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??闯P拢尤贿€可以將孟德爾隨機化與分子對接技術(shù)相結(jié)合!

發(fā)布時間:  2024-05-08 09:18:11

又見面了,那么,今天跟大家分享的這篇文章是發(fā)表在Front Endocrinol(Lausanne)上的“TInvestigating the molecular mechanism of traditional Chinese medicine for the treatment of placental syndromes by influencing inflammatory cytokines using the Mendelian randomization and molecular docking technology”,利用MR分析揭示炎癥細胞因子與胎盤綜合征的關(guān)系。本文使用公開可用的基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)摘要統(tǒng)計數(shù)據(jù),探討炎癥細胞因子與胎盤綜合征風(fēng)險之間的因果關(guān)系,采用了兩樣本MR分析框架。這篇文章神秘在何處呢?我們一起來揭秘一下吧~

1、兩樣本MR方法: 該研究采用了雙樣本孟德爾隨機化(MR)分析框架,使用GWAS概括性數(shù)據(jù)估計暴露對結(jié)局的因果效應(yīng)的一種方法。

2、分子對接技術(shù),提高了研究結(jié)果的可靠性:將中藥中具有抗炎作用的小分子化合物與炎癥細胞因子進行了分子對接,以證明這些小分子化合物可能是治療胎盤綜合征的合適靶點。


題目:利用孟德爾隨機化和分子對接技術(shù)探討中藥影響炎癥細胞因子治療胎盤綜合征的分子機制

雜志:Front Endocrinol(Lausanne).

影響因子:IF=5.2

發(fā)表時間:2024.02.01

01

研究背景

胎盤綜合征是妊娠期常見疾病,PE的全球發(fā)病率為2%-8%,全球CHP發(fā)病率估計為0.9%-1.5%,從2000年-2009年,CHP發(fā)病率增加了67%。育齡婦女單次流產(chǎn)的概率為10%,而反復(fù)流產(chǎn)的概率為1%-5%。早產(chǎn)的發(fā)生率約為10%。GDM是一個主要的全球公共衛(wèi)生問題,影響大約5.8%-12.9%的妊娠。這些綜合征對母親和胎兒的健康構(gòu)成重大風(fēng)險,導(dǎo)致全球醫(yī)療保健系統(tǒng)的壓力日益增大。因此,需要明確胎盤綜合征的病理生理原因,并尋找針對病因治療的藥物。

02

數(shù)據(jù)來源

炎癥細胞因子的數(shù)據(jù)來自AriV.Ahola-Olli等人進行的GWAS,包含了來自三個不同人群隊列的8,293名芬蘭人中41種炎癥細胞因子的循環(huán)濃度,可在“https://www.finns.org/”上查看。

胎盤綜合征GWAS數(shù)據(jù)來自英國生物銀行(UKB)或FinnGen,可通過“https://gwas.mrcieu.ac.uk”訪問。

03

研究思路

作者在獲得炎癥細胞因子和胎盤綜合征的數(shù)據(jù)并建立單核苷酸多態(tài)性(SNP)后,采用逆方差加權(quán)(IVW)方法來評估因果關(guān)系,并且還了解了這些數(shù)據(jù)的異質(zhì)性和水平多效性。接著,作者對鑒定出的11種與胎盤綜合征顯著關(guān)聯(lián)的炎癥細胞因子進行了富集分析、PPI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,以及將中藥中具有抗炎作用的小分子化合物與這11種炎癥細胞因子進行了分子對接。

