הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר מחקר

דקוקציה גגן קינליאן מפחית קוליטיס כיבית על ידי עיכוב PANoptosis: מחקר רב-אומי וניסוי

228 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/69858

⸱

22 במאי 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1College of Clinical Medicine, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 2Department of Gynaecology, Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 3Department of Traditional Chinese Medicine, Henan Provincial People's Hospital, Zhengzhou University, 4College of Basic Medical Sciences, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 5College of Health and Rehabilitation, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 6State Key Laboratory of Oral Diseases, National Center for Stomatology, National Clinical Research Center for Oral Diseases, Department of Traditional Chinese Medicine, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, 7Department of Stomatology, Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

כאן אנו מציגים פרוטוקול המשלב ניתוח מולטי-אומיקס עם אימות in vivo כדי לחקור כיצד Gegen Qinlian Decoction מקל על קוליטיס כיבית על ידי ויסות מטרות הקשורות ל-PANoptosis ומסלולי איתות דלקתיים.

תקציר

אנו מציגים פרוטוקול משולב של ביואינפורמטיקה ופרמקולוגיה רשתית להבהרת המנגנונים הטיפוליים של דקוקציה גגן קינליאן (GQD) בקוליטיס כיבית (UC), עם דגש מיוחד על ויסות הקשור ל-PANoptosis. פרוטוקול זה נועד לזהות באופן שיטתי תרכובות ביואקטיביות פוטנציאליות, מטרות טיפוליות, מסלולי איתות ומנגנונים הקשורים למערכת החיסון באמצעות כרייה רב-מסדי נתונים וניתוח טרנסקריפטומי. פרופילי ביטוי גנים מקבוצות UC, כולל GSE87466 ו-GSE92415 ממאגר GEO, מנותחים באמצעות ניתוח ביטוי שונה וניתוח רשתות ביטוי משולב משוקלל לזיהוי גנים הקשורים למחלות. מטרות מועמדות ל-GQD נאספות ממאגרי מידע ציבוריים של פרמקולוגיה ומצטלבות עם גנים הקשורים ל-UC ו-PANoptosis כדי לקבוע מטרות טיפוליות מרכזיות. לאחר מכן מתבצעים בניית רשת אינטראקציה של חלבון-חלבון, ניתוחי העשרה, ומידול רשת תרכובת-יעד-מסלול כדי לחשוף את הבסיס המולקולרי של פעילות GQD. בנוסף, ניתוח חדירה חיסונית משולב כדי לחקור את הקשר בין גנים מרכזיים למיקרו-סביבה החיסונית במעי. עגינה מולקולרית משמשת גם להערכת פוטנציאל הקישור בין תרכובות פעילות עיקריות לבין מטרות המרכז. פרוטוקול זה מספק מסגרת שיטתית וניתנת לשחזור לחקירת האופן שבו GQD מקל על UC על ידי ויסות PANoptosis ומסלולים דלקתיים נלווים, ויכול לשמש כהפניה מועילה למחקרים מכניים של נוסחאות רפואה סינית מסורתית אחרות במחלות דלקתיות מורכבות.

מבוא

קוליטיס כיבית (UC), אחת הצורות העיקריות של מחלת מעי דלקתית, היא הפרעה דלקתית כרונית ונסגנת, הכוללת בעיקר את רירית המעי הגס ומתחילה בדרך כלל ברקטום עם הארכה פרוקסימלית רציפה. הפתוגנזה שלו מורכבת וכוללת הפעלה חרירית, תפקוד לקוי של מחסום אפיתלי, הפרעות מיקרוביאליות ואינטראקציות לא מווסתות בין מארח לסביבה, וביחד מטיל נטל בריאותי עולמי משמעותי וגדל 1,2. דלקת רירית מתמשכת לא רק גורמת לתסמינים חוזרים כמו כאבי בטן, שלשולים והמטוצ'זיה, אלא גם מגבירה את הסיכון ארוך הטווח לסרטן המעי הגס הקשור לקוליטיס, במיוחד אצל מטופלים עם מחלה נרחבת וארוכת טווח 3,4.

הניהול הפרמקולוגי הנוכחי של UC מתבסס בעיקר על 5-אמינוסליצילטים, קורטיקוסטרואידים, אימונומודולטורים, ביולוגיים וסוכנים למולקולות קטנות, בהתאם לחומרת המחלה ולתגובה הטיפולית5. למרות שאסטרטגיות אלו שיפרו את התוצאות הקליניות, חלק ניכר מהמטופלים עדיין חווים אי-תגובה ראשונית, אובדן תגובה משני, אי סבילות, תלות בסטרואידים או תופעות לוואי הקשורות לטיפול, מה שמדגיש את הצורך באפשרויות טיפוליות בטוחות וממסוגלות מנגנון6. לכן, זיהוי תוכניות מולקולריות במעלה הדרך המווסתות בו-זמנית את הפגיעה האפיתלית ואת חוסר הוויסות החיסוני של המעי הוא בעל חשיבות תרגומית משמעותית.

מחקרים עדכניים הראו שמוות תאי מתוכנת לא מוסדר מעורב עמוקות בפתוגנזה של UC. מעבר לאפופטוזיס הקלאסי, פירופטוזיס ונקרופטוזיס כולם היו מעורבים בהרס מחסום אפיתל ובהגברה של דלקת רירית7. PANoptosis, מסלול מוות תאי מתוכנת דלקתי שהוגדר לאחרונה ומשלב תכונות מרכזיות של פירופטוזיס, אפופטוזיס ונקרופטוזיס, הפך למסגרת מכנית רלוונטית במיוחד למחלות דלקתיות כרוניות8. תהליך זה מתואם על ידי קומפלקסים מרובי חלבונים של PANoptoזום וכולל מתווכים מרכזיים כמו ZBP1, RIPK1/RIPK3, CASP8, ומולקולות הקשורות לאינפלמזום כולל NLRP3 באופן תלוי הקשר9. חשוב לציין שמצטברות ראיות מצביעות על כך ש-PANoptosis מופעלת בקיבוריס (UC) ועלולה לקדם נזק לאפיתל במעי, קריסת מחסום וחוסר איזון חיסוני, ובכך לתרום להתקדמות המחלה 10,11,12. ממצאים אלו מצביעים על כך ש-PANoptosis אינה רק תוצאה המשך של דלקת, אלא עשויה לייצג צומת פעולה מכנית המקשרת בין פגיעה אפיתלית להגברה חיסונית רירית.

גגן צ'ינליאן דקוקציה (GQD), מרשם קלאסי שנרשם לראשונה בשאנג האן לון, מורכב מפוארריה לובאטה, סקוטלריה בייקלנסיס, קופטיס כיננסיס וגליסיריזה אורלנסיס. הוא משמש זמן רב ברפואה הסינית המסורתית לשלשול והפרעות דלקתיות במעי. מחקרים פרמקולוגיים מודרניים הראו כי GQD יכול להקל על קוליטיס ניסיוני על ידי דיכוי תגובות דלקתיות, שיקום שלמות מחסום המעיים, עיצוב מחדש של מיקרוביוטה במעיים ווויסות הומאוסטזיס חיסוני, כולל איתות ופעילות אינפלמזום הקשורה ל-Th17/Treg13,14. פעולות מרובות מטרות אלו הופכות את GQD למועמד סביר להתערבות בתהליכים פתולוגיים הקשורים ל-PANoptosis ב-UC15. עם זאת, למרות הראיות הגוברות ליעילותו האנטי-קוליטית, עדיין לא ברור אם GQD מפעיל השפעות טיפוליות באמצעות ויסות מתואם של רשתות מולקולריות הקשורות ל-PANoptosis.

