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、网络药理学和单细胞测序等多种方法,揭示了健脾清热通络方(HQC)对骨关节炎(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~
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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:2025年1月
(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!
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