本文介绍了一种整合多组学分析与体内验证的实验方案，旨在研究葛根芩连汤通过调控PANoptosis相关靶点及炎症信号通路缓解溃疡性结肠炎的作用机制。
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研究文章
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本文介绍了一种整合多组学分析与体内验证的实验方案，旨在研究葛根芩连汤通过调控PANoptosis相关靶点及炎症信号通路缓解溃疡性结肠炎的作用机制。
我们提出了一种整合生物信息学与网络药理学的研究方案，旨在阐明葛根芩连汤（GQD）在溃疡性结肠炎（UC）中的治疗机制，尤其聚焦于PANoptosis相关调控。该方案通过多数据库挖掘与转录组分析，系统性地识别潜在的生物活性成分、治疗靶点、信号通路及免疫相关机制。利用GEO数据库中的UC队列基因表达谱数据（包括GSE87466和GSE92415），通过差异表达分析和加权基因共表达网络分析鉴定疾病相关基因。从公共药理学数据库收集GQD的候选靶点，并与UC及PANoptosis相关基因取交集，以确定核心治疗靶点。随后构建蛋白质-蛋白质相互作用网络，进行功能富集分析和“成分-靶点-通路”网络建模，揭示GQD作用的分子基础。此外，结合免疫浸润分析，探讨关键基因与肠道免疫微环境之间的关系。进一步采用分子对接技术评估主要活性成分与核心靶点之间的结合能力。本方案为研究GQD通过调控PANoptosis及相关炎症通路缓解UC的机制提供了可重复、系统化的框架，也可为其他中药复方在复杂炎症性疾病中的机制研究提供参考。
溃疡性结肠炎（UC）是炎症性肠病的主要类型之一，是一种慢性复发性炎症性疾病，主要累及结肠黏膜，通常从直肠开始，并连续向近端延伸。其发病机制复杂，涉及异常的黏膜免疫激活、上皮屏障功能障碍、微生物群紊乱以及宿主与环境相互作用的失调，共同构成了日益严重的全球健康负担1,2。持续的黏膜炎症不仅导致腹痛、腹泻和便血等反复症状，还会增加结肠炎相关结直肠癌的长期风险，尤其是在病变范围广泛且病程较长的患者中3,4。
目前，溃疡性结肠炎（UC）的药物治疗主要依赖于5-氨基水杨酸类药物、糖皮质激素、免疫调节剂、生物制剂和小分子药物，具体选择取决于疾病的严重程度和治疗反应5。尽管这些治疗策略已改善了临床结局，但仍有相当比例的患者出现原发性无应答、继发性失应答、不耐受、激素依赖或与治疗相关的不良事件，凸显了对更安全且具有机制针对性的治疗方案的需求6。因此，识别能够同时调控上皮损伤和肠道免疫失调的上游分子机制具有重要的转化医学意义。
近期研究表明，程序性细胞死亡的失调在溃疡性结肠炎（UC）的发病机制中具有重要作用。除了经....
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所有动物实验均按照机构指南进行，并在研究开始前获得成都中医药大学伦理委员会的批准（批准号：2022-126）。生物信息学分析仅使用公开可用的GEO和GWAS数据集；因此，本研究的计算部分无需额外的知情同意或伦理审批。涉及危险化学品、生物样本和动物废弃物的所有操作均严格遵循机构实验室安全规定及危险废物处理的机构规程。
GEO 数据集的获取与预处理
通过使用关键词“溃疡性结肠炎”（ulcerative colitis），从GEO数据库中检索与溃疡性结肠炎（UC）相关的人类转录组数据集。在筛选出明确区分UC患者与健康对照组、且样本量充足的表达谱数据集后，选择在GPL13158平台上生成的GSE8746620和GSE9241521作为训练队列。这两个数据集分别包含87例UC样本和21例健康对照，以及53例UC样本和21例健康对照。为进行外部验证，纳入了GSE8747322（106例UC样本和21例健康对照）和GSE1687923（48例UC样本和12例健康对照；GPL570平台）。下载原始数据或系列矩阵文件并导入R语言进行预处理。根据各平台对应的注释文件，将探针标识符转换为基因符号。当多个探针映射到同一基因符号....
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GEO 数据集获取与 UC 相关基因鉴定
为研究溃疡性结肠炎（UC）中的基因表达变化，通过以“ulcerative colitis”为检索词，从GEO数据库中获取了两个转录组数据集——GSE87466和GSE92415，筛选标准包括数据集类型、明确的疾病/对照标注以及足够的样本量。这两个数据集共包含140例UC病例和42例健康对照。在进行下游整合前，排除了表型标签不明确或缺乏有效表达谱的样本。获取原始表达数据后，进行了标准化和批次校正处理，以最小化不同数据集之间的技术差异。作为质量控制结果，箱线图显示标准化后表达分布的可比性得到改善，样本聚类分析表明批次校正后由数据集驱动的分离现象减少（图1A，B），表明合并训练队列的预处理成功。随后使用R软件包“limma”鉴定差异表达基因（DEGs），筛选阈值设定为|log2FC| ≥ 0.585且校正后P < 0.05，共获得2,306个差异表达基因，其中1,341个上调，965个下调（
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溃疡性结肠炎（UC）是一种慢性、病因未明的炎症性肠病，主要累及结肠黏膜，其特征为持续性或间歇性炎症。该疾病显著降低患者的生活质量，并增加结直肠癌的发生风险。尽管其全球患病率持续上升，但其确切病因及潜在机制仍仅被部分阐明。目前的治疗方案常疗效欠佳，且常伴随不良反应，凸显出对更有效治疗策略的迫切需求。越来越多的研究表明，中医药（TCM）可通过减轻黏膜炎症29、对抗氧化应激30、重塑肠道微生物群落31以及调控细胞死亡通路32等方式调节UC的病理生理过程。最新证据进一步提示，中药可能通过协同调控肠道菌群、肠屏障完整性及宿主免疫反应发挥治疗作用，从而为理解中医药在炎症性疾病中的干预机制提供了更广泛的理论框架33。其中，PANoptosis——一种新近被认识的整合性细胞死亡程序，涵盖细胞焦亡、细胞凋亡和坏死性凋亡——在炎症性疾病中的作用日益受到关注34。新兴研究报道.......
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作者声明，他们不存在任何已知的竞争性财务利益或可能被认为影响本文报道工作的个人关系。
作者还感谢 GEO 数据库对数据的开放获取以及审稿人提出的建设性意见。
基金支持：本工作受到国家自然科学基金（81973684，82174358）、四川省自然科学基金（2023NSFSC1760，2025ZNSFSC1834）、四川省中医药管理局中医药科研专项（2023MS365，2020JC0094）以及成都市卫生健康委员会与成都中医药大学联合创新基金（WXLH202402019，WXLH202403012，WXLH202501238，WXLH202501201）的资助。
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| 统计分析软件 | IBM | SPSS 23.0 | 统计学分析 |
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