נכון לעכשיו, נותרו שני פערים עיקריים. ראשית, מחקרים קיימים על מנגנוני מוות של תאי UC התמקדו בעיקר במסלולים מבודדים כגון אפופטוזיס, פירופטוזיס או פרופטוזיס, בעוד שהתפקיד המשולב של PANoptosis בתיווך ההשפעות הטיפוליות של נוסחאות צמחיות לא הובהר מספיק 7,10,11. שנית, אף שפרמקולוגיה ברשת מתאימה לאפיון האופי של "רב-רכיבים-רב-מטרות-ריבוי-מסלולים" של נוסחאות מסורתיות, תחזיות המבוססות על מסדי נתונים מורכבים-יעדים בלבד עשויות להיות חסרות ספציפיות להקשר מחלה ולדרוש עדיפות טרנסקריפטומית ואימות ניסויי לשיפור הסבירות הביולוגית ואמינות התרגום 16,17,18,19 . לכן, אסטרטגיה משולבת המשלבת טרנסקריפטומיקה של מחלות, פרמקולוגיה רשתית ואימות in vivo עשויה לספק מסגרת קפדנית יותר להבהרת מנגנון GQD ב-UC.

בהשוואה לגישות המבוססות אך ורק על תצפית היסטופתולוגית, בדיקות מולקולריות חד-נתיביות או פרמקולוגיה רשתית מונחית מסדי נתונים בלבד, זרימת העבודה הנוכחית מתאימה יותר לשאלה זו משום שהיא מאפשרת אימות צולב בין אותות טרנסקריפטומיים בהקשר מחלה, חיזוי של נוסחה-יעד ואימות ביולוגי במודל קוליטיס ניסיוני. קריאות היסטולוגיות או מולקולריות לבדן יכולות ללכוד רק ממדים מוגבלים של פתולוגיית UC, בעוד שפרמקולוגיה רשתית לבדה עשויה להיעדר ספציפיות מחלה מספקת ותמיכה ניסויית. על ידי שילוב תעדוף טרנסקריפטומי עם אימות in vivo, תהליך עבודה זה משפר את הסבירות הביולוגית של זיהוי מטרה ומספק מסגרת קוהרנטית יותר לקישור התערבות GQD למנגנונים הקשורים ל-PANoptosis ב-UC.

פרוטוקול זה מתאים במיוחד למחקרים מכניים שמטרתם להעריך כיצד התערבויות רב-רכיביות מווסתות פגיעה אפיתלית, תגובות דלקתיות ונתיבים הקשורים ל-PANoptosis ב-UC ניסיוני. הוא שימושי במיוחד כאשר המטרה היא לחבר בין חיזוי חישובי לאימות ביולוגי ברמת בעלי חיים בזרימת עבודה סטנדרטית. עם זאת, הוא אינו נועד להחליף גישות אבחון קליניות, ואינו מטפל באופן מקיף בכל היבטי הפתוגנזה של ה-UC, כגון הטרוגניות ארוכת טווח בין מטופלים, אינטראקציות סיבתיות כלל-מיקרוביום, או מיפוי חיסון חד-תאי ומרחבי. לכן, היקפו מוגדר בצורה הטובה ביותר כמסגרת פרה-קלינית ניתנת לשחזור להערכה מונחית מנגנונים וטיפולית.

לכן השענו ש-GQD משפר את ה-UC על ידי ויסות רשתות איתות הקשורות ל-PANoptosis, ובכך מפחית את הפגיעה באפיתל המעי ומתכנת מחדש את המיקרו-סביבה הדלקתית. כדי לבדוק השערה זו, שילבנו ניתוח טרנסקריפטומי של UC עם פרמקולוגיה רשתית כדי לזהות מטרות טיפוליות משותפות ונתיבים מרכזיים של GQD, עם דגש מיוחד על רגולטורים הקשורים ל-PANoptosis. אימתנו עוד את המנגנונים החזויים במודל דלקת קוליטיס עכברית מושרה על ידי דסקסטרן סולפט נתרן (DSS). על ידי שילוב עדיפות מטרה חישובית עם אימות ביולוגי, מחקר זה נועד לספק הסבר רלוונטי יותר למחלות ומבוסס מכניסטית יותר להשפעות האנטי-UC של GQD, ולהציע ראיות חדשות התומכות ב-PANoptosis כציר טיפולי פוטנציאלי ב-UC.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

כל ההליכים בבעלי חיים בוצעו בהתאם להנחיות מוסדיות ואושרו לפני תחילת המחקר על ידי ועדת האתיקה של אוניברסיטת צ'נגדו לרפואה סינית מסורתית (אישור מס' 2022-126). רק מערכי נתונים זמינים לציבור של GEO ו-GWAS שימשו לניתוחי ביואינפורמטיקה; לכן, לא נדרשה הסכמה מדעת נוספת או אישור אתי נוסף עבור הרכיב החישובי של מחקר זה. כל ההליכים הכוללים כימיקלים מסוכנים, דגימות ביולוגיות ופסולת בעלי חיים בוצעו בהתאם לתקנות בטיחות מעבדות מוסדיות ולנהלים מוסדיים להשלכת פסולת מסוכנת.

רכישה ועיבוד מוקדם של מערכי נתונים של GEO

מערכי נתונים טרנסקריפטומיים אנושיים הקשורים לקוליטיס כיבית (UC) נאספו ממאגר הנתונים GEO באמצעות מילת המפתח "קוליטיס כיבית". לאחר סינון למאגרי פרופיל ביטוי עם קבוצות UC וביקורת בריאה מוגדרות היטב וגודל מדגם מספק, נבחרו GSE8746620 ו-GSE92415 21, שניהם שנוצרו בפלטפורמת GPL13158, כקבוצת ההדרכה. מערכי הנתונים הללו כללו 87 דגימות UC ו-21 ביקורות בריאות, ו-53 דגימות UC ו-21 ביקורות בריאות, בהתאמה. לצורך אימות חיצוני, GSE8747322 (106 דגימות UC ו-21 ביקורת בריאה)ו-23 GSE16879 (48 דגימות UC ו-12 ביקורת בריאה; פלטפורמת GPL570) נכללה. קבצים גולמיים או במטריצה סדרתית הורדו ויובאו ל-R לצורך עיבוד מוקדם. מזהי הגשושים הוסבו לסמלי גנים בהתאם לקבצי ההערה של הפלטפורמה המתאימים. כאשר מספר גלאים מופו לאותו סמל גן, ערך הביטוי הממוצע נשמר. דגימות ללא מידע ברור על קבוצות הוצאו לפני הניתוח במורד הזרם. שני מערכי הנתונים של האימון אוחדו על ידי סמלי גנים משותפים. ערכי הביטויים עברו טרנספורמציה ל-log2 בעת הצורך, נורמליזציה באמצעות הליך סטנדרטי בין מערך, ותוקנו לאפקטים אצווה באמצעות שיטת התאמת אצווה לאחר הגדרת מקור מערך הנתונים כמשתנה באץ. ניתוח רכיבים עיקריים ובדיקת קופסאות שימשו לפני ואחרי תיקון הנורמליזציה/אצווה כנקודות ביקורת לבקרת איכות. עיבוד מוקדם מוצלח הוגדר על ידי חפיפה משופרת של התפלגויות דגימות בין מערכי נתונים והפחתת אשכולות מונחי מערכי נתונים. בסך הכול נאספו 902 גנים הקשורים ל-PANoptosis מתוך ספרות שפורסמה ושימשו כמערך גנים ייחוס לניתוח אינטגרטיבי.

