基因测序联合网络药理学探讨补肾通蚀丸治疗酒精性股骨头坏死的作用机制

目的:通过网络药理学联合基因测序技术探讨补肾通蚀丸治疗酒精性股骨头坏死的潜在分子作用机制。方法:从中药系统药理数据库和分析平台(TCMSP)与BATMAN数据库中寻找补肾通蚀丸组成中药的活性有效成分和作用靶点。提取3名酒精性股骨头坏死患者和3名健康志愿者外周血进行基因测序,利用R语言软件中的“DESeq2”包筛选具有差异表达的信使核糖核酸(Msessenger RNA,mRNA)。通过perl软件将基因测序获得的差异基因与药物靶基因取交集,剔除重复有效成分,获得本研究的关键基因及其对应的有效成分。将关键基因及其对应的有效成分导入Cytoscape3.8.0软件中构建成分-靶点网络。利用STRING在线数据库和R语言软件筛选出度(Degree)值得分前10的关键基因。对获得的关键基因进行基因本体论(GO)功能富集和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。Degree值前2的目标基因与其对应的有效成分进行分子对接验证。结果:基因测序共获得921个差异表达基因。补肾通蚀丸共获得483个药物靶基因,74个不重复有效成分,两者交集共获得27个关键基因。半胱氨酸蛋白酶(Caspase,CASP)9和胰岛素样生长因子结合蛋白3(Insulin Like Growth Factor Binding Protein 3,IGFBP3)是本次实验获得的目标基因,β-谷甾醇、槲皮素、β-胡萝卜素、木犀草素和川陈皮素是其对应的有效成分。GO结果表明关键基因生物学过程涉及白细胞凋亡过程、血小板活化和对皮质类固醇的反应;KEGG结果表明关键基因富集在卵巢类固醇生成信号通路。分子对接显示CASP9和IGFBP3与其对应的有效成分结合良好。结论:补肾通蚀丸是通过β-谷甾醇、槲皮素、木犀草素和川陈皮素等有效成分,抑制CASP9和IGFBP3靶点蛋白的表达,调控卵巢类固醇生成通路,参与骨代谢,调节骨稳态,促进血管生成和抑制炎症因子表达,发挥治疗酒精性股骨头坏死的作用。

补肾通蚀丸通过调控Nrf2/SLC7A11/GPX4通路介导铁死亡对酒精性股骨头坏死大鼠成骨功能障碍的影响

目的:探讨补肾通蚀丸通过抑制成骨细胞铁死亡促进酒精性股骨头坏死(AIONFH)大鼠股骨头修复的机制。方法:雄性SD大鼠36只,随机分为对照组、模型组、治疗组(补肾通蚀丸1.2 g/kg),每组12只,使用Lieber-DeCarli酒精液体饲料喂养制备AIONFH大鼠模型。Micro-CT扫描测量相关骨组织学分数;肉眼观察股骨头大体形态;HE染色观察股骨头组织病理形态学;生化试剂盒检测血清与股骨头组织中丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、总铁离子浓度水平;RT-qPCR、Western Blot分别检测核红系转录因子2(Nrf2)、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OCN)、Ⅰ型胶原蛋白(Collagen-Ⅰ)mRNA和蛋白表达量。结果:与模型组比较,治疗组大鼠股骨头骨质丢失情况减轻(P<0.05),股骨头组织病理学改变减轻,血清与股骨头组织中MDA、总铁离子浓度水平显著降低(P<0.05),GSH水平显著升高(P<0.05),Nrf2、SLC7A11、GPX4、ALP、OCN、Collagen-ⅠmRNA和蛋白相对表达量显著增加(P<0.05)。结论:补肾通蚀丸可能通过激活Nrf2/SLC7A11/GPX4通路抑制成骨细胞铁死亡,促进AIONFH大鼠股骨头成骨修复能力。