药学沾边就收的“神刊”佳作!2个月接收的“网络药理学+单细胞分析”思路,学到就是赚到!

文摘   2024-11-19 10:01   上海  


都说一场秋雨一场寒!最近降温降的好厉害呀,听说好些地方都下雪了,我的网络学习搭子们,你们那儿的气温如何呢?

冷空气驾到,“老寒腿”瑟瑟发抖!每到换季的时候,患骨关节炎的同志们真是遭老罪了。根据世界卫生组织的数据,全球骨关节炎患病人数已超过5亿,那么骨关节炎应该怎么研究呢?来看看这篇2个月接收的“神刊”佳作吧!

这是今年10月发表在中医药“神刊”《Journal of Ethnopharmacology》(PS:搞中医药研究的小伙伴们可以关注一下这本期刊哈~)上的研究论文,由安徽中医药大学第二附属医院老年病科等多个研究团队合作完成,通过体内实验、体外实验、网络药理学单细胞测序等多种方法,揭示了健脾清热通络方(HQC)骨关节炎(OA)的缓解作用及其潜在机制。话不多说,接下来咱们就开始进入今天的主题,一起来研读这篇文章吧~

PS:中医药靶点千千万,不仅百搭,而且很好发文!想在中医药网药领域大展身手的小伙伴,可以来找生信湾哦,花样思路为您奉上!  

定制生信分析

生信服务器

(加微信备注66领取试用) 

l题目:健脾清热通络方通过调控 STAG1/TP53/P21 信号通路缓解衰老相关分泌表型与骨关节炎

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:20241119

研究背景

骨关节炎(OA)是一种常见关节疾病,目前治疗选择有限。本文旨在研究健脾清热通络方(HQC)对OA的作用,其由五味中药组成,长期临床应用显示可改善OA患者关节症状,但具体分子机制不明。

研究思路

1. 体内实验

    选用雄性Sprague - Dawley大鼠,随机分组,通过MIA注射建立OA模型,建模后给予不同处理,测量关节肿胀,进行组织染色和评分,检测血清炎症因子,评估药物疗效。

2. 体外实验    

培养原代软骨细胞,用 IL - 1β刺激模拟 OA,分组进行不同干预。运用 CCK - 8 检测细胞活力,流式细胞术分析细胞凋亡,免疫荧光染色观察相关蛋白表达,RT - qPCR 和 WB 测定基因及蛋白表达变化。

3. 网络药理学与转录组学分析

    - 活性成分与靶点预测:从TCMSP数据库获取HQC活性成分和靶点,进行GO、KEGG、DO富集分析。

- 关键靶点与通路确定:分析OA临床转录组数据,进行WGCNA,构建PPI网络,识别关键簇,结合单细胞RNA测序数据,确定HQC治疗OA的关键靶点和通路。

主要结果

1、HQC改善OA大鼠关节状况

HQC 治疗显著降低 OA 大鼠关节肿胀,改善软骨组织病理特征,使 OARSI 和 Mankin 评分降低,效果优于葡萄糖胺组,缓解了 MIA 诱导的软骨退变等问题。    

图1  HQC 对 OA 大鼠膝关节软骨损伤的改善

2、HQC 调节软骨细胞相关指标

在 OA 大鼠软骨组织中,HQC 有效逆转基质降解和凋亡相关指标变化,调节炎症因子水平。体外实验中,确定其对软骨细胞的非毒性剂量范围,能提高细胞活力,降低凋亡率。    

图2 显示了对软骨细胞活力的影响。

3、OA疾病靶点及HQC活性成分预测

依据筛选参数从TCMSP数据库确定90种HQC活性成分,涉及多种中药,删除重复后得262个假想靶点,GO、KEGG、DO分析显示其生物活性类别、通路及作用疾病。通过转录组学分析GSE98918数据集,确定OA相关差异表达基因,GSEA表明炎症、衰老和软骨分化是OA发病关键因素。    

图3 GSE98918 收集的HQC靶点功能富集及差异基因表达

4、HQC作用于OA的关键deg及通路的鉴定

使用R程序WGCNA包对GSE98918数据建模构建无标度共表达网络,确定软阈值和关键基因模块,分析模块与OA相关性,确定medarkolivegree模块。筛选出OA相关基因、关键基因交集,构建PPI网络并识别关键簇,KEGG和GO分析显示关键靶点主要集中于p53等信号通路。    

图4关键聚类的识别与功能分析

5、单细胞RNA测序数据验证关键簇表达和药物分布

对单细胞测序数据进行分析,确定聚类树分辨率等,将细胞聚类并注释为四种类型,发现HQC主要作用于软骨细胞簇,计算关键簇表达差异,筛选出4个候选靶点(STAG1、TP53、P21、P16),ROC曲线显示其对OA有较好恢复能力且在OA中表达上调。    

图5 确定HQC对OA的关键靶点

6、HQC调控与STAG1/TP53/P21信号转导轴相关的OA软骨细胞衰老相关分泌表型

为探究HQC对软骨细胞保护作用与STAG1/TP53/P21信号轴关系,将STAG1过表达质粒转染软骨细胞,发现相关炎症因子、凋亡率及蛋白表达改变,免疫荧光和免疫组化显示特定变化,表明HQC通过调节该信号轴发挥软骨保护等作用。    

图6 免疫组化分析HQC对大鼠软骨组织STAG1、TP53、536、P21、P16表达的影响

文章小结

本研究综合网络药理学分析与实验研究,证实 HQC 可经调节 STAG1/TP53/P21 信号通路缓解骨关节炎(OA),为中医药干预 OA 开拓了新路径,也为后续临床实践给予了理论支撑。整个研究逻辑连贯,层层递进,干湿结合的方式让研究内容充实且具有可信度。在中医药蓬勃发展的当下,中医药领域的小伙伴们可要把握机遇,借助生信技术加速研究进程,早日产出成果!想复现思路的朋友快来联系生信湾吧!   

合集 · 推荐

机器学习

孟德尔随机化

网络药理学

临床公共数据库分析

注:本文为原创编译,非声张版权,侵删!      

 

    

生信湾
持续分享最新生信热点思路,提供专业生信分析服务:思路设计、生信分析、文献复现、数据库搭建等。助力您的科研之路!欢迎朋友们沟通交流与合作~
 最新文章