《Letters in Drug Design & Discovery》：Noni essential oil may modulate the shared inflammatory network of atherosclerosis and psoriasis through the candidate target MMP9
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背景：动脉粥样硬化（AS）与银屑病（PsO）具有相似的炎症和免疫代谢特征；然而，其共享分子特征仍不明确。目的：探讨AS与PsO的共享分子特征及诺丽精油（NEO）的潜在调控作用。方法：基于AS和PsO的两个独立公共转录组数据集（GSE100927和GSE1335
背景：动脉粥样硬化（AS）与银屑病（PsO）具有相似的炎症和免疫代谢特征；然而，其共享分子特征仍不明确。目的：探讨AS与PsO的共享分子特征及诺丽精油（NEO）的潜在调控作用。方法：基于AS和PsO的两个独立公共转录组数据集（GSE100927和GSE13355），通过整合差异表达分析、加权基因共表达网络分析（WGCNA）、蛋白–蛋白相互作用（PPI）网络分析和最小绝对收缩和选择算子（LASSO）回归筛选共享候选基因。进一步整合气相色谱–质谱（GC–MS）分析、网络药理学、免疫浸润分析、单细胞分析、分子对接和分子动力学模拟，以研究NEO的候选成分和潜在靶点，并以GSE43292和GSE161683作为独立配对数据集验证MMP9表达差异。结果：共鉴定出AS与PsO的26个共享候选基因，主要涉及免疫细胞迁移、IL-17信号通路和细胞外基质重塑。MMP9在两个疾病的LASSO分析中均被共同筛选出，并在训练数据集中表现出较强判别性能，AS和PsO的表观AUC（曲线下面积）值分别为0.942和0.994。独立配对数据集分析显示，MMP9在AS斑块和PsO皮损中的表达高于相应配对组织。GC–MS在NEO中鉴定出23种挥发性成分，网络药理学鉴定出5个与共享候选基因重叠的靶点。单细胞分析提示MMP9主要表达于髓系免疫细胞相关簇的亚群。分子对接和分子动力学模拟提供计算证据表明辛酸和癸酸可能与MMP9形成相对稳定的预测复合物。结论：AS与PsO可能共享涉及IL-17相关炎症、髓系免疫细胞活化和细胞外基质重塑的特征。NEO及其代表性的中链脂肪酸成分可能参与调控MMP9相关炎症网络。然而，这些发现构成机制假设，需进一步实验验证。
动脉粥样硬化（AS，一种慢性免疫炎症性血管疾病）与银屑病（PsO，免疫介导的慢性炎症性皮肤病）均为慢性免疫介导炎症性疾病，AS是心血管疾病的重要病理基础，PsO为系统性炎症性皮肤病。二者共病不仅是临床重叠，还涉及慢性炎症、免疫失调和代谢紊乱等系统网络；PsO已被识别为AS及心血管事件的重要独立危险因素，即使校正高血压、糖尿病、吸烟和高脂血症等传统危险因素后，其风险仍升高。机制上，二者共享核因子κB（NF-κB，nuclear factor kappa B）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK，mitogen-activated protein kinase）、辅助性T细胞17（Th17）及IL-17（interleukin-17，白细胞介素17）/IL-23轴等通路；IL-17相关炎症与角质形成细胞活化、Th17扩增、内皮功能障碍、炎症细胞募集及脂质沉积相关。天然产物因多成分、多靶点特点在慢性炎症干预中具有优势，诺丽及其提取物具有抗炎、抗氧化和免疫调节作用，NEO挥发性成分以中链脂肪酸（MCFAs，medium-chain fatty acids）及其酯为特征，但其调控AS与PsO共享炎症网络的靶点和机制尚不明确。为此，研究人员整合AS和PsO公共转录组数据及多类计算分析，筛选共享候选基因并探讨NEO代表成分调控MMP9相关炎症网络的潜力；研究提出二者可能共享IL-17相关炎症、髓系免疫细胞活化和细胞外基质重塑特征，MMP9为值得进一步验证的候选效应分子，NEO中MCFAs可能参与MMP9相关炎症网络，但当前证据主要来自公共数据集和计算预测，属机制假设，需实验验证。方法概述（≤250字）：基于GEO公共数据，AS训练集GSE100927（69例病变、35例对照），配对验证集GSE43292（32对颈动脉斑块与肉眼完整动脉组织）；PsO训练集GSE13355（58例皮损、64例健康皮肤；58例非皮损未纳入该比较），配对验证集GSE161683（9对皮损与非皮损皮肤）。NEO样本为西沙采集后引种保存于中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州药用植物种质资源圃的诺丽（Morinda citrifolia L.）果实。关键技术：limma差异分析、WGCNA、clusterProfiler富集、STRING/Cytoscape蛋白–蛋白相互作用（PPI）网络、glmnet LASSO、列线图/校准曲线/决策曲线分析（DCA）/受试者工作特征（ROC）曲线、GC–MS、PharmMapper网络药理学、CIBERSORT免疫浸润、Seurat单细胞分析、CB-Dock2分子对接、GROMACS分子动力学模拟。