זיהוי גנים מבוטאים באופן שונה ובניית רשת WGCNA

מטריצת האימון המאוחדת נותחה ב-R באמצעות זרימת עבודה של ביטויים דיפרנציאליים. גנים עם |log2 fold משתנים| ≥ 0.585 ו-P מותאם < 0.05 הוגדרו כגנים מבוטאים באופן שונה (DEGs). גרפים של הרי געש ומפות חום נוצרו כתוצרים ביניים כדי לאשר כי קריטריוני הסינון הניבו הבדלים ביולוגיים בביטוי בין קבוצות UC לקבוצת הביקורת. בניתוח רשת ביטוי משולבת של גנים משוקללים (WGCNA), הגנים דורגו לפי שונות בין מדגמים, ו-25% הגנים המשתנים ביותר נשמרו כקלט. עץ אשכולות דגימות נבדק תחילה כדי לזהות דגימות חריגות פוטנציאליות; לא נשמרו חריגים ברורים לבניית רשת אלא אם ההסרה מוצדקת לפי קריטריוני בקרת איכות. הספק רך נבחר בהתבסס על מדד התאמה טופולוגי חופשי בקנה מידה, והחזקה הקטנה ביותר שהגיעה לרשת נטולת קנה מידה בערך שימשה לבניית מטריצת השכונות. מטריצת השכנות הוסבה לאחר מכן למטריצת חפיפה טופולוגית, ובוצעה אשכולות היררכיים באמצעות אי-דמיון מבוסס TOM. מודולים זוהו באמצעות כריתת עצים דינמית עם גודל מודול מינימלי של 100 גנים. מודולים קרובים אוחדו כאשר הקורלציה העצמית שלהם עלתה על קריטריון המיזוג המוקדם. חושבו ערכי מורכבות עצמיים של מודול, משמעות מודול וערכי מובהקות גנים כדי לזהות את המודולים הקשורים ביותר לפנוטיפ של UC. שלב מוצלח ב-WGCNA הוגדר על ידי הפרדה יציבה של מודולים, גודל מודולים ביולוגיים סבירים, ומודול אחד או יותר שהראו קורלציה ברורה למצב המחלה.

זיהוי מטרות מועמדות ב-GQD

תרכובות מועמדות ויעדים התואמים לארבעת הרכיבים הצמחיים של Gegen Qinlian Decoction (GQD)—Pueraria lobata, Scutellaria baicalensis, Coptis chinensis ו-Glycyrrhiza uralensis—נאספו מ-TCMSP24 ו-BATMAN-TCM25. ספי הסקר נקבעו כך: זמינות ביולוגית דרך הפה ≥ 30% ודמיון תרופה ≥ 0.18 עבור רשומות שמקורן במאגר נתונים אחד; ציון הביטחון ≥ 0.84 ו-P מותאם <-0.05 עבור רשומות שמקורן במאגר אחר. תרכובות נוספות הושלמו ממאגר תרופות צמחיות כאשר לא נאספו רשומות רלוונטיות בחיפוש הראשוני. שרשראות קנוניות של תרכובות שמורות ב-SMILES הוגשו לפלטפורמת הערכה מקוונת של ADME. התרכובות נשמרו כאשר הראו ספיגה גבוהה במערכת העיכול ועמדו לפחות בשני חוקי דמיון תרופתי בין ליפינסקי, גוזה, ובר, איגן ומואגה. היעדים המשוערים נחזו לאחר מכן באמצעות פלטפורמת חיזוי מטרות עם הסתברות > 0.1 וסטנדרטים לסמלים גנים רשמיים באמצעות מאגר נתונים של אנוטציות חלבון. תרכובות כפולות ומטרות כפולות הוסרו לאחר מיזוג מסדי נתונים. התוצר הצפוי של שלב זה היה מערך נתונים GQD לא מיותר עם יעד מורכב, המתאים לניתוח חפיפה.

זיהוי גנים חופפים וביצוע ניתוח פונקציונלי

מטרות טיפוליות פוטנציאליות הוגדרו כהצטלבות בין מטרות הקשורות ל-GQD, גנים הקשורים ל-UC שזוהו מביטוי שונה ו-WGCNA, וקבוצת הגנים הקשורה ל-PANoptosis. יחסי חפיפה הוצגו באמצעות דיאגרמת ון. הגנים המצטלבים נשלחו למאגר אינטראקציה בין חלבון לחלבון (PPI), וזוגות אינטראקציה עם ציון ביטחון ≥ 0.4 נשמרו. רשת ה-PPI שנוצרה יוצאה והוצגה בפלטפורמת ניתוח רשת. שלב PPI מוצלח הוגדר על ידי נוכחות רשת מחוברת הכוללת את רוב הגנים המצטלבים, ולא רק צמתים מבודדים. ניתוח העשרה פונקציונלית, כולל אנליזה של אונטולוגיית גנים (GO) ואנציקלופדיית קיוטו של גנים וגנומים (KEGG), בוצע ב-R כאשר q < 0.05 כסף המובהקות. תנאים או מסלולים שלא עמדו בסף זה הוצאו. התהליכים הביולוגיים והנתיבי האיתות העשירים ביותר סוכמו כדי להסיק את המנגנון הפוטנציאלי שבאמצעותו GQD עשויה לווסת את UC. גרפים ברים וגרפים בועות נוצרו כתוצרים ביניים כדי לוודא האם תוצאות ההעשרה נשלטות על ידי מסלולים הקשורים לדלקת, חיסון או פציעות אפיתליות, כפי שמצפים מההקשר הביולוגי.

ניתוח דפוסי ביטוי, לוקליזציה כרומוזומלית ומתאמים

רמות הביטוי של הגנים המשותפים הושוו בין קבוצות ה-UC לקבוצת הביקורת באמצעות תהליך הדמיה סטנדרטי של הבעה שונה ב-R. נוצרו תרשימי קופסה ומפות חום, ו-P < 0.05 נחשב מובהק סטטיסטית. רק גנים עם כיוון ביטוי ניתן לפרשנות והתנהגות עקבית לאורך קבוצת ההכשרה נשמרו להערכה מכנית מאוחרת יותר. מיקומי כרומוזומים של גנים ליבה נבחרים מופו לאחר עיצוב קבצי האנווטציה של הגנים למבנה הקלט הנדרש, והמיקומים הגנומיים הוצגו באמצעות תהליך גרוטינג כרומוזומים מעגלי. מטריצות קורלציה בין גנים ליבה חושבו לאחר מכן באמצעות ניתוח מתאם זוגי. התוצאה הצפויה של שלב זה הייתה זיהוי זוגות גנים המציגים דפוסי ביטוי מתואמים שיכולים לתמוך בוויסות משותף או באינטראקציה פונקציונלית.

בנייה והערכה של מודלים של למידת מכונה

פיתוח מודלים אבחנתיים בוצע באמצעות קבוצת ההדרכה המאוחדת (GSE87466 + GSE92415), בעוד GSE16879 ו-GSE87473 שימשו כמאגרי נתונים חיצוניים עצמאיים לאימות חיצוני. שנים-עשר אלגוריתמים ללמידת מכונה - Lasso, Ridge, Stepglm, XGBoost, Random Forest, Enet, plsRglm, GBM, NaiveBayes, LDA, glmBoost ו-SVM - שימשו ליצירת 113 שילובי מודלים, 26. בוצעה אימות צולב פי עשרה בתוך קבוצת ההכשרה. בכל קיפול בוצעו הדרכת מודלים, בחירת תכונות והערכת ביצועים באמצעות אותה לוגיקת חלוקה של אימון/בדיקות כדי למנוע דליפת מידע. ביצועי המודל הוערכו בעיקר לפי השטח שמתחת לעקומת מאפיין ההפעלה של המקלט (AUC). המודל האופטימלי הוגדר כמודל עם ממוצע ה-AUC הגבוה ביותר בין מאגרי הנתונים של האימון והוולידציה, ולא כ-AUC האימון הגבוה ביותר בלבד. מודלים שהראו AUC אימון גבוה מאוד אך ביצועי אימות חיצוניים ירודים לא נשמרו. נוצרו עקומות ROC לכל מודל שנשמר, ונבנתה נומוגרמה מהסמנים הביולוגיים הסופיים שנבחרו. שלב מודל מוצלח הוגדר על ידי ביצועי אימות צולב יציבים ושימור יכולת הבחנה במאגרי הנתונים החיצוניים.

