生信的风终于吹到了“中药方剂”!青岛大学褚现明团队高质量发文套路:代谢组+网药+分子对接,一区SCI到手!复现性强,直接冲!

文摘   2024-11-10 19:02   山东  

“麝香人参苏合香,益气开窍心痛忘”,不知道这句话一下子勾起了多少中医药伙伴的回忆呢,当时背到昏天黑地的方歌还记得吗?今天小薇师姐带你来回忆一个传统方剂—麝香保心丸,这个方剂目前已被用于多种心血管疾病的治疗,并且效果显著!

这是青岛大学褚现明研究团队今年10月发表在Phytomedicine期刊上的文章,通过综合代谢组学、网络药理学和分子对接,并结合简单的基础实验揭示了麝香保心丸抗动脉粥样硬化的作用机制,以传统方剂作为研究点,角度新颖,内容丰富,一起来看下吧!

1.利用网络药理学预测麝香保心丸(SBP)的关键药物-疾病靶点,并通过非靶向代谢组学检测识别关键代谢物和代谢途径,为揭示SBP抗动脉粥样硬化作用的潜在机制提供了一个全面的视野。

2.体内外结合的实验设计验证文章结果的可靠性,并有助于深入理解SBP在不同层面上对疾病的影响。

3.分子对接预测了SBP中活性成分与关键靶蛋白的结合能力,为二者之间的相互作用提供了有力证据,增加了本文的深度和创新性。

(ps:方剂是我国中医药文化的瑰宝,广泛应用于各种疾病的治疗,具有重要的研究意义和探索价值。如果你也对这个方向感兴趣但是还没找到合适的思路,可以来找小薇师姐聊聊,课题设计、生信分析、项目评估等,小薇师姐陪你一起探索科研奥秘!)    


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题目:综合代谢组学和网络药理学揭示麝香保心丸抗动脉粥样硬化机制

期刊:Phytomedicine

影响因子:6.7

发表日期:2024年10月

公众号回复“123”领取原文PDF,文献编号:20241110

研究背景

动脉粥样硬化是一种以内皮内脂质病变发展为特征的疾病,并且仍然是全球死亡率的主要原因。麝香保心丸(SBP)已被用于治疗多种心血管疾病,但其作用的复杂机制仍不清楚。这项研究的目的是确定SBP对动脉粥样硬化的潜在影响以及所涉及的潜在调节机制

研究思路

主要结果

1.网络药理学分析

研究者通过筛选和预测共发现了861个药物靶点,在至少两个数据库中筛选后,共确定了 843个AS疾病靶标。药物-疾病靶点相互作用的维恩图结果中,重叠区域中的206个交叉靶点被认为是AS治疗的潜在SBP靶点。GO分析和KEGG分析表明这些靶点涉及炎症反应、MAPK级联反应等生物过程及细胞组分和分子功能。通过PPI网络的构建筛选hub基因,并通过交叉前十名获得了六个中心基因:AKT1、ESR1、MAPK1、MAPK3、STAT3 和 TP53(表 1),并确定了连接紧密的调控转录因子(TF)和与中心基因高度相关的 miRNA(图1)。    

         

 

图1 网络药理学预测SBP对动脉粥样硬化的影响

2.SBP对血脂水平和动脉粥样硬化病变的影响

研究者在每组的小鼠的体重测量中没有观察到显著性差异,证明SBP不会干扰小鼠的食欲或能量消耗。在SBP灌胃12周后,治疗组的 TC、TG 和 LDL-C 水平显著降低,而ALT、AST和尿素的水平在各组之间无显著差异,表明SBP对小鼠的肝或肾功能没有影响(图2)。组织病理学结果表明SBO可以减少反映主动脉粥样硬化程度的油红O染色区域百分,逆转主动脉根部病变面积和胶原含量增加(图3)    

图2 SBP对小鼠脂质和肝肾功能的影响   

图3 SBP对小鼠动脉粥样硬化病变的影响

3.潜在差异代谢物筛选和通路富集

代谢组学分析结果显示对照组、AS组和SBP组中存在显著的组间分离和大量的组内聚集(图4)。研究通过交叉分析确定了32种关键的差异代谢物和7种相关代谢途径(图5)。其中四种差异最大的代谢物分别是三甲胺 n-氧化物 (TMAO)、2-氨基-9 h-吡啶并[2,3-b]吲哚、O-琥珀酰-l-高丝氨酸和四氢嘧啶(表2)。    

图4 代谢组学有效性和可靠性的模型分析

图5 差异代谢物和代谢途径分析    

4.SBP对TMAO处理的HUVEC迁移、凋亡和氧化应激的影响

本研究使用TMAO作为动脉粥样硬化的诱导剂探究SBP是否可以通过抑制TMAO来改善AS和内皮功能障碍。研究结果表明TMAO 可以抑制细胞迁移,而在 SBP 组中观察到相反的模式,表明SBP 可以抵消刺激条件下细胞迁移的抑制。此外,研究发现SBP可以降低凋亡细胞比例,减少内皮氧化应激(图6)。    

图6 SBP对TMAO诱导的HUVECs损伤的影响

5.SBP 在体内和体外缓解内皮功能障碍

使用免疫组织化学实验研究 SBP 对内皮损伤调节的体内影响,结果表明模型组VCAM-1、ICAM-1水平显着升高,SBP抑制其表达,同时发现TMAO 诱导 HUVEC 中 LOX-1 表达上调,SBP也能够抑制其表达(图7),表明SBP参与了对TMAO诱导的体外内皮损伤的保护。    

图7 SBP对内皮功能障碍的影响

6.SBP 对MAPK3、AKT1 和 STAT3 的表达,分子对接及酶抑制

体内外研究结果表明SBP能够降低MAPK3的表达,逆转了磷酸化(P)-MAPK3、P-AKT1和P-STAT3表达增加的趋势,降低HUVEC中P-MAPK3、P-AKT1和P-STAT3的表达(图8)。分子对接选择MAPK3、STAT3和AKT1作为受体,并揭示了最佳结合模式和亲和力(图9)。酶抑制实验结果表明山奈酚、N-去甲核苷和麦角胺对MAPK3、STAT3和AKT1具有抑制作用(图10)。

图8 SBP在动脉粥样硬化中的作用机制验证

   

图9 关键靶点与SBP活性成分之间的结合模型

图10 山奈酚、N-去甲霉素和麦角他胺对MAPK3、STAT3和 AKT1活性的影响

文章小结

本研究基于综合代谢组学和网络药理学揭示了SBP 可能通过影响内皮功能和胆汁酸合成而参与 TMAO 诱导的动脉粥样硬化,为SBP通过介导肠心轴参与心血管保护提供新的方向和见解。本文思路清晰,逻辑严谨,利用现代生物信息技术探究传统方剂对心血管疾病的影响,角度新颖,套路简单,易于复现。感兴趣的朋友别再等了,在你犹豫的时候别人已经定好方案,抢先一步发文啦!定制思路、生信分析、项目评估,小薇师姐随时为您的科研提供帮助!



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