与5个靶点(AVPR1A、ACACB、PDE10A、PTGS2、NERK2)有强相互作用,其中与AVPR1A结合亲和力最高,证实了网络药理学结果的可靠性(图7)。    

图7:A-E图为该化合物与5个靶点的3D分子对接模型,展示了稳定结合构象及氢键相互作用。

文章小结

本研究整合了高效液相色谱(HPLC)质量控制、多组学技术、网络药理学分析以及体内实验验证等手段,全方位探究防己黄芪汤(FJHQD)在 IgA 肾病小鼠模型中的作用机制,值得我们学习借鉴!

中成药是我国医药产业的重要组成部分,具有极高的研究价值。但因其配方多,成分复杂,药理作用广泛且涉及多靶点,因此对于药物机制的研究思路相对复杂,但没关系!如果你也有这方面的困扰,欢迎来联系生信湾,这里有专业团队为您提供方案设计、定制分析、项目评估等多种服务,全程为您的科研之路保驾护航!

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