ביצועי GSVA וביטוי גנים מרכזיים בפרופיל

ניתוח שונות של מערך גנים (GSVA) בוצע כדי להשוות העשרת מסלולים בין קבוצות ביטוי גבוה לקבוצות ביטוי נמוך, המוגדרות לפי ערך הביטוי החציוני של כל גן ליבה. P < 0.05 מותאם שימש כחיתוך להבדלים משמעותיים במסלולים. מסלולים שלא עמדו בסף זה הוצאו מפרשנות. נוצרו מפות חום וגרפים של קורלציה כדי להמחיש פעילות מסלולים ודפוסי ביטוי משותף. הצלחה בינונית של שלב זה הועלתה על ידי פרופילי העשרה התואמים לדיסרולציה דלקתית, חיסונית או מטבולית הרלוונטית ל-UC.

ניתוח הנוף החיסוני ובניית רשת ceRNA

הרכב תאי המערכת החיסונית הוערך באמצעות אלגוריתם דה-קונבולוציה עם 1,000 פרמוטציות. דגימות שלא עמדו בקריטריון המשמעות של דה-קונבולוציה פנימית הוצאו מניתוח מתאם חיסוני מאוחר יותר. להשלמת ניתוח זה, נעשה שימוש גם בניתוח העשרת קבוצות גנים חד-דגימית (ssGSEA) להערכת דפוסי חדירה חיסונית. לאחר מכן חושבו והוצגו מתאמים בין חלקי תאי החיסון לביטוי הגנים המרכזי. לצורך בניית רשת ceRNA, זוהו miRNA המיקוד ב-mRNA הליבה ממאגרי אינטראקציה זמינים לציבור, ו-lncRNA מועמדים האינטראקטיביים עם miRNA אלו נבדקו לאחר מכן. נשמרו רק אינטראקציות הנתמכות על ידי רשומות חיזוי או הערות במסד נתונים. רשת הרגולציה mRNA-miRNA-lncRNA הוצגה בפלטפורמת ניתוח רשת. התפוקה הצפויה של שלב זה הייתה רשת ceRNA מובנית עם רגולטורים ביולוגיים סבירים במעלה הזרם המקושרים לגנים המרכזיים.

ביצועי ניתוח תא יחיד

GSE214695 מערך הנתונים של תא יחיד יובא ל-R והומור לאובייקטים חד-תאיים באמצעות תהליך ניתוח תא יחיד סטנדרטי. בקרת איכות בוצעה על ידי סינון תאים לפי מדדים סטנדרטיים, כולל תאים בעלי תכונות נמוכות, טיפות פוטנציאליות ריקות, ותאים עם איכות תמלול ירודה. תאים שעברו בקרת איכות ננורמו, ו-2,000 הגנים המשתנים ביותר נבחרו לניתוח רכיבים עיקריים. המרכיבים העיקריים שתרמו שונות ביולוגית משמעותית נשמרו לאשכולות לא מפוקחים, ו-UMAP שימש להמחשה דו-ממדית. גני סמן אשכולות זוהו באמצעות ניתוח ביטוי שונה בין אשכולות. לאחר מכן בוצעה סיווג מסוג תא באמצעות סיווג מבוסס ייחוס, והאנוטציות הושוו מול ביטוי סמני קנוני כאשר הדבר האפשרי. שלב תא יחיד מוצלח הוגדר על ידי הפרדה ברורה של אוכלוסיות תאים עיקריות בגרף UMAP, גנים של סמנים ניתנים לפרשנות לכל אשכול27, והערות עקביות של סוגי התאים החיסוניים והסטרומליים הרלוונטיים ל-UC.

ביצוע ניתוח אקראיות מנדלי

בוצעה רנדומיזציה מנדלית דו-מדגמית (MR) להערכת קשרים סיבתיים אפשריים בין ביטוי הגנים המרכזיים לרגישות ל-UC. משתנים אינסטרומנטליים הופקו ממאגרי נתוני מוקדי תכונות כמותיות של ביטוי, וסטטיסטיקות סיכום מחקר אסוציאציה כלל-גנומי של UC שימשו כמערך הנתונים לתוצאות. SNPs נבדקו לפי קריטריוני בקרת איכות סטנדרטיים של MR, כולל רלוונטיות לתכונת החשיפה והסרת וריאנטים עמומים או כפולים כאשר נדרש על ידי הרמוניזציה. שיטת השונות ההפוכה שימשה כאומדת סיבתית ראשית. מבחן Q של קוקרן יושם להערכת הטרוגניות. ניתוחי MR-Egger ו-MR-PRESSO שימשו כניתוחי רגישות להערכת וכאשר נדרש, תיקון פליאוטרופיה אופקית. שלב MR מוצלח הוגדר על ידי הרמוניזציה תקפה של מכשירים, היעדר הטרוגניות משמעותית או פליאוטרופיה28, והערכות עקביות כיוונית בין שיטות MR משלימות.

ביצוע עגינה מולקולרית של תרכובות מועמדות

מבנים תלת-ממדיים של חלבוני מטרה התקבלו מבנק נתוני החלבונים, ומבני ליגנדים התקבלו ממאגר מולקולות קטנות ציבורי. לפני העגינה, חלבונים וליגנדים עובדו מראש על ידי הסרת מולקולות מים בעת הצורך, הוספת מימן, הגדרת סוגי אטומים והמרת פורמטים של קבצים הנדרשים לעגינה. העגינה בוצעה לאחר מכן באמצעות תהליך עגינה מולקולרית, ואנרגיות קישור חושבו עבור כל זוג ליגנדה-יעד. זיקות קשירה נמוכות מ-5 קק"ל למול פורשו כקשירה מועדפת, בעוד שערכים נמוכים מ-7 קקלורי/מול פורשו כקשירה יחסית חזקה. מפות חום של עגינה צוירו כדי להשוות דפוסי קישור גלובליים בין מטרות. הקונפורמציות המדורגות ביותר הוצגו בשלושה ממדים כדי לבחון קשרי מימן, אינטראקציות הידרופוביות וקרבה לשאריות. השלמה מוצלחת של שלב זה הוגדרה על ידי קבצי פלט עגינה יציבים, תנוחות ליגנד סבירות באזור הקישור המטרה, ואנרגיות קישור התואמות את תעדף המועמדים.

ביצוע אימות ניסויי in vivo

הכנת GQD

GQD הוכן מארבעה עשבי מרפא סיניים מסורתיים בכמויות גסות של תרופות: 24 גרם Puerariae Lobatae Radix (Gegen), 9 גרם Scutellariae Radix (Huangqin), 9 גרם Coptidis Rhizoma (הואנגליאנית), ו-6 גרם Glycyrrhizae Radix et Rhizoma (גנקאו). פרטים על החומרים הבוטניים ומקורותיהם מופיעים בטבלת החומרים. העשבים נטחנו לאבקה דקה, התערבבו היטב והושרו ב-390 מ"ל מים מזוקקים למשך שעה. התערובת הוטחה פעמיים. לתייבש הראשון, העשבים הושגו על חום גבוה ואז בושלו על אש נמוכה במשך 30 דקות. לאחר סינון דרך גזה, השאריות הורתחו מחדש עם נפח מים פי עשרה. שני הסינון שולבו ורוכזו באמבט מים עד לריכוז תרופה גולמי סופי של 5 גרם למ"ל. התמצית סיננתה, התקררה ונשמרה בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס עד לשימוש.