04

主要結(jié)果

1、IV的選擇

當(dāng)全基因組顯著性的P值為5×10-6時,所選SNP的數(shù)量從0到22變化,并將SNP個數(shù)的閾值設(shè)置為3。

2、MR分析結(jié)果

選好IV后,作者用它們來分析炎癥細胞因子和胎盤綜合征的因果推論并選擇IVW方法作為主要分析方法。進行異質(zhì)性和多效性的檢驗之后,總共鑒定出11種顯著關(guān)聯(lián),其中包括10種炎癥細胞因子。作者發(fā)現(xiàn)GROA和IL-9與妊娠期高血壓存在因果關(guān)系,而白細胞介素10(IL-10)和肝細胞生長因子(HGF)則與PE存在因果關(guān)系。此外,還觀察了白細胞介素18(IL-18)、IL-10、MCSF和血小板衍生生長因子BB(PDGF-bb)與CHP之間的相關(guān)性。此外,巨噬細胞遷移抑制因子(MIF)顯示與GDM相關(guān),TRAIL顯示與早產(chǎn)存在因果關(guān)系,IL-1β可能有助于促進流產(chǎn)。下圖說明了IVW模型中顯著性水平P<0.05的所有關(guān)系。因此,IL-1β、IL-9、IL-10、IL-18、HGF、GROA、MIF、MCSF、PDGF-bb和TRAIL可被視為胎盤綜合征的治療靶點。


3、GO、KEGG富集和PPI網(wǎng)絡(luò)

基于MR分析,作者進行了GO和KEGG富集分析。GO富集分析中,排名前五的生物過程術(shù)語分別是“細胞趨化性”、“白細胞趨化性”、“單核細胞增殖”、“脂多糖反應(yīng)”和“白細胞增殖”。就細胞成分而言,最顯著富集的五個術(shù)語是“分泌顆粒腔”、“細胞質(zhì)囊泡腔”、“囊泡腔”、“血小板α顆粒腔”和“血小板α顆?!?。就分子功能而言,富集度最高的前五位術(shù)語分別是“受體配體活性”、“細胞因子受體結(jié)合”、“細胞因子活性”、“生長因子活性”和“生長因子受體結(jié)合”。此外,KEGG通路富集分析揭示了5個富集通路:“細胞趨化性”、“白細胞趨化性”、“單核細胞增殖”、“脂多糖反應(yīng)”和“白細胞增殖”。

將與胎盤綜合征相關(guān)的炎癥細胞因子上傳到STRING在線數(shù)據(jù)庫后,作者利用Cytoscape軟件創(chuàng)建了一個PPI網(wǎng)絡(luò)。隨后,使用CytoHubba軟件識別了前5個樞紐基因,分別是IL-1β、IL-10、MCSF、IL-18和GROA。



4、分子對接

基于MR分析,作者通過檢查基因或蛋白質(zhì)表達的變化來得出有關(guān)疾病發(fā)展的因果結(jié)論,這可能作為潛在的藥物靶點。因此,作者特意選取了中藥中具有抗炎作用的小分子化合物,如葛根素、厚樸酚、白術(shù)內(nèi)酯I、芍藥苷、土木酸、漢黃芩素等作為與胎盤綜合征相關(guān)炎癥細胞因子進行分子對接的關(guān)鍵活性成分。在分子對接過程中,結(jié)合能力的評估取決于配體和受體之間的結(jié)合能,結(jié)合能越低,構(gòu)象越穩(wěn)定。因此,作者將結(jié)合能設(shè)定為低于-5kcal/mol,所有結(jié)果均符合此標(biāo)準(zhǔn),表明關(guān)鍵活性成分與關(guān)鍵靶點良好結(jié)合。

此外,分子對接結(jié)果中的均方根偏差(RMSD)值均小于2,表明這些小分子化合物與炎癥細胞因子之間存在很強的相互作用。這些結(jié)果表明這些小分子化合物可能是治療胎盤綜合征的合適靶點。



文章小結(jié)

總的來說,作者采用雙樣本MR方法來分析炎癥細胞因子與胎盤綜合征之間的因果關(guān)系,然后,采用分子對接方法來識別潛在的治療靶點。作者將孟德爾隨機化、生信分析與分子對接結(jié)合起來研究中藥影響炎癥細胞因子治療胎盤綜合征的分子機制,這是一個非常吸睛、亮眼的思路,而且可借鑒的程度非常高,換一個Y或者X都能重現(xiàn)一篇5+的文章,小伙伴們趕緊加入購物車,收藏起來吧!??!




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