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大家好呀，我是你们的大海哥！尽管上个月大海哥一直忙碌于写SCI，但是也看了好多类型的生信文章，各种分析类型的组合可谓是百花绽放，各显神通。大家也知道近几年随着生物信息学的发展，代谢组学、网络药理学在中医药研究的重点方法，但是要怎么样才能在生信届大放异彩呢？这不就巧了，今天大海哥要给大家分享一篇结合了“网络药理学分析+动物模型+代谢组学+肠道微生物”的文章。一起来和大海哥学习这篇文章是如何串联分析科研热点的！本研究是西北大学朱忠良教授团队于2024年4月在Phytomedicine上发表的题为“Effect of icariin on depressive behaviour in rat pups. Evidences for its mechanism of action by integrating network pharmacology, metabolomics and gut microbiota composition”的一篇文章。一起来学习吧!1.本研究构建孕晚期束缚应激大鼠动物模型，采用代谢组学、网络药理学和肠道微生物群的综合分析，探讨了ICA影响抑郁行为的机制和关键靶点。研究ACADM、AHCY、PDE5A、TYMP和XDH等关键靶点。2.本研究为未来改善PS大鼠幼鼠抑郁行为的潜在靶点提供了新的思路，为ICA的抗抑郁机制提供了理论和实验支持，还为进一步研究天然化合物药理学的潜在作用机制提供了一种新的途径。PS：中医药相关研究的小伙伴，网络药理学是近年中医药领域发文最有力的工具之一。而抑郁症其机制尚不完全清楚，是科研疾病中的难题。这篇文章利用生信分析，附上少量实验，轻松发文。没思路、想要了解生信数据挖掘、不知如何复现的小伙伴中找大海哥吧，大海哥能为你提供各种具有特性的优质服务，静候佳音哦！ 题目:淫羊藿苷对仔鼠抑郁行为的影响。结合网络药理学、代谢组学和肠道微生物区系研究其作用机制公众号后台回复关键词“999”即可获得原文，文献编号：241111
产前应激（PS）会导致产前应激(PS)会导致认知障碍和一系列心理疾病，包括焦虑和抑郁。研究报道，PS会导致幼鼠的抑郁行为，导致幼鼠肠道微生物多样性和丰富度下降。抑郁症症是一种高度异质性的精神疾病，其发病机制尚不清楚。传统医学具有安全性、副作用小、疗效高等特点，在治疗抑郁症方面具有重要作用。淫羊藿苷(ICA)是山奈酚-3,7-邻二糖苷的8-戊烯基衍生物（图1），ICA具有多种生物活性和药理作用，在神经保护方面具有独特的优势，在改善PS诱导的抑郁行为方面显示出良好的效果。本研究从网络药理学、代谢组学和肠道微生物区系等方面对ICA抗抑郁机制和关键靶点进行了研究，从而为ICA的抗抑郁作用提供了新的视角。 本研究通过构建孕期束缚应激大鼠动物模型。采用旷场试验、强迫游泳试验和蔗糖偏好试验评估各组幼鼠的抑郁行为，并通过Morris Water Maze（MWM）试验和HE染色评估ICA对APP/PS1小鼠认知能力和组织病理学变化的影响。随后，利用血清和粪便的非靶向代谢组学鉴定不同的代谢物，并通过代谢分析仪分析代谢途径。应用网络药理学确定了ICA作用于抑郁症的靶点。利用Cytoscape软件构建网络药理学和代谢组学集成网络，并进行分子对接，验证淫羊藿苷（ICA）与关键靶点之间的相互作用。最后，通过16S rDNA测序分析各组大鼠肠道菌群。作者首先构建孕期束缚应激大鼠动物模型，采用旷场试验（OFT）、强迫游泳试验（FST）和蔗糖偏好试验（SPT）评估各组幼鼠的抑郁行为。结果显示与对照组相比，PS组幼鼠的蔗糖摄入量显著减少，但总摄入量无明显差异，在FST中的不动时间显著延长(图1A-C)。