הקמת מודל העכבר UC המושר על ידי DSS

במחקר זה שימשו שמונה-עשר עכברים זכרים מסוג BALB/c (בני 8 שבועות), וכל ההליכים אושרו על ידי ועדת האתיקה של אוניברסיטת צ'נגדו לרפואה סינית מסורתית (אישור מס' 2022-126). פרטים על מקור בעלי החיים מופיעים בטבלת החומרים. העכברים אוחסנו בתנאים מסוימים ללא פתוגנים בטמפרטורה של 20–22 מעלות צלזיוס ולחות של 55% במחזור אור/חושך של 12 שעות. לאחר תקופת הסתגלות של שבוע, החיות חולקו באקראי לשלוש קבוצות (n = 6 לכל קבוצה): NC, UC ו-GQD. קבוצת NC קיבלה מים סטריליים לשתייה לאורך כל הניסוי, בעוד שקבוצות UC ו-GQD קיבלו 1.5% (עם משקל דקסטרן סולפט) נתרן (MW 36-50 kDa) במי שתייה במשך 5 ימים רצופים, ואחריהם 2 ימים של מים רגילים. מחזור זה חזר על עצמו שלוש פעמים כדי לבסס קוליטיס כרוני. במהלך תקופת ההתערבות, קבוצות NC ו-UC קיבלו 200 מיקרוליטר של 0.5% נתרן קרבוקסימתיל צלולוז, בעוד שקבוצת GQD קיבלה GQD פעמיים ביום.

המרשם הקליני ל-GQD כלל 24 גרם גגן, 9 גרם חואנגצ'ין, 9 גרם חואנגליאן ו-6 גרם גנקאו, המקביל לכמות תרופה גולמית כוללת של 48 גרם ליום למבוגרים. בהנחה שמשקל גוף מבוגר סטנדרטי של 60 ק"ג, המינון המקביל למבוגרים היה 0.8 גרם/ק"ג/יום. בהתבסס על מקדם ההמרה המקובל בין אדם לעכבר של 1:12, המינון המקביל לעכבר היה 9.6 גרם לק"ג/יום. לפי יחס מינונים נמוכים, בינוניים וגבוהים שנקבע מראש של 1:2:4, המינונים המחושבים היו 9.6, 19.2 ו-38.4 גרם לק"ג/יום, בהתאמה. בהתחשב בחומרת ובהתמדה של דלקת המעי הגס במודל הקוליטיס המושרה על ידי DSS, נבחר משטר המינון הגבוה כדי להבטיח התערבות פרמקולוגית מספקת במהלך אימות in vivo. כדי לתמוך בחשיפה תרופתית מספקת במהלך שלב הדלקת הפעיל, המנה היומית הכוללת של 38.4 גרם/ק"ג/יום חולקה לשתי זריקות שוות. במהלך הניסוי, משקל הגוף, עקביות הצואה ודימום רקטלי נבדקו מדי יום. בסיום הפרוטוקול, עכברים הושמתו ונאספו רקמות מעי גס לניתוחים נוספים.

הערכת מדד משקל גוף ופעילות מחלות

משקל הגוף נרשם מדי יום והוא מוצג כאחוז ממשקל הגוף ההתחלתי ביום 0. חומרת המחלה הוערכה באמצעות מדד פעילות המחלה (DAI), שכלל שלושה פרמטרים: ירידה במשקל, עקביות בצואה ודימום רקטלי. כל פרמטר דורג באופן עצמאי בסולם של 0–4 בהתאם לחומרת התסמינים הקליניים, כאשר ציונים גבוהים יותר הצביעו על פעילות מחלה חמורה יותר. ה-DAI הסופי חושב כממוצע של שלושת הציונים האישיים, והניב ציון כולל שנע בין 0 ל-4. בקצרה, ציון של 0 הצביע על חוסר חריגה, בעוד שציונים של 1–4 שיקפו ירידה הולכת וגדלה במשקל, עקביות צואה רפויה יותר ודימום רקטלי חמור יותר. קריטריוני הניקוד המפורטים מוצגים בטבלה 1.

ביצוע צביעת H&E וחישוב מדד הפעילות ההיסטולוגית

להערכה היסטולוגית, רקמות המעי הגס קיבעו ב-4% פאראפורמלדהיד, יובשו באמצעות אתנול מדורג, הוטמעו בפרפין, וחתכו בעובי של 4 מיקרון. החלקים עברו דה-פרפין, התייבשו מחדש, צובקו בהמטוקסילין, צובעו נגד באאוזין, יובשו, נוקו והותקנו. תמונות היסטולוגיות נצפו באמצעות מיקרוסקופ שדה בהיר ונסרקו באמצעות מערכת סריקת שקופיות. מידע ספציפי על ציוד מופיע בטבלת החומרים. הפגיעה ההיסטופתולוגית הוערכה על פי שלושה פרמטרים, כולל התרוקנות תאי הגביע, נזק מבני הקריפטה וחדירת תאים דלקתיים. כל פרמטר דורג לפי דרגת הפגיעה ברקמה, וסכום שלושת ציוני הפרמטרים הוגדר כמדד פעילות היסטולוגי (HAI), הנע בין 0 ל-10, כפי שמסוכם בטבלה 2. לכימות תאי הגביע, נותחו חמישה שדות לא חופפים שנבחרו באקראי בכל מקטע בהגדלה של 400× מספר תאי הגביע בכל שדה נספר ידנית בצורה עיוורת, והספירה הממוצעת לשדה חושבה עבור כל חלק מעי גס מייצג.

ביצוע צביעה אימונוהיסטוכימית

לאחר דה-פרפיניזציה וההידרציה מחודשת, חתכי הרקמה עברו שאיבת אנטיגן עם 0.1% טריפסין ב-37 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, ולאחר מכן דגירה עם 3% מי חמצן לחסימת פעילות פרוקסידאז אנדוגנית. המקטעים נדגרו במהלך הלילה בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס עם נוגדנים ראשוניים נגד STAT3 (1:200, HUABIO, ET1605-45), TIMP1 (1:1000, Proteintech, 26847-1-AP), SPHK2 (1:500, Proteintech, 17096-1-AP), ו-HSPA5 (1:1000, טכנולוגיית איתות תאי, #3177), מדוללים ב-1% BSA. פרטים על הנוגדנים ומקורותיהם מופיעים בטבלת החומרים. לאחר שטיפה עם PBS, החתכים הודגרו עם הנוגדן המשני המתאים (1:2000) בטמפרטורת החדר למשך 1.5 שעה. אימונואקטיביות הוצגה באמצעות תגובת זיהוי כרוגני, והגרעינים צוברו נגד בהמטוקסילין. ניתוח תמונה כמותי בוצע באמצעות תוכנת ניתוח תמונה המפורטת בטבלת החומרים.

ביצוע ניתוח qRT-PCR

סך ה-RNA הופק באמצעות תגובת חילוץ RNA מבוסס פנול והועתק הפוך באמצעות ערכת סינתזת cDNA בגדיל ראשון. תמלול הפוך בוצע בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות, 55 מעלות צלזיוס ל-15 דקות, ו-85 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות. לאחר מכן בוצע qRT-PCR באמצעות מערכת PCR בזמן אמת ותערובת SYBR Green qPCR. תנאי ההגברה היו כדלקמן: דנאטורציה ראשונית ב-95 מעלות צלזיוס למשך 60 שניות, ואחריה 40 מחזורים ב-95 מעלות צלזיוס למשך 15 שניות, 60 מעלות צלזיוס ל-15 שניות, ו-72 מעלות צלזיוס למשך 45 שניות. רצפי פריימר עוצבו באמצעות תוכנת עיצוב פריימר ומופיעים בטבלה 3. GAPDH שימש כהתייחסות פנימית, ורמות הביטוי היחסיות של mRNA חושבו באמצעות שיטת 2^-ΔΔCt . כל דגימה נותחה בשלושה עותקים, וכל ניסוי חזר על עצמו לפחות שלוש פעמים. פרטים על המגבים, הכלים והתוכנה מסופקים בטבלת החומרים.

