网络药理结合代谢组学如何分析可发高分?

情景重现

中医药治病具有多途径多靶点的特点，这是优势也是难点！当前中医药科研正在大力推进，采用多组学结合的方式探索中药治疗疾病的作用靶点和机制，是目前研究的热点。

多组学联合分析的优势：单一组学分析方法可以提供不同生命进程或者疾病组与正常组相比差异的生物学过程的信息。但是，这些分析往往有局限性。多组学方法整合几个组学水平的信息，为生物机制提供了更多证据，从深层次挖掘候选关键因子。通过将基因、mRNA、调控因子、蛋白、代谢等不同层面之间信息进行整合构建基因调控网络，深层次理解各个分子之间的调控及因果关系，从而更深入的认识生物进程和疾病过程中复杂性状的分子机理和遗传基础。

本期我们以网络药理学和代谢组学结合为例，给大家简单分享该设计研究思路。组学研究目前价格也越来越实惠，是一种快捷合适的发高分方式。

网药结合代谢组学2024年发表-案例分析

1.例文Phytomedicine（if6.7）： Analyzing how SiMiao Wan regulates ferroptosis to prevent RA-ILD using metabolomics and cyberpharmacology（利用代谢组学和网络药理学分析四妙丸如何调节铁死亡以预防RA-ILD）

本文网药和代谢组学整合分析原文：Based on metabolomics and network pharmacology, the correlation network was constructed to confirm the key target and metabolisms closely related to SMW’s effect on RA-ILD. In order to construct related network targets, potential biomarkers (identified in metabolomics) and core targets (identified in network pharmacology) were imported into Cytoscape.

基于代谢组学和网络药理学，构建了相关网络，以确定与SMW对RA-ILD影响密切相关的关键靶点和代谢。为了构建相关的网络靶标，将潜在的生物标志物（在代谢组学中鉴定）和核心靶标（在网络药理学中鉴定）导入Cytoscape。

结果展示如下：

网药+代谢组引出铁死亡表型的描述过程：通过网络药理分析获得脂质和动脉粥样硬化的关键途径，通过代谢组学分析获得关键生物标志物LysoPC。研究表明，脂质代谢紊乱可能影响细胞内铁离子的平衡，导致细胞内铁离子超载和细胞死亡。LysoPC可以通过促进细胞内铁离子的积累来诱导神经元死亡。鉴于脂质代谢在铁死亡中的核心作用，推测RA-ILD的发病机制可能与铁死亡有关。因此，我们分析了通过网络药理学分析获得的SMW干预RA-ILD的关键途径和通过代谢组学获得的标记物LysoPC的相关靶点。网络中得分较高的目标是PTGS2，MAPK1等，高度重视网络和受各种活跃的组件同时，因此推测他们可能是关键目标（图4）SMW治疗RA-ILD。

2.例文Heliyon（if3.4）：Therapeutic mechanisms of modified Jiawei Juanbi decoction in early knee osteoarthritis: A multimodal analysis（加味蠲痹汤加减治疗早期膝骨关节炎的作用机制：多模态分析）

代谢组结合网药分析结果：

为全面了解MJD在KOA环境中的作用机制，我们结合代谢组学和网络药理学进行了综合分析。使用Cytoscape中的MetScapelugin，利用鉴定出的差异代谢物构建复合反应酶基因网络，如图6所示。通过将网络药理学获得的潜在靶点与MetScape分析中的基因进行匹配，我们确定Nos2和NOS3为关键靶点。与这些靶点相关的关键代谢产物是L-精氨酸，受影响的途径是精氨酸和脯氨酸代谢。这些发现表明，NOS2和NOS3以及相关代谢产物L-精氨酸在KOA背景下MJD的治疗效果中起着至关重要的作用。值得注意的是，我们发现这两个关键靶点专门参与HlF-1信号传导，这是之前通过·KEGG富集分析确定的。

3.例文Biomedicine & Pharmacotherapy（if6.9）：Metabolomics and network pharmacology reveal the mechanism of antithrombotic effect of Asperosaponin VI（代谢组学和网络药理学揭示了川续断皂苷 VI抗血栓形成作用的机制）。

本文未做网药和代谢组学相关性联合分析。分别对代谢组学和网药进行了分析，最终确定抗血小板聚集为抗血栓的作用表型，两者相关描述如下：

代谢组学和网络药理学结果提示，川续断皂苷 VI可能通过抗血小板聚集发挥抗血栓作用。因此，我们验证了抗血小板聚集活性。在体外，川续断皂苷 VI没有诱导血小板聚集或显著影响血小板活性（图11A）。相比之下，川续断皂苷 VI通过抑制ADP、AA和胶原蛋白的刺激作用，表现出显著的剂量依赖性的抗血小板活性（图11B-D）。川续断皂苷 VI对adp诱导的血小板聚集的抑制率分别分别为19.15%和28.20%。同样，川续断皂苷 VI对aa诱导的血小板聚集的抑制率分别为18.68%和28.70%。川续断皂苷 VI对胶原诱导的血小板聚集的抑制率分别为14.19%和21.72%。因此，川续断皂苷 VI通过抗血小板聚集发挥其抗血栓作用。

【总结】

从上述例文可见，网络药理学结合代谢组学研究中药改善疾病的作用机制，思路可以分别对网药和代谢组学进行分析，分别确定中药改善疾病的相关靶点和途径。然后可进行网药靶点和代谢组学获得的差异代谢物的网络分析，筛选出关键靶点和途径，并结合文献（结合靶点、疾病、表型），确定中药改善疾病的表型，最终再进行相关验证实验。

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