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基于多组学网络分析与单细胞测序技术揭示绞股蓝治疗非酒精性脂肪肝病的关键靶点PIM1/TYMS/SLC29A1及其免疫调控机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月23日 来源:European Journal of Pharmaceutical Sciences 4.3
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本研究通过整合转录组学、网络药理学和单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术,筛选出绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)治疗非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的19个交叉靶基因,经机器学习鉴定PIM1、TYMS和SLC29A1为核心靶点。研究发现绞股蓝通过调控免疫细胞浸润(如CD8+ T细胞)及spliceosome/lysosome通路改善肝脂代谢,体外实验证实其显著降低HepG2细胞甘油三酯(TG)水平。该研究为NAFLD的精准治疗提供新靶点,发表于《European Journal of Pharmaceutical Sciences》。
非酒精性脂肪肝病(NAFLD)已成为全球最常见的慢性肝病,从单纯性脂肪变性到非酒精性脂肪性肝炎(NASH)乃至肝硬化的疾病谱,与肥胖、代谢综合征密切相关。据统计,全球患病率高达25.24%,而肥胖人群更是飙升至90%。更严峻的是,晚期NAFLD患者全因死亡率显著增加,主要死因包括心血管疾病、肝外恶性肿瘤和肝相关并发症。目前临床缺乏精准诊断标志物和特效药物,传统化学药物往往伴随明显副作用,因此从传统药用植物中寻找高效低毒的治疗方案成为研究热点。
福建医科大学的研究人员选择具有"南方人参"之称的绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)作为研究对象,这种葫芦科植物自明代以来就被记载具有降血脂、降血糖等功效。现代研究表明其可通过AMPK激活和TLR4/NF-κB通路抑制改善NAFLD,但具体分子机制尚不明确。为此,研究团队创新性地整合超高效液相色谱-质谱联用(UHPLC-MS/MS)、加权基因共表达网络分析(WGCNA)和单细胞测序等前沿技术,在《European Journal of Pharmaceutical Sciences》发表了突破性成果。
研究首先通过UHPLC-MS/MS鉴定出绞股蓝前20种活性成分(如人参皂苷Rg1、山奈酚等),结合GSE89632和GSE135251两个NAFLD转录组数据集,筛选出2,569个差异表达基因(DEGs)。利用WGCNA分析获得1,279个关键模块基因,与Swiss Target Prediction数据库预测的532个绞股蓝靶基因取交集,最终锁定19个交叉靶点。通过LASSO回归和SVM-RFE两种机器学习算法进一步筛选,发现PIM1、TYMS和SLC29A1在训练集和验证集中表达趋势一致:PIM1在NAFLD样本中下调,而TYMS和SLC29A1上调。基于这三个基因构建的列线图(nomogram)显示AUC达1(需注意可能存在过拟合),具有极强诊断价值。
基因集富集分析(GSEA)揭示这些靶点显著富集于剪接体(spliceosome)、溶酶体(lysosome)和嘌呤代谢通路。免疫浸润分析发现NAFLD样本中活化CD8+ T细胞、CD56bright NK细胞等浸润水平升高,且与PIM1负相关、与TYMS/SLC29A1正相关。单细胞测序数据GSE179886分析显示,NAFLD患者外周血中T细胞比例增加,且PIM1在T细胞、NKT细胞等免疫细胞簇中特异性高表达。细胞通讯网络提示单核细胞通过大量配体-受体对与其他免疫细胞交互,可能是调控枢纽。
体外实验验证环节极具说服力:在游离脂肪酸(FFA)诱导的HepG2、HuH7和QSG7701细胞脂肪变性模型中,绞股蓝提取物(5 mg/mL)使脂质积累减少52.5-58.6%,甘油三酯(TG)水平降低54.6-66.5%(p<0.0001)。RT-qPCR证实绞股蓝可逆转NAFLD相关基因表达异常——上调PIM1同时下调TYMS和SLC29A1,与生物信息学预测完全吻合。
这项研究的突破性在于首次揭示绞股蓝通过PIM1/TYMS/SLC29A1轴调控免疫微环境治疗NAFLD的分子机制。特别值得注意的是,PIM1作为原癌基因在肝病中的保护性作用为全新发现,其表达下降可能导致对CD8+ T细胞等免疫细胞的抑制解除,而绞股蓝通过人参皂苷Rg1等成分逆转这一过程。研究不仅为NAFLD提供新的诊断标志物和治疗靶点,也为传统中药的现代化研究范式做出示范——通过"活性成分-靶点-通路"多维网络解析,将经验性用药提升至精准医学层面。未来需扩大临床样本验证,并深入探究绞股蓝活性成分如何特异性调控这些靶点的表观遗传修饰。
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