在国家大力支持中医发展的前提下，中医药研究绝对潜力无限。相关的网络药理学研究也变得炙手可热！
网药分析目前应用比较成熟，随之带来的问题就是创新性不足，那怎样才能发高分呢？馆长今天给大家带来一篇来自上海中医药大学张卫东团队最近发表在Pythomedicine的网药研究，一起看看他们是如何创新的吧！
1.方法创新：文章通过结合多组学和网络药理学，揭示了传统中药方剂龟龄集（GLJ）治疗少弱畸精子症的活性成分和作用机制。
2.实验验证：除了生信分析，作者还通过体外细胞实验验证了GLJ及其成分对睾酮分泌的影响，提高了结果的可靠性，干湿结合更容易拿下高分！
ps：中药的网络药理学目前研究火热，如果你不知道如何分析，或者技术上难以复现的小伙伴们可以来找馆长，专业团队为你保驾护航，1V1定制创新思路~
定制生信分析
云服务器租赁
加好友备注“99”领取试用
题目：多组学和网络药理学研究表明龟龄集通过调节花生四烯酸通路缓解少弱异性精子症
后台回复“666”获取原文献，编号241118
研究背景
在古代医书中描述的“龟龄集”（GLJ）是一种传统的中国药物配方，用于提高男性的生育能力。它现在可用于治疗少弱异性精子症（OAT）。然而，GLJ的有效成分和作用机制尚不清楚。本研究旨在阐明GLJ在OAT中的有效成分及其作用机制。
研究思路
研究结果
在大鼠中，GLJ提高精子活性并调节血清性激素水平
为评价GLJ的疗效，每天对所有大鼠称重，在动物实验期间观察大鼠的身体状态。以六磷酸肌醇（IP6）为阳性对照药物。GLJ对CTX（环磷酰胺）引起的体重减轻有效，而且GLJ大鼠精子数量和活力显著增加。此外，GLJ治疗改善了OAT大鼠血清LH、FSH、T 水平的明显降低。睾丸切片HE染色所示， OAT组输卵管内精管组织紊乱，小管形态萎缩，生精细胞数量明显减少。随后， GLJ-H治疗后，OAT大鼠精小管萎缩和生精细胞数量减少得到缓解。
大鼠血清和尿液的代谢组学和脂质组学分析
通过对OAT和GLJ引起的内源性差异代谢物（DMs）的分析，在尿液和血清样本中分别鉴定出106和85种内源性DMs。
代谢组学鉴定出88种DM（尿中37种，血清中51种）受GLJ调节。血清样品中65%的调节代谢物为脂质代谢物。因此，对血清进行脂质组学分析，鉴定出159种脂质DMs。在这些DM中，OAT组的AA水平显著高于Sham组，GLJ-L组和GLJ-H组的AA水平显著低于OAT组。
DMs的功能分析
GLJ调节的DMs（51个经代谢组学鉴定的DMs 和54个经脂质组学鉴定的DMs）分别输入MetaboAnalyst的Pathway Analysis模块进行通路分析。3个组的鞘脂代谢都富集了DMs，而甘油磷脂代谢和不饱和脂肪酸的生物合成通路都富集了OAT与Sham组或GLJ与OAT组的DMs。设置impact >0.1，以进一步筛选DM发挥关键作用的途径，确定了鞘脂代谢、花生四烯酸代谢、甘油磷脂代谢和醚脂代谢4种通路。接下来，构建代谢物通路网络。该网络中的8个DM在OAT组和GLJ组中反向表达。其中，经GLJ处理后，由OAT升高的7种代谢物均下调，其中花生四烯酸和鞘氨醇的下调幅度最大。花生四烯酸的积累也被认为主要与OAT中GLJ的处理有关。
通过代谢组学对尿液中鉴定的37种DMs进行类似的分析。OAT与Sham组中有3条通路富集，DMs 在11条通路中发挥关键作用。然而，在OAT vs Sham组和GLJ vs OAT组只富集了一条通路，即戊糖和葡萄糖醛酸相互转化。接下来，构建了包含5个相互连接模块的DMs通路网络，该网络中只有一个代谢物在OAT与Sham组和GLJ与OAT组中相反表达。OAT组去甲肾上腺素升高，GLJ-L组降。GLJ可能通过调节去甲肾上腺素来提高男性生育能力。
大鼠睾丸差异表达基因的鉴定与功能分析
为了阐明GLJ处理大鼠与未处理大鼠之间转录水平的基因改变，进行了差异表达基因（DEGs）分析，最终鉴定出305个DEGs。将OAT vs. Sham组和GLJ vs. OAT组中相反表达的23个DEGs输入STRING进行功能注释，鉴定出3条与免疫和内分泌相关的通路。
