基于生物信息学分析类风湿关节炎铜死亡相关基因及中药筛选预测

目的 利用生物信息学研究类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis, RA)铜死亡相关分子模式和诊断性生物标志物,同时预测具有潜在治疗作用的中药。方法 从基因表达综合数据库中下载GSE55235、GSE55457、GSE77298表达谱数据作为训练数据集,提取铜死亡相关基因进行分析。选择RA患者和健康对照组之间差异表达的铜死亡相关基因(Differentially expressed cuproptosis-associated gene, DECAG),分析DECAG相关的免疫浸润、生物学功能。根据DECAG的表达量对RA患者进行共识聚类分型,基于分型进行加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)来识别核心基因。取degree值前100的核心基因做GO和KEGG富集分析并构建训练模型,训练模型包括随机森林模型(Random forest, RF)和支持向量机模型(Support vector machine, SVM)、极端梯度提升(eXtreme gradient boosting, XGB)模型和广义线性模型(Generalized linear model, GLM),筛选与RA特征最相关的5个基因作为诊断性生物标志物并进行验证。最后进行中药预测。结果 获得6个DECAG(NLRP3、SLC31A1、LIAS、CDKN2A、DBT、DLST)。使用共识聚类方法将RA基因分为两个亚型(C1,C2),分型WGCNA获得核心基因418个。取degree值前100的核心基因构建训练模型,基于对|残差|的反向累积分布图和|残差|的箱线图的分析,发现SVM模型与其他3种模型相比,SVM模型维持最低的|残差|分布。总体受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic curve, ROC)结果显示,SVM模型比其他3个模型具有更高的网络曲线下面积(Area under the curve, AUC)值(AUC:0.966)。综合考虑,SVM模型为最合适的训练模型。获得5个与RA特征最相关的基因(TMOD3、PIK3CG、WASL、FGF4、GSN),基于5个RA特征基因的表达水平,建立了临床应用列线图,并且决策曲线分析(Decision curve analysis, DCA)图和校正曲线图也显示结果具有良好的预测准确度。中药预测结果显示郁金、莪术、红花最有可能具有治疗RA的作用。结论 铜死亡在RA的发生和诊断中起重要作用。

基于网络药理学和分子对接探究黄芪桂枝五物汤干预紫杉醇诱导周围神经毒性的作用机制

目的使用网络药理学的方法探究黄芪桂枝五物汤干预紫杉醇诱导的周围神经毒性的机制。方法通过中药系统药理学数据库和分析平台(Traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)获得黄芪桂枝五物汤的有效活性成分及其作用靶点,汇总DrugBank数据库、OMIM(Online Mendelian Inheritance in Man,OMIM)数据库、PharmGkb(PharmacogenomicsKnowledgebase,PharmGkb)数据库、TTD(Therapeutic Target Database,TTD)数据库、GeneCards数据库中有关紫杉醇诱导周围神经毒性的相关疾病靶点,Cytoscape 3.7.2用于构建复方有效成分—靶点网络,将作用靶点导入String数据库构建PPI(Protein-protein interaction,PPI)蛋白互作网络,再通过DAVID(Database for Annotation,Visualization and Integrated Discovery,DAVID)数据库进行GO、KEGG富集,最后进行分子对接验证。结果获得了黄芪桂枝五物汤中有效活性成分74个,干预神经毒性的潜在靶点76个,复方有效活性成分—作用靶点网络显示槲皮素、豆甾醇、β-谷甾醇等与靶点具有较多的对应关系,TP53、AK1、JUN是蛋白互作网络中degree值较高的蛋白,GO富集与KEGG富集显示细胞对氧化应激的反应、膜筏、结合DNA转录因子、铂耐药是复方干预神经毒性的主要途径。PPI中关键靶点蛋白与活性成分的分子对接结果良好。结论初步研究了黄芪桂枝五物汤干预紫杉醇周围神经毒性的作用机制,探明了黄芪桂枝五物汤可以通过多个靶点、多条通路来发挥干预紫杉醇周围神经毒性的作用。

互动 从航空航天到日常生活

人类从地面飞向太空,而太空探索最终将造福人类。对此,你有什么样的体会或设想?航空航天技术的发展可以助力通信、气象等各个方面。例如,通信卫星可以让人与人之间的距离不再遥远;气象卫星能实现气象灾害的监测预警,将可能造成的损失降到最低。就连某些日用品也和航空航天息息相关。

选手访谈

“《七彩语文》杯”江苏省第二十届“中学生与社会”作文大赛初中组特等奖“小霸”的成长记录我身处的宇宙浩瀚无垠,有美丽的星云,有形态各异的天体,有神秘的黑洞……我穿梭其中,体验、观察,这已经成为我成长过程中最为宝贵的经历。在游历过程中,我记录下沿途的所见所闻,记录下我对宇宙的浪漫遐想。久而久之,写作便融入了我的日常生活。

假如给我三天黑暗

我是一颗星星,我唯一的梦想就是成为整个宇宙中最亮的星星。人类常说,有梦想就要为之奋斗,我的想法也是如此。于是,我每一分每一秒都在拼命吞噬周围的光线,我变得越来越亮,越来越亮。不过,我周围的星星都说我太刺眼了,渐渐地,它们都躲开我,怕我夺走它们的光亮。也许你们人类会好奇,作为一颗星星,我眼中的世界是什么样的。说实话,虽然我的四周被自己照得亮如白昼,但我什么也看不到,没有其他星星陪伴的我,只有无尽的孤独。