ביצוע ניתוח הכתמים המערביים

רקמות המעי הגס הומוגניזציה בבופר ליזיס המכיל מעכב פרוטאז על קרח ועברו ליזה יסודית במשך שעתיים. ריכוזי החלבון נקבעו באמצעות ערכת בדיקת חלבון. כמויות שוות של חלבון עורבבו עם בופר עומס, עברו דנטור לפני האלקטרופורזה, הופרדו על ידי 10% SDS-PAGE, והועברו לממברנות PVDF ב-100 וולט למשך שעה. לאחר חסימה עם חלב דל שומן של 5% למשך שעה בטמפרטורת החדר, הממברנות נדגרו במהלך הלילה בטמפרטורה של 4°C עם נוגדנים ראשוניים של ארנבים נגד STAT3 (1:200, HUABIO, ET1605-45), TIMP1 (1:1000, Proteintech, 26847-1-AP), SPHK2 (1:500, Proteintech, 17096-1-AP), HSPA5 (1:1000, טכנולוגיית איתות תאים, #3177), ו-GAPDH בדילול העבודה המתאימה. לאחר שטיפה עם TBST (20 mM Tris, 150 mM NaCl, 0.1% Tween-20; pH 7.4), הממברנות נדגרו עם הנוגדן המשני המתאים (1:5000) בטמפרטורת החדר למשך שעה. רצועות החלבון הוצגו באמצעות תגובת גילוי כימילומינסצנטי. עוצמות הרצועות נותחו באמצעות תוכנת ניתוח תמונה, ורמות הביטוי של חלבוני המטרה נורמלו ל-GAPDH. המשקל המולקולרי הצפוי של החלבונים שזוהו היה כ-88 kDa עבור STAT3, 21 kDa עבור TIMP1, 28 kDa עבור SPHK2, 70 kDa עבור HSPA5, ו-36 kDa עבור GAPDH. פרטים על הנוגדנים, הממברנות, המגיבים והתוכנה מסופקים בטבלת החומרים. שמות מוצרים ספציפיים, יצרנים, מספרי קטלוג, דגמי מכשירים ופרטי תוכנה מסופקים בטבלת החומרים, בעוד שתיאורים כלליים משמשים בטקסט הראשי לשיפור הנייטרליות והיישום הכללי.

ביצועי ניתוח סטטיסטי

הנתונים מוצגים כסטיית תקן ממוצעת ±. הבדיקות הסטטיסטיות בוצעו באמצעות תוכנה סטטיסטית. ANOVA חד-כיווני ואחריו מבחן פוסט-הוק של טוקי שימש להשוואות רב-קבוצתיות. ערך P ≤ 0.05 נחשב מובהק סטטיסטית.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

רכישת מערכי נתונים GEO וזיהוי גנים הקשורים ל-UC

כדי לחקור שינויים בביטוי גנים ב-UC, התקבלו שני מערכי נתונים טרנסקריפטומיים - GSE87466 ו-GSE92415 - ממסד הנתונים GEO תוך שימוש במונח "קוליטיס כיבית" כמונח חיפוש, עם קריטריוני בחירה שכללו סוג מערך נתונים, אנוטציה ברורה של מחלה/ביקורת, וגודל מדגם מספק. מאגרי הנתונים הללו כללו 140 מקרים של UC ו-42 ביקורת בריאה. דגימות ללא תוויות פנוטיפ חד-משמעיות או פרופילי ביטוי תקפים הוצאו לפני האינטגרציה במורד הזר...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

קוליטיס כיבית (UC) היא מחלה כרונית ואידיופתית דלקתית במעי, המשפיעה בעיקר על רירית המעי הגס, ומאופיינת בדלקת מתמשכת או אפיזודית. המחלה מפחיתה משמעותית את איכות חייו של המטופלים ומגבירה את הסיכון לפתח קרצינומה של המעי הגס. למרות שהשכיחות העולמית שלו עולה בהתמדה, האטיולוגיה המדויקת והמנגנונים הבסיסיים נותרו מובנים רק חלקית. אפשרויות הטיפול הנוכחיות לעיתים מניבות תוצאות לא אופטימליות ולרוב מלוויות בתופעות לוואי, מה שמדגיש את הצורך הקריטי בגישות טיפוליות יעילות יותר. מחקרים מצטברים מדגישים את...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים ידועים או מערכות יחסים אישיות שיכולות להיראות כמשפיעות על העבודה המדוונת במאמר זה.

תודות

המחברים גם מודים למאגר הנתונים של GEO על גישה פתוחה לנתונים ולסוקרים על הערותיהם הבנות.

מימון: עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (81973684, 82174358), קרן המדע הטבעי של מחוז סצ'ואן (2023NSFSC1760, 2025ZNSFSC1834), פרויקט מיוחד למחקר ברפואה סינית מסורתית של מנהל הרפואה הסינית המסורתית של מחוז סצ'ואן (2023MS365, 2020JC0094), וקרן החדשנות המשותפת של ועדת הבריאות של צ'נגדו ואוניברסיטת צ'נגדו לרפואה סינית מסורתית (WXLH202402019, WXLH202403012, WXLH202501238, WXLH202501201).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
פוראריה לובאטה רדיקססצ'ואן נאוטוס לרפואה סינית מסורתית בע"מ.NTC-001חומר צמחי להכנת GQD
Scutellariae Radixסצ'ואן נאוטוס לרפואה סינית מסורתית בע"מ.NTC-002חומר צמחי להכנת GQD
קופטידיס ריזומהסצ'ואן נאוטוס לרפואה סינית מסורתית בע"מ.NTC-003חומר צמחי להכנת GQD
Glycyrrhizae Radix et Rhizomaסצ'ואן נאוטוס לרפואה סינית מסורתית בע"מ.NTC-004חומר צמחי להכנת GQD
עכברים BALB/c, זכר, בן 8 שבועותבייג'ינג HFK Bioscience Co., Ltd.לא זמיןבעלי חיים ניסיוניים
דקסטרן סולפט נתרן (DSS), MW 36-50 kDaביומדיקל MP160110תגובת קוליטיס שמעוררת קוליטיס
נתרן קרבוקסימתיל צלולוזסיגמא-אלדריץ', סנט לואיס, מיזורי, ארה"בC5678כלי לניתוח אוראלי
פאראפורמלדהידסיגמא-אלדריץ', סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב158127קיבוע רקמות
המטוקסיליןסיגמא-אלדריץ', סנט לואיס, מיזורי, ארה"בH9627כתם גרעיני
אאוסיןסיגמא-אלדריץ', סנט לואיס, מיזורי, ארה"בE4009נגד-צבע להיסטולוגיה
מיקרוסקופ שדה בהירניקוןאקליפס 80iתצפית היסטולוגית
מערכת סריקת שקופיות3DHISTECH בע"מ.פנורמה 250רכישת תמונות שקופית שלמה דיגיטלית
טריפסיןגיבקו, קרלסבד, קליפורניה, ארה"ב25200-056תגובת שחזור אנטיגנים
מי חמצןסיגמא-אלדריץ', סנט לואיס, מיזורי, ארה"בH1009חסימת פעילות פרוקסידאז אנדוגנית
אלבומין סרום בקר (BSA)סיגמא-אלדריץ', סנט לואיס, מיזורי, ארה"בA7906מדלל נוגדנים / מגיב חוסם
נוגדן ראשי אנטי-STAT3, ארנבטכנולוגיית איתות סלולרי9139נוגדן ראשי ל-IHC/WB
נוגדן ראשוני נגד TIMP1, ארנבאבקאםAB211925נוגדן ראשי ל-IHC/WB
נוגדן ראשי נגד SPHK2, ארנבאבקאםab187030נוגדן ראשי ל-IHC/WB
נוגדן ראשוני נגד HSPA5, ארנבטכנולוגיית איתות סלולרי3177נוגדן ראשי ל-IHC/WB
נוגדן ראשוני נגד GAPDH, ארנבאבקאםab9485בקרת טעינה עבור WB
נוגדן משני נגד ארנב עזYeasen Biotechnology33201נוגדן משני ל-IHC/WB
מגיב גילוי כרומוגניBeyotime Biotechnology [Shanghai] Co., Ltd., שנחאי, סיןP0202התפתחות אותות לאימונוהיסטוכימיה
תוכנת ניתוח תמונותסייברנטיקה של מדיהImage-Pro Plus 7.0כימות של צביעה ועוצמת רצועה
תגובת חילוץ RNA מבוססת פנולInvitrogenריאגנט טריזול, 15596026חילוץ RNA כולל
ערכת סינתזת cDNA לגדיל ראשוןביוטכנולוגיה ביוטייםDRR047Aתעתיק הפוך
מערכת PCR בזמן אמתמערכות ביולוגיות יישומיותABI פריזמה 7300הגברה כמותית של PCR
תערובת SYBR Green qPCRביוטכנולוגיה ביוטייםDRR420Aמגיב גילוי qPCR
תוכנת עיצוב ראשוניPremier Biosoft International, פאלו אלטו, קליפורניה, ארה"בפריימר 5.0עיצוב פריימר
מאגר ניתוק RIPAביוטכנולוגיה ביוטייםP0013Bתגובת חילוץ חלבון
מעכב פרוטאז (PMSF)ביוטכנולוגיה ביוטייםST506הגנה מפני חלבון במהלך הליזה
ערכת בדיקת חלבון BCAביוטכנולוגיה ביוטייםP0010כימות חלבונים
ממברנת PVDFמרק מיליפורIPVH00010ממברנת העברת חלבון
מחזור / מערכת גילוי כימילומינסצנטיתרמו פישר סיינטיפיק32106זיהוי אות עבור כתם מערבי
תוכנה סטטיסטיתIBMSPSS 23.0ניתוח סטטיסטי