然后用STRING对GLJ-H和OAT组的DEGs进行功能富集分析。
综合网络分析多组学结果和GLJ潜在靶点
使用网络药理学技术对代谢组学、脂质组学和转录组学数据进行综合分析。DMs将代谢组学和脂质组学鉴定的GLJ-H组与OAT组的DEGs输入到Cytoscape软件的MetScape App中，构建代谢网络。然后，将代谢网络中的代谢物、DEGs的人类同源物和GLJ推定靶点输入到MetaboAnalyst平台的“network Analysis”模块中，得到GLJ基因-代谢物网络。该网络由GLJ-H与OAT组的10个DM，17个与DM相关的代谢物和194个基因组成。然后，将该网络中的基因和代谢物输入到MetaboAnalyst平台的“Joint-Pathway Analysis”模块中进行功能标注。
接下来，提取各组DM及相关基因，构建GLJ基因-DM网络。在这个网络中，发现PC （22:0/18:4(6Z,9Z,12Z,15Z)）、花生四烯酸、硫酸雌酮、和鞘氨氨酸的表达在OAT组中上调（与Sham相比），在GLJ-H组中下调，表明4 DM与OAT中GLJ的治疗密切相关。然后，将靶标分数定义为草药-成分对的数量。确定了7个靶标得分大于5的关键靶标（ESR1、AR、ABCB1、ABCC1、ALB、PLA2G1B、NOS2）为OAT中GLJ的关键靶标。
最后，构建了草药-成分-关键分子通路网络，包括9种草药、71种成分、19种关键分子和30种通路。30条途径可分为5类（氨基酸代谢、脂质代谢、神经系统、免疫系统、内分泌系统），类固醇激素生物合成是其中最重要的途径。此外，GLJ中8个作用于类固醇激素生物合成关键靶点的成分被认为与OAT的治疗密切相关。在19个关键靶点中，花生四烯酸是网络中最突出的代谢物节点。因此，预计花生四烯酸代谢在GLJ治疗OAT中具有关键作用。
GLJ及其成分对T（睾酮）分泌的影响
预测GLJ中的8个成分（补骨脂素、异补骨脂素、淫羊藿苷、甘草素、异甘草素、甘草素、熊果酸和人参皂苷Ro）是GLJ治疗OAT的潜在活性成分。睾酮替代疗法通常会阻碍精子发生，而睾酮（T）可能由间质细胞（TM3）产生。因此，通过TM3的体外实验来评估这8种化合物和GLJ。GLJ显著增强T分泌水平，且呈浓度依赖性。在 8种化合物中，补骨脂素对T分泌的影响最大，而异异黄酮素、人参皂苷Ro、利尿素和异补骨脂素也显著提高T水平。
AA代谢参与T分泌
为了研究AA代谢在GLJ治疗OAT中的重要性，从定量和时间关系的角度研究了AA在T分泌中的作用。10−7 M - 10−4 M的AA在处理3和24 h后显著促进了TM3中T的分泌，但处理3 h和处理24 h后T的分泌无显著差异。GLJ （80 ng/ml）可促进AA的这种作用。单独GLJ （80 ng/ml）可显著增加TM3中T的分泌，阿司匹林（25 μM，环加氧酶抑制剂）可显著降低GLJ对的促进作用，抑制率为50%。与阿司匹林单独治疗相比，阿司匹林联合zileuton （25 μM，脂氧合酶抑制剂）对GLJ刺激的抑制效果相似。由此可见，加入阿司匹林后，TM3与GLJ对T分泌的促进作用被显著抑制，而加入zileuton后则不受抑制。
文章小结
GLJ对环磷酰胺诱导的OAT大鼠具有治疗作用，可调节脂质代谢和氨基酸代谢紊乱。花生四烯酸代谢可能是GLJ的关键途径，6个原型化合物是GLJ潜在的关键活性成分。
网络药理学现在在中医药的应用非常常见，而且现在一般会结合其他组学分析，思路也很成熟，如果在加上机制研究能为文章增色不少！对网药感兴趣的小伙伴可以来和馆长聊一聊，生信分析、项目评估、服务器租赁馆长这里应有尽有哦~
馆长有话说
馆长会持续为大家带来最新生信思路，也可以提供特色数据库构建、免费思路评估、付费生信分析和方案设计以及实验项目实施等服务，对数据库构建和生信分析感兴趣的朋友可以咨询馆长哦！
生信分析
方案设计
服务器租赁
往期推荐