分别于给药第7天和第14天进行SPT检查。给药第7天，ICAH组（高剂量组）、ICAL组（低剂量组）、PS+氟西汀组（FLU）与PS_S（PS-生理盐水组）组比较，差异无统计学意义。值得注意的是，与PS_S组相比，ICA 80 mg/kg处理14天后，小鼠的蔗糖摄入量增加。ICA和FLU治疗21d后分别进行旷场试验OFT、SPT和FST检查，结果表明ICA治疗可明显改善PS引起的变化。与PS_S相比，ICAL、ICAH和Flu组的SPT显著增加，不动时间显著缩短(图1D)。上述这些结果表明ICA疗法可以改善幼鼠的抑郁行为。 2.网络药理学分析和代谢组学分析ICA治疗抑郁症的作用机制随后作者采用网络药理学方法研究ICA治疗抑郁症的作用机制。作者通过NCBI和Genecard数据库手机抑郁症的靶点，并从数据库手机ICA的靶点。TCMSP、PharmMapprer和SwissTargetPrediction数据库中收集ICA靶点。构建用于识别构建用于识别ICA作用于抑郁症的中枢靶点的PPI网络（表1）。在优化的串联质谱（UPLC-MS/MS）条件下分析各组粪便和血清样品的代谢谱。用主成分和OPLSDA分析研究NS组、PS组、PS_S组、Flu组、ICAL组和ICAH组之间的分离。经过数据预处理，确定了5418个血清特征和7664个粪便特征（图3A-D）。 表1淫羊藿苷（ICA）中前10个潜在抗抑郁靶点的信息采用t-检验和S-plots筛选差异代谢物。通过UPLC-MS/MS分析结果共检出血清代谢物49种，粪便代谢物23种(图4)显示了UPLC-MS/MS代谢物的变化。在血清中，24种代谢物可被ICA逆转。在粪便中，6种代谢物被逆转（表2，3）。血清和粪便中不同组之间的差异代谢物导入Metbo Analyst以确定潜在的代谢途径。代谢途径如（图5）所示。 作者将ICA逆转的差异代谢产物和ICA作用于抑郁症的潜在靶点导入到细胞角蛋白中，构建复合-反应-酶-基因网络。在血清中发现了腺苷同型半胱氨酸酶(AHCY)和中链特异性酰辅酶A脱氢酶(ACADM)两个关键靶点，以及包括棕榈酰肉碱和蛋氨酸在内的关键代谢产物。ICA调控的代谢途径是蛋氨酸和半胱氨酸代谢以及饱和脂肪酸β氧化(图6A-B)。同时在肠道中确定了胸苷磷酸化酶(TYMP)、cGMP特异的3‘，5’-环磷酸二酯酶(PDE5A)和黄嘌呤脱氢酶(XDH)三个关键靶位点。关键代谢物是次黄嘌呤，受ICA调节的是嘌呤代谢（图6C）。 最后作者通过分子对接，探索ICA与关键靶点ACADM、AHCY、PDE5A、TYMP和XDH之间的相互作用。结果显示ICA与与抑郁相关的关键靶蛋白的相互作用（图11）。相互作用的主要形式是π-烷基、常规氢键和范德华。所有构象的对接能均低于5千卡/摩尔，表明ICA与受体蛋白结合较佳，结果表明ICA可能对这些靶蛋白有良好的调控作用。 综上，本研究首次采用代谢组学、网络药理学和肠道微生物群的综合分析，探讨了ICA影响抑郁行为的机制和关键靶点。目前，尚无研究通过将网络药理学与血清和粪便代谢组学相结合，研究ACADM、AHCY、PDE5A、TYMP和XDH等关键靶点，本研究为未来改善PS大鼠幼鼠抑郁行为的潜在靶点提供了新的思路，本研究还为ICA的抗抑郁机制提供了理论和实验支持。此外，本研究还为研究天然化合物药理学的潜在作用机制提供了一种新的途径。这篇文章思路清晰完整，完美结合网药分析、代谢组学、肠道菌群等，科研思路很值得各位小伙伴借鉴哦！小伙伴们如果按照文章思路，更换个药物或者疾病，就可以轻松复现，如果缺乏研究设计新思路，欢迎联系大海哥！医学海公众号持续为大家带来最新科研思路，想复现这种思路或者定制更多创新性思路欢迎直接call大海哥，竭诚为您的科研助理！
