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中医药思路翻新!安徽医科大学:网药+肠道菌群+氨基酸代谢+动物实验,斩获Phytomedicine,创新思路不翻车!

浏览:159 发表时间:2025-08-22

最近,有朋友问,想通过中医药发文,周期长不长?如果单纯通过实验发文的话确实会面临周期长的问题

那有什么能缩短发文周期的方法吗?小编推荐大家结合生信技术!比如网络药理学、分子对接等。有了这些分析方法的助攻,可以缩短发文周期!如果想更快,可以采用生信为主、实验为辅的模式!

今天,小编给大家带来一篇中医药新思路。作者创新性地采用多种联合分析(网络药理学(NP)与代谢组学联合分析、肠道菌群测序技术与代谢组学联合分析),探索中药汤剂在慢性萎缩性胃炎伴肝郁脾虚中的治疗作用。文章干湿结合,思路创新不老套。


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题目:消化复宁汤通过肠道菌群重塑氨基酸代谢,干预肝郁脾虚证慢性萎缩性胃炎

研究背景

消花复宁汤(XHFND)是一种中药汤剂,具有治疗慢性萎缩性胃炎(CAG)伴肝郁脾虚(LDSD)的潜力,但其作用机制不清楚。本研究的目的是揭示XHFND对CAG和LDSD的整体协同作用机制。    

研究思路

以LDSD CAG大鼠模型为基础,结合代谢组学、肠道菌群和网络药理学技术,论证XHFND多组分、多靶点的作用机制。


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研究结果

XHFND对LDSD大鼠CAG的影响

构建CAG大鼠模型:模型组、对照组、XHFND组和Vit(维酶素)组。比较了各组的精神状态、食欲,体重等。研究证明LDSD模型是成功的,XHFND和Vit可以改善LDSD大鼠的行为。

此外,还比较了各组大鼠胃粘膜组织中TNF-α和IL-1β/6水平。结果表明,XHFND和Vit可降低胃黏膜组织的炎症反应,修复胃黏膜。H&E染色组织学评价结果显示,模型组表现出CAG的病理特征,XHFND组和Vit组胃粘膜损伤明显减轻。上述结果提示,XHFND可显著改善模型大鼠LDSD症状及CAG病理症状,显示出积极的治疗作用(图2)。    


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LDSD CAG大鼠XHFND代谢组学分析

与对照组相比,模型组有218种代谢物发生了显著变化。与模型组相比,XHFND组有158种代谢物发生显著变化,其中,XHFND组有40种特异性代谢生物标志物在对照组和模型组之间发生逆转。这40种代谢物是XHFND影响LDSD大鼠CAG的差异代谢物。对40种代谢物进行富集分析,结果表明,XHFND可能主要通过12种代谢途径干预LDSD CAG。对40种代谢物溯源分析,鉴定出6种宿主代谢物、19种细菌代谢物、21种药物代谢物、26种食物代谢物、11种环境代谢物和1种未知代谢物(图3)。    


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XHFND对LDSD CAG大鼠肠道菌群的影响

通过Simpson均匀度指标评估的肠道微生物α-多样性在对照组、模型组和XHFND组中没有显着差异。采用基于加权UniFrac距离的主坐标分析法(PCoA)评价β-多样性。对照组和模型组完全分离,表明LDSD型CAG大鼠肠道菌群结构和物种丰度存在显著差异。XHFND与对照组相似,说明XHFND对肠道微环境具有调节作用。

采用线性判别分析效应(LEfSe)分析识别不同群体间丰度存在统计学差异的生物标志物。    

这些变化可能导致模型组大鼠肠道菌群代谢作用发生改变,预计30条代谢途径发生显著变化。在XHFND的调控下,7条代谢途径可能受到显著干预(图4)。


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XHFND抗CAG的网络药理学研究

为阐明XHFND多途径干预CAG治疗的机制,通过网络药理学探索XHFND化学成分分析与CAG生物逻辑靶点相互作用的生物网络。从XHFND中收集到357个潜在活性化合物和2334个相应的基因靶点。还收集了777个与CAG相关的靶基因。从Venn交叉图中,确定了244个XHFND作用于CAG的潜在靶点。PPI网络在MCODE插件中形成了10个集群,作者展示了显示了前三个集群。(图5)    