3.1 AS与PsO相关差异表达基因（DEGs，differentially expressed genes）的鉴定：研究人员对训练集标准化并进行主成分分析后，以limma分析在AS中鉴定418个DEGs（295个上调、123个下调），在PsO中鉴定436个DEGs（270个上调、166个下调），MMP9在两病中均呈上升趋势。3.2 共表达网络构建及模块–疾病性状相关分析：通过WGCNA，AS在β = 10时获12个稳定模块，turquoise模块与AS表型相关性最强（|r| = 0.716，P = 1.28 × 10
?17，含4035个基因）；PsO在β = 9时获13个稳定模块，turquoise模块与PsO表型相关性最强（|r| = 0.970，P = 3.21 × 10
?75，含3675个基因）。3.3 AS与PsO共享候选基因筛选及功能富集分析：将DEGs与WGCNA关键模块基因取交集，获26个共享候选基因；PPI网络含12个节点和17条边，MMP9连接度最高（degree = 7）；GO（Gene Ontology，基因本体）和KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，京都基因与基因组百科全书）分析示共享基因主要涉及免疫细胞迁移、黏附、细胞外基质（ECM，extracellular matrix）重塑、PPAR信号、细胞因子–细胞因子受体相互作用、趋化因子信号、脂质与AS、IL-17信号、白细胞跨内皮迁移及肠道IgA免疫网络，MMP9和MMP1参与IL-17信号、脂质与AS及白细胞跨内皮迁移。3.4 LASSO筛选共享候选基因及MMP9表达分析：对PPI中degree > 1的8个候选基因分别在AS和PsO训练集行LASSO回归，并以10折交叉验证选最优λ；AS中仅MMP9保留非零系数，PsO中MMP9、CCL18、CXCR4、CCR7、MMP1和MMP12保留非零系数，MMP9为唯一共同筛选基因；MMP9在AS病变中高于对照动脉组织（P = 2.0 × 10
?13），在PsO皮损中高于正常皮肤（P = 5.2 × 10
?21）。3.5 基于MMP9的样本判别模型评价及配对表达差异验证：基于MMP9构建列线图，DCA示一定阈值概率范围内具有较好净获益，校准曲线总体合理但仍有偏差；ROC分析示AS训练集表观AUC为0.942（95% CI，confidence interval，置信区间：0.897–0.988），PsO训练集表观AUC为0.994（95% CI：0.985–1.000）；GSE43292中斑块MMP9表达高于配对肉眼完整动脉组织（P < 0.001），GSE161683中皮损MMP9表达高于配对非皮损皮肤（P = 0.0129）；配对数据集仅验证MMP9表达差异，并非诊断模型的外部验证。3.6 NEO代表成分候选靶点筛选及功能富集分析：GC–MS在NEO中鉴定23种挥发性成分，选取相对含量大于1%的6个代表成分；PharmMapper提示5个成分有匹配靶点，包括辛酸（CID: 379）、己酸（CID: 8892）、癸酸（CID: 2969）、辛酸甲酯（CID: 8091）和己酸甲酯（CID: 7824），去重后获288个NEO相关候选靶点；与26个共享候选基因取交集获5个重叠靶点；PPI示MMP1、MMP9和MMP12互作较密切，FABP5和GM2A与基质金属蛋白酶模块直接连接较少；GO/KEGG示重叠靶点主要涉及胶原代谢与分解、ECM解聚、金属内肽酶活性、脂质与AS、IL-17、PPAR及松弛素信号通路，MMP1和MMP9共同富集于脂质与AS、IL-17及松弛素信号通路。3.7 化合物–核心靶点–通路网络构建及分子对接：基于网络分析和已有证据，研究人员选择MMP1和MMP9作为候选靶点，构建“化合物–候选靶点–IL-17通路”网络；5个代表成分与MMP1（PDB ID: 1CGE）和MMP9（PDB ID: 1ITV）分子对接，辛酸和癸酸对二者对接分数≤ ?5，提示可能形成潜在相互作用，但对接仅提供结合模式和计算预测，不能直接证明实际亲和力或生物效应。3.8 单细胞分析：利用AS数据集GSE159677和PsO数据集GSE230842行单细胞转录组分析，AS质控后获21个细胞簇，SingleR注释出B细胞、软骨细胞、内皮细胞、巨噬细胞、单核细胞、自然杀伤（NK）细胞、平滑肌细胞、T细胞和组织干细胞等9类，MMP9主要见于单核细胞和巨噬细胞簇，MMP1表达较弱；PsO获30个细胞簇，注释出树突细胞、内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞、角质形成细胞、巨噬细胞、神经元、平滑肌细胞、T细胞和组织干细胞等10类，MMP9主要见于巨噬细胞和树突细胞，MMP1表达亦较弱；结果提示MMP9在AS和PsO中呈一定细胞类型特异性，主要分布于髓系免疫细胞群体。3.9 免疫细胞浸润及相关性分析：CIBERSORT分析GSE100927的104个AS样本和GSE13355的122个PsO样本，按P < 0.05保留77个AS样本（12个对照、65个疾病）和70个PsO样本（15个对照、55个疾病）；LM22免疫细胞比例图显示样本间异质性明显；Spearman相关分析示AS中MMP9与M0巨噬细胞比例显著正相关（r = 0.850，P < 0.001），与静息CD4
