各位小伙伴国庆假期玩的快乐嘛，在你们欣赏祖国美好河山的时候，小云又给你们找到了一本药学与植物科学领域宝藏期刊——Journal of Ethnopharmacology，最新影响因子4.8。初审一般在28-42天左右，从投稿到最终决定通常需要2-3个月。年发表量大约1281篇，可选择无版面费发表。适合植物药的药效研究、传统医学的科学验证、民族药物的药理机制和天然产物的分离与鉴定方向的小伙伴投稿。今天分享的这篇文章没有直接进行网药分析，而是从代谢组学和湿实验入手，深入研究了药食同源植物葛根主要活性成分和核心靶点互相作用。废话不多说，文章精彩细节赶紧跟随小云的脚步一起探索吧！1，文章研究了药食同源植物——葛根在缓解肺纤维化中的作用及其调控机制，填补了该研究领域的空白。2，研究方法采用多种分析技术和实验手段。包括GO、KEGG富集、网络富集分析、分子对接验证、ELISA、Real-time PCR、Western blot和大鼠模型等，提高了实验结果可靠性。3，本研究结果层层递进，逻辑通顺，研究机制详细，结果具有临床转化意义。文章发现葛根通过抑制精氨酸代谢相关的信号分子TNF-α、MMP9、NOS2和L-OT来改善大鼠肺纤维化（PF），揭示了新的分子机制，证实葛根通过调节精氨酸代谢途径干预大鼠肺纤维化。PS：亲爱的小伙伴们，在中医药的助力下，网药目前发文一片蓝海！如果你也想借助中医药的东风快速发文就赶快来找小云吧！想自学的可以购买课程，没时间自学的小云可以帮你搞定方案设计和生信分析！定制生信分析
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题目：结合代谢组学和网络药理学分析葛根调节精氨酸代谢途径缓解肺纤维化的机制研究杂志：Journal of Ethnopharmacology关注公众号，后台发送“123”可以直接获取原文PDF，文献编号：241011
葛根是一种典型的药食同源植物，其具有抗炎、解热、抗氧化、止咳、平喘等功效。越来越多的证据表明，葛根在代谢调节方面对慢性相关疾病具有治疗作用。然而，葛根对肺纤维化（PF）的机制尚不清楚。本研究旨在通过代谢组学和网络药理学分析相结合的方法，探讨葛根精氨酸代谢物对肺部纤维化模型的影响。将实验大鼠随机分为5个实验组。通过肺功能、体重、苏木精伊红染色(HE)、Masson染色、羟脯氨酸测定等临床指标评价葛根对博来霉素诱导大鼠PF的治疗效果。其次，通过LC-MS进行血浆代谢组学分析，探讨对照组、PF组和大鼠治疗后的病理差异。然后进行网络药理学研究结合实验验证，对代谢研究结果进行分析。进一步构建了葛根治疗PF的“组分-靶点-疾病”网络，并利用分子对接方法验证了葛根潜在有效成分与核心靶点之间的相互作用。 最后，采用酶联免疫吸附法（ELISA）检测大鼠血浆精氨酸相关代谢途径中NOS2和L-OT的含量。采用实时荧光定量PCR（Real-time PCR）检测TNF-α mRNA和MMP9 mRNA的表达水平。利用Western blot检测TNF-α和MMP9的表达。为了研究葛根对博来毒素诱导的大鼠肺纤维化作用。作者首先测定了实验组大鼠体重，同时检测肺功能指标。结果表明，与PF组相比，葛根处理增加了BLM诱导的PF大鼠的体重（p < 0.01）（图1A）。另外观察到与PF组相比，葛根处理显著提高了Cdyn、EF50和PEF的含量（p < 0.05）（图B-D）。此外，作者利用 HE染色和Masson染色，两者结果显示大鼠肺部胶原纤维增加，纤维组织增生（图1E）。重要的是，葛根使得PF大鼠肺组织中胶原纤维的沉积减少（图1F）。总之，结果初步验证了葛根可改善PF大鼠的病理症状。为了揭示实验处理中代谢物的差异表达，作者利用LC-MS对大鼠血浆进行代谢组学分析。结果表明，共筛选出20种差异代谢物，其中有12种代谢物与葛根调节PF相关（图2A和B）。而且，使用代谢分析工具MetaboAnalyst和KEGG分析潜在代谢物的富集拓扑结构。发现经葛根干预后，增加了精氨酸生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢、氮代谢、细胞色素P450代谢、花生四烯酸代谢和色氨酸代谢6条主要代谢途径（图2C）。