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为了探究XHFND对CAG的作用机制,利用ClueGO插件对前三个基因簇的相互作用进行GO和KEGG富集分析。结果表明XHFND中的活性化合物可能主要通过脂多糖介导的信号通路调节单加氧酶活性,调节miRNA代谢,从而调节外源性凋亡信号通路,调节平滑肌细胞增殖,控制神经炎症反应,干预CAG(图6)。    


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利用KEGG和GO信号通路构建“Herbs-Compounds-Targets-Pathways-Disease”的复合网络,筛选关键化合物和靶点(图7)。  

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为了研究XHFND是否干预模型大鼠Th17细胞分化,作者检测了各组血清中Th17细胞产生的标志物细胞因子IL-17A的含量。结果提示,模型组可能促进Th17细胞分化,导致IL-17A水平显著升高,而XHFND干预可能抑制Th17细胞分化,导致IL-17A水平显著降低。IL-6/1β/23是目前报道的可驱动致病性Th17细胞分化的环境。因此,为了了解模型组是否分化出致病性Th17细胞,检测各组血清中IL-23水平。结果提示,XHFND干预后,显著的环境变化可减少或抑制Th17细胞分化,从而抑制模型大鼠胃黏膜炎症的进展,促进胃黏膜修复。此外,利用分子对接技术确认复合网络中核心组分与关键靶点相互作用的可能性(图8)。    

作者通过Western blotting检测模型大鼠PTGS2、TNF和NFKB1蛋白表达水平,探讨PTGS2、AR和NFKB1的作用。模型组小鼠PTGS2、AR、NFKB1表达水平显著升高,XHFND干预小鼠PTGS2、AR、NFKB1表达水平显著逆转。以上结果报道了XHFND的活性成分可能通过结合并干预PTGS2、TNF、IL1B、AR和NFKB1来调控Th17细胞的分化(图8)。    


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代谢组学与网络药理学的结合分析    

为了探究XHFND是否通过调节代谢网络直接干预CAG,基于网络药理学筛选的核心靶点和代谢组学筛选的差异回调代谢标志物构建了化合物-反应-酶-基因-网络。为了验证XHFND的有效成分可能调控的关键靶点,采用分子对接技术,对构建的复合网络中与关键靶点关联度值最高的成分进行分子对接验证。结果表明,诺卡酮在GES-1细胞中与PIK3CA的结合能力显著增强(图9)。    


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代谢组学和肠道微生物群的综合分析    

基于MetOrigin平台的MPEA分析结果显示,在模型和XHFND组之间,分别有0、2和16条相关代谢途径与宿主、细菌和共代谢途径数据库配对。其中,代谢组学研究中被认为与LDSD治疗XHFND CAG相关的重要代谢途径β-丙氨酸、天冬氨酸、精氨酸和谱代谢属于共代谢途径。利用MetOrigin平台的生物sankey网络分析,计算微生物群落和代谢物之间的统计相关性和生物学相关性。

通过MetOrigin的网络总结,分析了三种重要代谢途径之间的相互作用。XHFND显著上调嗅杆菌、拟杆菌、phocaeicola和lachnospire,显著下调肠单胞菌,促进天冬氨酸1代谢,从而干预了三条重要的代谢途径(β-丙氨酸代谢、精氨酸生物合成、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢)(图10)。    


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文章小结    

本研究提示,XHFND可能从多个层面、多角度干预LDSD治疗CAG,抑制致病的Th17细胞分化,符合中医治疗的特点。中医药思路翻新,到底该如何设计?我们每天更新创新思路,只要跟紧我的节奏,思路难题迎刃而解!不知道怎么复现?那就直接联系康旭禾,专业团队,个性化思路设计、生信分析都能做,多年经验,包您满意~


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