מקורות

  1. Kobayashi, T., Siegmund, B., Le Berre, C., et al. Ulcerative colitis. Nat Rev Dis Primers. 6 (1), 74 (2020).
  2. Bu, S., Cheng, X., Chen, M., et al. Ulcerative colitis: advances in pathogenesis, biomarkers, and therapeutic strategies. Pharmgenomics Pers Med. 18, 219-238 (2025).
  3. Wetwittayakhlang, P., Golovics, P. A., Gonczi, L., et al. Stable incidence and risk factors of colorectal cancer in ulcerative colitis: a population-based cohort between 1977-2020. Clin Gastroenterol Hepatol. 22 (1), 191-193.e3 (2024).
  4. Catalano, M., Mini, E., Nobili, S., et al. Ulcerative colitis and colorectal cancer: pathogenic insights and precision strategies for prevention and treatment. World J Gastrointest Oncol. 17 (10), 108514 (2025).
  5. Raine, T., Bonovas, S., Burisch, J., et al. ECCO guidelines on therapeutics in ulcerative colitis: medical treatment. J Crohns Colitis. 16 (1), 2-17 (2022).
  6. Singh, S., Loftus, E. V., Limketkai, B. N., et al. AGA living clinical practice guideline on pharmacological management of moderate-to-severe ulcerative colitis. Gastroenterology. 167 (7), 1307-1343 (2024).
  7. Wu, B., Su, S., Li, Y., et al. Dysregulated programmed cell death of intestinal epithelial cells in ulcerative colitis: molecular mechanisms and novel therapeutic interventions (review). Int J Mol Med. 56 (6), 230 (2025).
  8. Upmanyu, K., Upadhyay, S. Wiring and rewiring PANoptosis: molecular vulnerabilities for targeting inflammatory cell death in human disease. Cytokine Growth Factor Rev. 86, 1-16 (2025).
  9. Jiang, Y., Qiang, Z., Liu, Y., et al. Diverse functions of NLRP3 inflammasome in PANoptosis and diseases. Cell Death Discov. 11 (1), 389 (2025).
  10. Wang, J. M., Yang, J., Xia, W. Y., et al. Comprehensive analysis of PANoptosis-related gene signature of ulcerative colitis. Int J Mol Sci. 25 (1), 348 (2023).
  11. Ji, Y., Li, P., Ning, T., et al. PANoptosis-related genes: molecular insights into immune dysregulation in ulcerative colitis. J Gastroenterol Hepatol. 40 (1), 177-191 (2025).
  12. Ye, Z., Deng, M., Yang, Y., et al. Epithelial mitochondrial fission-mediated PANoptosis is crucial for ulcerative colitis and its inhibition by saquinavir through Drp1. Pharmacol Res. 210, 107538 (2024).
  13. Liang, Y., Li, Y., Lee, C., et al. Ulcerative colitis: molecular insights and intervention therapy. Mol Biomed. 5 (1), 42 (2024).
  14. Hu, Y., Tang, J., Xie, Y., et al. Gegen Qinlian decoction ameliorates TNBS-induced ulcerative colitis by regulating Th2/Th1 and Tregs/Th17 cells balance, inhibiting NLRP3 inflammasome activation and reshaping gut microbiota. J Ethnopharmacol. 328, 117956 (2024).
  15. Wang, Y., Yan, R., Ye, L., et al. Gegen Qinlian decoction ameliorated DSS-induced colitis by attenuating inflammation, restoring intestinal mucosal barrier and modulating gut microbiota. J Inflamm Res. 18, 8065-8084 (2025).
  16. Zhai, Y., Liu, L., Zhang, F., et al. Network pharmacology: a crucial approach in traditional Chinese medicine research. Chin Med. 20 (1), 8 (2025).
  17. Cui, G., Li, M., Guo, W., et al. AI driven network pharmacology: multi-scale mechanisms of traditional Chinese medicine from molecular to patient analysis. Comput Struct Biotechnol J. 27, 5087-5104 (2025).
  18. Wu, J., Zhang, F., Li, Z., et al. Integration strategy of network pharmacology in traditional Chinese medicine: a narrative review. J Tradit Chin Med. 42 (3), 479-486 (2022).
  19. Panossian, A. Trends and pitfalls in the progress of network pharmacology research on natural products. Pharmaceuticals (Basel). 18 (4), 538 (2025).
  20. Li, K., Strauss, R., Ouahed, J., et al. Molecular comparison of adult and pediatric ulcerative colitis indicates broad similarity of molecular pathways in disease tissue. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 67 (1), 45-52 (2018).
  21. Sandborn, W. J., Feagan, B. G., Marano, C., et al. Subcutaneous golimumab induces clinical response and remission in patients with moderate-to-severe ulcerative colitis. Gastroenterology. 146 (1), 85-e15 (2014).
  22. Zhou, Z., Cao, J., Liu, X., et al. Evidence for the butyrate metabolism as key pathway improving ulcerative colitis in both pediatric and adult patients. Bioengineered. 12 (1), 8309-8324 (2021).
  23. Arijs, I., De Hertogh, G., Lemaire, K., et al. Mucosal gene expression of antimicrobial peptides in inflammatory bowel disease before and after first infliximab treatment. PLoS One. 4 (11), e7984 (2009).
  24. Yang, M., Chen, J. L., Xu, L. W., et al. Navigating traditional chinese medicine network pharmacology and computational tools. Evid Based Complement Alternat Med. 2013, 731969 (2013).
  25. Kong, X., Liu, C., Zhang, Z., et al. BATMAN-TCM 2.0: an enhanced integrative database for known and predicted interactions between traditional Chinese medicine ingredients and target proteins. Nucleic Acids Res. 52 (D1), D1110-D1120 (2024).
  26. Zhang, H., Zhang, H., Yang, H., et al. Machine learning-based integrated identification of predictive combined diagnostic biomarkers for endometriosis. Front Genet. 14, 1290036 (2023).
  27. Chen, B., Khodadoust, M. S., Liu, C. L., et al. Profiling tumor infiltrating immune cells with CIBERSORT. Methods Mol Biol. 1711, 243-259 (2018).
  28. Burgess, S., Thompson, S. G. Interpreting findings from Mendelian randomization using the MR-Egger method. Eur J Epidemiol. 32 (5), 377-389 (2017).
  29. Feuerstein, J. D., Cheifetz, A. S. Ulcerative colitis: epidemiology, diagnosis, and management. Mayo Clin Proc. 89 (11), 1553-1563 (2014).
  30. Gros, B., Kaplan, G. G. Ulcerative colitis in adults: a review. JAMA. 330 (10), 951-965 (2023).
  31. Wang, M., Fu, R., Xu, D., et al. Traditional Chinese medicine: a promising strategy to regulate the imbalance of bacterial flora, impaired intestinal barrier and immune function attributed to ulcerative colitis through intestinal microecology. J Ethnopharmacol. 318 (Pt A), 116879 (2024).
  32. Naito, Y., Takagi, T. Role of gut microbiota in inflammatory bowel disease pathogenesis. J Clin Biochem Nutr. 75 (3), 175-177 (2024).
