【寫在前面】：本期推薦的是由成都中醫藥大學附屬醫院、成都中醫藥大學藥學院西南中醫藥資源國家重點實驗室等研究團隊合作近期發表于Phytomedicine(IF6.7）的一篇文章，揭示基于多組學因果關聯推理的生物信息學鑒定揭示桂枝芍腰母湯調節類風濕性關節炎的潛在機制。

【期刊簡介】

【題目及作者信息】

Bioinformatics identification based on causal association inference using multi-omics reveals the underlying mechanism of Gui-Zhi-Shao-Yao-Zhi-Mu decoction in modulating rheumatoid arthritis

背景

類風濕性關節炎（RA）是一種流行且目前無法治愈的自身免疫性疾病?，F有的傳統醫學治療方法療效有限，長期患病可能導致骨破壞、關節畸形和相關功能喪失，給RA患者及其家屬帶來巨大負擔。幾千年來，以桂枝芍腰母湯（GZSYZM）為例的傳統中醫藥的使用已被證明在治療RA方面具有明顯的治療優勢。探索GZSYZM治療RA的潛在機制是中醫藥領域的熱點。

方法

以RA批量水平和單細胞水平的高通量測序數據以及中藥靶點相關數據庫作為數據來源。超高效液相色譜結合高分辨率質譜用于鑒定與GZSYZM顆粒中存在的活性成分最相關的化合物。采用差異表達分析和加權基因共表達網絡分析相結合的方法鑒定潛在的疾病基因，構建“中藥成分靶點”網絡以獲得候選藥物靶點基因。然后基于分子復合物檢測算法鑒定GZSYZM-RA中心基因。為了探索GZSYZM-RA中心基因集與RA之間的關聯和潛在機制，使用孟德爾隨機化（MR）分析和貝葉斯共定位分析進一步鑒定了與RA因果相關的GZSYZM-R核心基因?；诙嘁蛩剡壿嫽貧w模型構建列線圖，使用GZSYZM-RA核心基因作為RA的預測因子。為了評估其診斷價值，繪制了受試者工作特征（ROC）曲線、校準曲線和決策曲線。最后，使用單基因集富集分析和分子對接研究了GZSYZM中感興趣基因在RA治療中的潛在下游調控機制。目的是模擬其靶蛋白受體與GZSYZM中小分子配體結合的最佳構象，以鑒定關鍵成分。

結果

功能富集分析顯示，GZSYZM-RA中心基因集富集了幾種自身免疫相關的機制途徑，特別強調磷酸肌醇3激酶（PI3K）-絲氨酸/蘇氨酸激酶（AKT）信號通路。AUCell評分顯示，單核細胞，特別是非經典單核細胞上具有PI3K-AKT信號通路的GZSYZM-RA hub基因組的活性表達?；贑IBERSORT算法的免疫浸潤分析還顯示，通過計算Spearman秩相關系數，GZSYZM-RA hub基因集中的幾個基因與單核細胞之間存在很強的相關性。MR分析和共定位分析進一步確定了與RA因果相關的七個核心基因（CASP8、PPARG、IKBKB、PPARA、IFNG、MYC和STAT3）。用GZSYZM-RA核心基因構建的多變量邏輯回歸模型證明了臨床決策的診斷價值。分子對接分析表明，CASP8和GZSYZM具有較高的對接得分，其中三種關鍵成分（槲皮素、山奈酚和薯蕷皂苷）表現出很強的結合親和力。

結論

GZSYZM可能通過抑制PI3K-AKT信號通路的信號傳導，同時激活CASP8介導的促凋亡作用，調節RA患者成纖維樣滑膜細胞的異常過度增殖和凋亡失衡。它可能直接或間接有效地抑制單核細胞向破骨細胞的分化，最終改善RA患者關節破壞的不良預后。

圖文摘要

【前言】

類風濕性關節炎（RA）是一種慢性全身性炎癥性疾病，其主要病理表現為滑膜炎和血管混濁。RA的臨床表現以糜爛性關節炎為特征，最初表現為關節紅斑和功能障礙。在疾病的后期，畸形和功能能力下降可能會變得明顯。作為最常見的慢性炎癥性疾病之一，RA的全球患病率估計在0.5%至1.0%之間。據估計，中國大陸約有500萬人患有RA，估計患病率為0.42%，男女比例約為1:4。如果疾病持續存在，關節有不可逆損傷的風險，可能導致運動功能受損甚至身體殘疾。這反過來可能會導致患者的身體能力、生活質量和社會參與度下降。這種惡化也可能對患者的家庭和整個社會產生相當大的影響。由此產生的經濟負擔也可能很大。

中藥是天然產物領域的一個重要組成部分，其實踐已有數千年的歷史。它一直是中國和其他亞洲國家（如日本、韓國和越南）的重要治療武器庫。中藥方劑包括植物、動物和礦物藥物，是治療自身免疫性疾病的有價值的補充選擇。在中醫思想中，RA被歸類為“關節痛”綜合征，歸因于重要物質的缺乏，主要是肝臟和腎臟的缺乏，以及重要的精氣和血液的缺乏。此外，這種情況被認為是由外部因素引發的，即中醫中的風、寒、濕。桂枝芍藥知母湯（GZSYZM）是一種經典的中草藥配方，由九種草藥組成，被認為是治療RA最有效的方法。Zhang等人報告稱，GZSYZM具有抗風濕作用，這表明治療效果的兩個關鍵途徑是誘導滑膜成纖維細胞凋亡和抑制炎癥過程。然而，迄今為止，支持使用GZSYZM治療RA的高質量實驗證據很少，關于其作用機制的報道也很少。

【結果部分】

1.潛在的類風濕性關節炎基因的鑒定。

2.GZSYZM候選靶基因的鑒定。

3.功能富集分析。

4.基于網絡網絡排序算法的免疫過濾分析。

5.類風濕性關節炎特定細胞亞群的AUCell評分的計算。

6.通過MR分析鑒定具有因果關聯的GZSYZM-RA核心基因。

7.類風濕性關節炎中GZSYZM-RA核心基因的診斷價值評估。

8.CASP8受體與GZSYZM的五種成分的分子對接。

9.GZSYZM通過抑制PI3K-AKT信號通路，激活CASP8的促凋亡作用，調節FLS的異常過增殖和凋亡失衡，治療RA的潛在分子機制。

【結論與討論】

本研究構建了GZSYZM的“中藥成分-靶點”網絡，并在整體水平和單細胞水平上鑒定了117個GZSYZM樞紐基因。通過MR分析和共定位分析，確定了7個與RA有因果相關的GZSYZM-RA核心基因。我們構建了CASP8、PPARG、IKBKB、PPARA、IFNG、MYC和STAT3的列線圖，以闡明它們作為RA的潛在預測因子的價值。分子對接顯示，CASP8和GZSYZM對三個關鍵成分（槲皮素、山奈酚和香葉木素）有較高的對接分數。結果顯示，GZSYZM可能通過抑制PI3K-AKT信號通路的信號轉導，通過CASP8激活其促凋亡作用，從而調節RA患者FLS的異常過增殖和凋亡失衡（圖9）。它也可能直接或間接地有效抑制單核細胞向OCs的分化，從而最終改善RA患者關節破壞的不良預后。這些結果可能為進一步探索GZSYZM干預RA的作用機制提供指導和參考。

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