+记忆T细胞、M2巨噬细胞、静息肥大细胞、浆细胞、单核细胞、M1巨噬细胞、活化NK细胞、中性粒细胞和活化树突细胞负相关（均P < 0.05）；PsO中MMP9与滤泡辅助T细胞、M1巨噬细胞、M0巨噬细胞、活化CD4
+记忆T细胞和活化树突细胞正相关，与静息肥大细胞、调节性T细胞、嗜酸性粒细胞和浆细胞负相关（均P < 0.05）。3.10 分子动力学（MD，molecular dynamics）模拟：因MMP9在PPI中连接度最高、为LASSO唯一共同筛选基因，并与髓系免疫细胞活化相关，研究人员选择辛酸–MMP9和癸酸–MMP9复合物行100 ns MD模拟；平均均方根偏差（RMSD，root mean square deviation）分别为0.153 ± 0.040 nm和0.142 ± 0.023 nm，平均均方根涨落（RMSF，root mean square fluctuation）分别为0.110 ± 0.063 nm和0.092 ± 0.045 nm，平均回转半径（Rg，radius of gyration）分别为1.670 ± 0.009 nm和1.662 ± 0.007 nm，平均氢键数分别为0.85 ± 1.05和0.42 ± 0.66；两复合物参数存在数值差异但总体趋势相似，提示计算模拟中具一定构象稳定性，仍需结合自由能计算和实验验证实际结合亲和力及生物效应。
讨论部分总结：讨论指出，AS与PsO的共享候选基因涉及单核/白细胞迁移、T细胞活化、趋化因子活性、胶原降解和ECM解聚，并与IL-17、趋化因子、细胞因子–细胞因子受体、脂质与AS及PPAR信号相关，提示二者分子联系可能包括炎症因子活化、免疫细胞募集、脂质代谢异常和组织基质重塑；IL-17可作用于角质形成细胞、内皮细胞、巨噬细胞和平滑肌细胞，但富集结果不能确立其因果作用。MMP9在PPI中连接度最高、为两病LASSO唯一共享基因，在训练集呈疾病相关升高和较强样本判别性能，配对数据集支持其表达与病变组织改变一致，但LASSO和ROC均基于训练数据，列线图、校准曲线和DCA属内部评价，配对集未验证模型性能，故MMP9尚非临床验证的诊断生物标志物。GC–MS示NEO中辛酸、己酸、癸酸及其甲酯为代表成分，MCFAs可作为代谢–免疫信号分子，可能经脂质感应受体和炎症转录程序调控髓系细胞活化及细胞因子网络；原文提出辛酸和癸酸还可能通过肠道–免疫–炎症轴参与共享炎症微环境调控，但需肠道菌群、肠屏障及体内外模型验证。讨论还引用Jovanovic et al.的既往证据：IL-17可诱导人单核/巨噬细胞产生92-kDa明胶酶（MMP9），涉及TNF-α（tumor necrosis factor-α，肿瘤坏死因子α）自分泌及p38、p42/44 MAPK和NF-κB信号，AP-1（activator protein 1，激活蛋白1）和STAT1/3（signal transducer and activator of transcription 1/3，信号转导与转录激活因子1/3）可能参与MMP9启动子激活；IL-17还可经p38 MAPK和ERK1/2介导的NF-κB/AP-1激活促进颈动脉血管平滑肌细胞MMP9依赖迁移。单细胞和免疫浸润结果支持MMP9与髓系免疫细胞及炎症微环境相关；分子对接和MD示辛酸、癸酸与MMP9预测复合物具一定构象稳定性，但仅为计算预测。局限包括：每病仅一个公共训练集且组织来源和平台不同，共享候选基因不应视为疾病决定基因；特征选择与模型评价使用同一训练数据，虽嵌套交叉验证和bootstrap乐观校正提示偏倚有限，判别性能仍应解释为共享炎症信号的一致性支持而非临床诊断性能；CIBERSORT过滤后组间样本数不平衡，单细胞样本较少且自动注释需流式、免疫荧光或空间转录组验证；未行MM-GBSA（molecular mechanics/generalized Born surface area，分子力学/广义玻恩表面积）结合自由能计算及表面等离子体共振（SPR）、等温滴定量热（ITC）、酶抑制、细胞干预和动物实验；NEO作为复杂天然产物仍存在成分标准化、批次一致性、生物利用度、药代动力学、有效剂量和安全性问题；PsO单细胞分析仅纳入GSE230842的4个GSM样本，其余样本因计算资源限制而非预设质控标准被排除，可能存在样本选择偏倚，结果应视为探索性。研究结论（翻译）：AS与PsO可能共享涉及IL-17相关炎症、髓系免疫细胞活化和细胞外基质重塑的特征。NEO及其代表性中链脂肪酸成分可能参与MMP9相关炎症网络的调控。然而，这些发现构成机制假设，需进一步实验验证。