  33. Su, M., Tang, T., Tang, W., et al. Astragalus improves intestinal barrier function and immunity by acting on intestinal microbiota to treat T2DM: a research review. Front Immunol. 14, 1243834 (2023).
  34. Sun, X., Yang, Y., Meng, X., et al. PANoptosis: mechanisms, biology, and role in disease. Immunol Rev. 321 (1), 246-262 (2024).
  35. Wu, Y., Fang, Y., Li, Y., et al. A network pharmacology approach and experimental validation to investigate the anticancer mechanism of Qi-Qin-Hu-Chang formula against colitis-associated colorectal cancer through induction of apoptosis via JNK/p38 MAPK signaling pathway. J Ethnopharmacol. 319 (Pt 3), 117323 (2024).
  36. Liu, B., Piao, X., Niu, W., et al. Kuijieyuan decoction improved intestinal barrier injury of ulcerative colitis by affecting TLR4-dependent PI3K/AKT/NF-κB oxidative and inflammatory signaling and gut microbiota. Front Pharmacol. 11, 1036 (2020).
  37. Lin, C., Zhou, Z., Zhang, L., et al. Gegen Qinlian decoction relieves ulcerative colitis via adjusting dysregulated Nrf2/ARE signaling. Evid Based Complement Alternat Med. 2022, 2934552 (2022).
  38. Chong, J., Chen, Z., Ma, J., et al. Mechanistic investigation and the optimal dose based on baicalin in the treatment of ulcerative colitis-a preclinical systematic review and meta-analysis. BMC Gastroenterol. 25 (1), 50 (2025).
  39. Li, X., Xu, S., Zhang, Y., et al. Berberine depresses inflammation and adjusts smooth muscle to ameliorate ulcerative colitis of cats by regulating gut microbiota. Microbiol Spectr. 10 (6), e0320722 (2022).
  40. Li, H., Fan, C., Lu, H., et al. Protective role of berberine on ulcerative colitis through modulating enteric glial cells-intestinal epithelial cells-immune cells interactions. Acta Pharm Sin B. 10 (3), 447-461 (2020).
  41. Jia, N., Meng, Y., Li, J., et al. Pharmacodynamic and pharmacokinetic study of Shaoyao Gancao decoction for repairing intestinal barrier damage in ulcerative colitis. Mol Immunol. 175, 132-142 (2024).
  42. Yu, T., Xie, Y., Wang, Z., et al. Quercetin ameliorates celiac-related intestinal inflammation caused by wheat gluten through modulating oxidative stress, Th1/Th2/Treg balance, and intestinal microflora structure. Food Funct. 15 (18), 9343-9356 (2024).
  43. Sun, W., Jia, J., Liu, G., et al. Polysaccharides extracted from old stalks of Asparagus officinalis L. improve nonalcoholic fatty liver by increasing the gut butyric acid content and improving gut barrier function. J Agric Food Chem. 73 (11), 6632-6645 (2025).
  44. Huang, R., Wang, K., Gao, L., et al. TIMP1 is a potential key gene associated with the pathogenesis and prognosis of ulcerative colitis-associated colorectal cancer. Onco Targets Ther. 12, 8895-8904 (2019).
  45. Tran, M. T. Identification of TIMP1-induced dysregulation of epithelial-mesenchymal transition as a key pathway in inflammatory bowel disease and small intestinal neuroendocrine tumors shared pathogenesis. Front Genet. 15, 1376123 (2024).
  46. Sukocheva, O. A., Lukina, E., McGowan, E., et al. Sphingolipids as mediators of inflammation and novel therapeutic target in inflammatory bowel disease. Adv Protein Chem Struct Biol. 120, 123-158 (2020).
  47. Gong, Z. Z., Li, T., Yan, H., et al. Exploring the autophagy-related pathogenesis of active ulcerative colitis. World J Clin Cases. 12 (9), 1622-1633 (2024).
  48. Gao, F., Zhu, F., Shuai, B., et al. Quercetin ameliorates ulcerative colitis by restoring the balance of M2/M1 and repairing the intestinal barrier via downregulating cGAS-STING pathway. Front Pharmacol. 15, 1351538 (2024).
  49. Elhefnawy, E. A., Zaki, H. F., El Maraghy, N. N., et al. Genistein and/or sulfasalazine ameliorate acetic acid-induced ulcerative colitis in rats via modulating INF-γ/JAK1/STAT1/IRF-1, TLR-4/NF-κB/IL-6, and JAK2/STAT3/COX-2 crosstalk. Biochem Pharmacol. 214, 115673 (2023).
  50. Qu, Y., Li, X., Xu, F., et al. Kaempferol alleviates murine experimental colitis by restoring gut microbiota and inhibiting the LPS-TLR4-NF-κB axis. Front Immunol. 12, 679897 (2021).
  51. Yao, X., Chen, Y., Li, Y., et al. Chrysin ameliorates dextran sulfate-induced ulcerative colitis in mice by modulating inflammation and gut microbiota. Int J Colorectal Dis. 40 (1), 57 (2025).
  52. Lu, J. Z., Ye, D., Ma, B. L. Constituents, pharmacokinetics, and pharmacology of Gegen-Qinlian decoction. Front Pharmacol. 12, 668418 (2021).
  53. Jiang, Z., Yan, M., Qin, Y., et al. Quercetin alleviates ulcerative colitis through inhibiting CXCL8-CXCR1/2 axis: a network and transcriptome analysis. Front Pharmacol. 15, 1485255 (2024).
  54. Helmy, S. A., Samaha, M. M., Abd El Salam, A. S. G., et al. Biotin/sulfasalazine combination therapy alleviates acetic acid-induced ulcerative colitis in rats via modulation of S1PR1/NF-κB/IL-23/STAT3/COX-2 axis. Sci Rep. 15 (1), 27037 (2025).
  55. Tang, L., Liu, Y., Tao, H., et al. Combination of Youhua Kuijie Prescription and sulfasalazine can alleviate experimental colitis via IL-6/JAK2/STAT3 pathway. Front Pharmacol. 15, 1437503 (2024).
  56. Yang, T., Ma, X., Wang, R., et al. Berberine inhibits IFN-γ signaling pathway in DSS-induced ulcerative colitis. Saudi Pharm J. 30 (6), 764-778 (2022).
  57. Wu, G. L., Li, L., Chen, X. Y., et al. Machine learning-based B cell-related diagnostic biomarker signature and molecular subtypes characteristic of ulcerative colitis. Aging (Albany NY). 16 (3), 2774-2788 (2024).
  58. Zhang, M., Li, X., Zhang, Q., et al. Roles of macrophages on ulcerative colitis and colitis-associated colorectal cancer. Front Immunol. 14, 1103617 (2023).
  59. Li, H., Wang, Z., Guan, Z., et al. UCFNNet: ulcerative colitis evaluation based on fine-grained lesion learner and noise suppression gating. Comput Methods Programs Biomed. 247, 108080 (2024).
  60. Wu, Y., Zeng, M., Jiao, X., et al. Protective effects of pollenin B in asthma: PPAR-γ-mediated regulation of inflammatory pathways and arachidonic acid metabolism. Phytomedicine. 145, 156975 (2025).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

עיכוב PANoptosisאנליזה מולטי-אומיקיתפרמקולוגיה של רשתותתרכובות ביו-אקטיביותביטוי גניםחדירה חיסוניתעגינה מולקולריתרשת אינטראקציות חלבונים
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.