作者根据TCMSP和adme体系的标准，共从葛根中提取了16种化学成分。利用OMIM、Disgenet、Drugbank数据库以“肺纤维化”为关键词进行搜索，共筛选出6249个靶点。在Venny2.1在线软件绘图工具平台上绘制Venn图，获得药病共同靶点（图3A）。为了进一步探讨葛根对PF的影响机制，构建了一个PPI网络来研究靶点之间的相互作用，根据靶点在网络中的程度来确定靶点之间的相互作用。将240个共同目标上传到String平台。PPI网络分析表明，葛根可能通过调节多个靶点来抑制肺纤维化。共有20个靶点具有高度相互作用，包括NOS2、TNF-α、MMP9、TP53、STAT3、NOS3、FOS等。值得注意的是，在PF中，NOS2作为精氨酸代谢途径，参与调节氧化应激、炎症和胶原沉积，其度值明显高于其他靶点（图3B和C）。 根据前文结果，作者已经鉴定出葛根调控的靶基因与PF靶基因之间的重叠基因（图3）。为了进一步探索葛根活性成分的多种药效学机制，在metascape网站上进行了GO和KEGG功能富集分析，确定了前20条通路（图4A和B）。结果发现这些基因主要参与精氨酸生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢，这与代谢组学分析的结果一致（图3C）。最后，从葛根治疗肺纤维化的组分-靶点-通路调控网络来看，葛根对肺的保护机制是多靶点、多通路、整体协同的。 为了探索葛根对PF的关键信号分子，研究活性成分与核心靶点的相互作用，进行了分子对接。基于此方法筛选到的6种活性成分与8个核心靶点对接。通过Autodock软件计算出6个核心部件具有8个核心目标的最小结合能（图5）。进一步研究结果表明，葛根的核心成分，尤其是7,8,4′- 三羟基异黄酮和葛根素与核心靶标具有较高的亲和力。最后选择6组进行可视化，分别为：染料木素与NOS2、葛根素与MMP9、葛根素与TP53、花黄素与PTGS2、西托糖苷与FOS、葛根素与TNF-γ。最终研究表明NOS2具有更强的结合亲和力和更高的活性（图6）。 作者构建了一个包括与PF相关的活性成分、候选靶点、代谢物相关基因、代谢物和代谢通路的网络（图7A）。随后，在该网络中鉴定出4个关键靶点（NOS2、TNF-α、MMP-9和NOS3）。进一步的结果表明，葛根可能通过作用于4个候选靶点（NOS2、TNF-α、MMP-9和NOS3）和影响13个代谢物相关基因来调节精氨酸生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢，最后，L-OT的代谢物、鞘氨醇和精氨酸的生物合成、精氨酸和脯氨酸的新陈代谢被触发（图7A）。随后作者基于KEGG富集结果和前人研究，进一步探讨了关键靶基因在PF代谢途径及发病过程中的作用。结果表明，葛根通过抑制精氨酸代谢相关的信号分子TNF-α、MMP9、NOS2和L-OT来改善大鼠PF（图7B-H）。此外与PF大鼠相比，葛根处理可显著降低NO和羟脯氨酸的含量（p < 0.01）（图7I和K）。总之，目前该研究结果证实，葛根通过减少L-OT和NOS2相关信号分子，调节精氨酸代谢途径，从而缓解BLM诱导的大鼠PF。 这篇文章结合代谢组学、网络药理学和分子对接验证，研究葛根对肺纤维化的治疗作用。基于网络药理学，利用分子对接确定了葛根的活性成分和互相作用的核心靶点。构建了网络并进行富集分析，表明葛根可能通过作用于4个候选靶点（NOS2、TNF-α、MMP-9和NOS3）和影响13个代谢物相关基因来调节精氨酸生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢。最后通过实验验证表明，葛根通过减少L-OT和NOS2相关信号分子，调节精氨酸代谢途径，从而缓解BLM诱导的大鼠PF。该研究为葛根治疗肺部纤维化提供了新见解，展示了中药活性成分对临床疾病治疗具有重要意义，为后续研究提供了方向和理论基础。 组学+干实验+生信分析，真是一篇内容丰满的文章！对这一思路感兴趣的小伙伴可以来和小云聊一聊！如果你想发高质量文章机制实验也是少不了的，小云这里可以提供方案设计，个性化数据分析等服务！为方便大家交流小云还建立了生信专属交流群，想入群的朋友们可以直接加小云拉你进群哦！
