《Current Opinion in Pharmacology》:Lipidomics-driven Insights into Acupuncture Mechanisms: From Dynamic Signaling Networks to Multidimensional Regulations
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该研究系统阐述脂质组学在解析针灸“代谢-免疫-神经”多维调控机制中的关键作用,揭示脂质网络作为机械刺激向生化信号转导的分子媒介。通过整合高分辨质谱、空间分析和单细胞平台等技术,构建了针灸穴位-脂质靶点-效应通路的精准三维图谱,重点突破脂质异构体检测与活体成像的技术瓶颈,为个性化针灸治疗提供生物标志物指导,推动系统生物学与传统医学的深度融合。
作者:阮茜(Xi Ruan)、周俊琦(Junqi Zhou)、宋立正(Lizhexiong Song)、胡长峰(Changfeng Hu)、胡轩明(Xuanming Hu)
单位:浙江中医药大学基础医学科学院,中国杭州,310053
摘要
本文综述了脂质组学在解析针灸多维调控机制中的关键作用,揭示了脂质网络作为将机械刺激转化为生化信号的重要“分子转换器”的角色。系统地阐述了脂质分子如何通过五维网络(包括代谢重编程、跨膜信号转导、免疫微环境调节、细胞死亡调节和神经表观遗传通讯)来介导针灸对“代谢-免疫-神经”系统的综合调控。通过结合先进的脂质组学技术(如高分辨率质谱、空间分析和单细胞平台)与多组学方法及人工智能驱动的预测建模,构建了精确的“针灸穴位-脂质靶点-效应通路”三维图谱。克服脂质异构体检测和体内脂质成像的技术挑战至关重要。这一进展将推动医学范式的转变,实现基于脂质生物标志物的精准个性化针灸和艾灸治疗,并突显了系统生物学与传统医学结合的科学价值。
引言
针灸作为中国传统医学的重要组成部分,在全球196个国家和地区得到了认可,是中华传统文化和传统医学的重要代表[1]。其核心科学价值在于通过局部机械刺激激活全身生物反应,在治疗慢性疼痛[2]、偏头痛[3]、哮喘[4]和消化系统疾病[5]等方面展现出独特的临床疗效。然而,从局部刺激到全身系统调节的多维机制一直是针灸推广和接受的主要障碍。许多传统研究仅关注单一分子靶点或线性信号通路,难以解释针灸从“穴位”到“整体”的复杂剂量效应关系:临床数据显示,同一针灸穴位刺激可引发从局部细胞微环境重塑到神经-内分泌-免疫网络重建的多层次效应[6],这受到患者体型、心理状态和生活方式等因素的影响,导致“黑箱效应”。脂质组学的兴起为这一挑战提供了创新的研究视角。作为细胞膜的结构基础、信号转导介质和代谢调控中心,脂质分子通过其空间和时间分布构成复杂的生物信息网络。最新研究表明,针灸刺激可触发特定的脂质分子簇[7],提示脂质网络可能作为将针灸信号从机械刺激转化为生化信号的“分子转换器”。
脂质组学功能维度与针灸机制
脂质筏是富含胆固醇、鞘脂和蛋白质的微结构域,为G蛋白偶联受体(GPCRs)等分子提供聚集平台,其动态变化直接影响细胞信号转导[8, 9]。研究表明,GPCR与G蛋白之间的相互作用受胆固醇等脂质筏支架蛋白的调控,这对正常的细胞信号转导至关重要[10]。
高分辨率质谱(HRMS)因其极高的准确性和宽广的动态范围,已成为解析针灸干预下脂质动态变化的重要技术[33, 34]。其中,鸟枪法脂质组学作为一种先进高效的分析技术,在脂质研究领域具有独特优势[35, 36??]。胡等人对电针治疗帕金森病的研究中就运用了该技术
挑战与转化医学前景
脂质组学在转化医学中具有巨大应用潜力,但其发展受到技术瓶颈的制约。提高脂质异构体和低丰度脂质的检测灵敏度仍是当前研究的重点。目前,传统质谱技术(如MS)在区分结构相似的脂质异构体和检测低丰度脂质方面仍存在明显局限。
结论
脂质组学揭示了针灸作为多维“代谢-免疫-神经”调节器的分子基础(见表2)。针灸通过调节多种脂质(如脂肪酸、二十烷酸类、神经酰胺/S1P、磷脂和溶血磷脂)对能量代谢、炎症免疫调节、细胞信号转导和神经调节产生综合效应。为实现基于个体差异的个性化针灸治疗
作者贡献
胡轩明(Xuanming Hu)、阮茜(Xi Ruan)、宋立正(Lizhexiong Song)和胡长峰(Changfeng Hu)共同构思了本文,阮茜(Ruan Xi)和周俊琦(Junqi Zhou)负责撰写全文。
资助来源
本研究得到了中国博士后科学基金(2023M733192)和浙江中医药大学2023年科研项目(2023JKZKTS09)的支持。
利益声明
作者声明不存在可能影响本文研究的利益冲突或个人关系。