中药研究能发10分+吗？难度大吗？
能发，但确实难发···
以上是小记者看到这篇文章前的感受，中药想发10分+需要把机制做的非常深入，课题周期长，实验成本投入大，总的来说就是一个字：难！但今天发现的这篇好文章带来了不一样的思路，不再单独研究中药，而是与毒理学相结合，这么一碰撞就拿下了12分+的顶刊文章，真心羡慕啊，感叹完赶紧把好思路分享给大家~
这篇文章由中山大学公共卫生学院王庆教授团队发表，研究血根碱作为全氟辛酸/全氟辛烷磺酸诱导肝细胞衰老的新型拮抗剂：
1．选题角度新颖：文章主体是毒理学方向，这个方向做生信分析还属于蓝海领域，人少不卷，容易出高分并且也容易复现，毒性材料很多，换个材料就又是一篇；
2．思路升级创新加倍：文章将毒理学与中药重定位分析进行有机整合，从生信层面挖掘治疗药物，再辅以实验验证，既节省了课题周期和成本，又拓宽了研究内容，创新性加倍，分数自然就高了，这思路的创新性拿去写国自然都够用了。并且本文的实验部分没有涉及很复杂的机制探索，比10分+实验文章所需的工作量和难度都小的多，性价比也是非常高了。
思路送到眼前啦，相冲击10分+可以尝试复现它哦！什么？你说不知道如何把自己的课题与这类思路进行有机结合？那还等什么，找小记者来帮你啊，咱有专业团队，为您精准提供个性化服务~
题目：血根碱作为全氟辛酸/全氟辛烷磺酸诱导肝细胞衰老的新型拮抗剂的鉴定:综合计算和实验分析
杂志：ournal of Hazardous Materials（IF=12.2）
发表日期：2024年8月
公众号回复“999”领取原文PDF，文献编号：240828
研究背景
全氟辛酸盐(PFOA)和全氟辛烷磺酸(全氟辛烷磺酸)是两种主要的全氟和多氟烷基物质，对许多人体器官具有潜在危害，但其诱导肝毒性的机制尚未阐明。已有研究发现，天然活性成分和化学物质可以减轻 PFOA/PFOS 介导的肝损伤。在这项研究中，作者试图建立一种新颖且有效的药物发现策略来解决 PFOA/PFOS 诱导的肝毒性。
研究思路
该研究首先基于GSE144775数据集进行WGCNA分析，分别获得PFOA 和PFOS相关的关键模块基因。然后将模块基因与CTD中收集的PFOA 和PFOS相关差异基因取交集，得到PFOA 和PFOS相关关键基因，再针对这些基因进行功能富集分析。基于WGCNA筛选得到的模块基因，使用药物靶基因集合富集分析（dtGSEA）方法从HERB数据库中筛选候选中药。使用衰老细胞鉴定、细胞周期、线粒体膜电位评估、qPCR、WB等体外实验检测PFOA 和PFOS导致肝细胞衰老的作用，并研究候选中药成分对肝细胞衰老的保护作用。
主要结果
1. WGCNA鉴定与PFOA 和PFOS肝毒性相关的关键模块基因
作者基于GSE144775数据集进行WGCNA分析，与PFOA密切相关的模块为蓝绿色和蓝色模块，与PFOS密切相关的模块为粉色和蓝色模块（图1a，e）。根据GS-MM散点图筛选了关键模块基因，共得到192个PFOA关键基因，82个PFOS关键基因（图1c-d，g-h）。将其与CTD数据库中收集的PFOA 和PFOS相关差异基因取交集，得到172个PFOA相关关键基因和70个PFOS相关关键基因（图1b，f）。针对这些关键基因进行功能富集分析，PFOA 和PFOS关键基因分别富集于31个和18个途径中，两者有11个途径重合（图2a），其中细胞衰老途径被显著妒忌且排名第一，并且CTD数据库中PFOA 和PFOS相关差异基因也显著富集于细胞衰老途径（图2b），这表明细胞衰老可能在PFOA 和PFOS诱导的肝毒性中起关键作用。
图1：WGCNA分析
图2：功能富集分析
2. 候选中药成分的筛选
基于WGCNA筛选得到的模块基因，使用药物靶基因集合富集分析（dtGSEA）方法从HERB数据库中筛选候选中药，共获得101种潜在中药分子，其中有31种在PFOA 和PFOS中重合，去除有毒物质和激素相关物质后，共有21种成分被确定为潜在中药成分（表1），前10种包括维生素K2（VK2）、维生素A（VA）、没食子酸（GA)、蛋氨酸（Met)、牛磺熊去氧胆酸（TUDCA)、姜黄素（CUR)、白藜芦醇(Res)、异银杏黄酮(ISO)、san-guinarine(Sang)和加压素（AVP)用于进一步的验证（图2d）。
表1：候选中药成分的筛选
3. PFOA 和PFOS导致肝细胞衰老
为了快速筛选出多种潜在的拮抗剂，作者最初选择了相对较高的 PFOA/PFOS 剂量来处理 HepG2，根据细胞衰老指标SA- β-gal 活性变化，最终选择 PFOA（400 μM）和 PFOS（200 μM）进行后续实验。DAPI 染色显示，PFOA（400 μM）和 PFOS（200 μM）处理后，细胞核的尺寸增大（图 3b）。此外，细胞周期结果显示，PFOA 和 PFOS 会导致细胞周期停滞在 G1 期（图 3c）。此外，还通过 qRT-PCR 进一步检测了衰老相关标记的变化，包括 p21、p53 和 IL-1β，发现其表达确实增加（图 3d）。短期体外实验表明，PFOA/PFOS 暴露会导致肝细胞衰老损伤。
图3：PFOA 和PFOS导致肝细胞衰老
4. 候选中药成分对PFOA/PFOS 诱导的肝细胞衰老的保护作用
作者利用MTT法检测所有候选中药成分和 nad+ 在一定浓度下暴露 24 小时后的细胞毒性，并选择无细胞毒性的相应剂量作为干预试验的最佳剂量。随后，通过SA-β-gal活性检测、细胞周期实验、衰老标记物qPCR检测研究了不同中药成分对PFOA/PFOS诱导的细胞衰老相关表型的影响。结果显示，Sang 在调节 PFOA/PFOS 诱导的 SA-β-gal 活性、细胞周期停滞和相关基因表达方面的作用都排在前五位，因此作者对其进行了优先研究，以探索其分子机制（图4）。
图4：候选中药成分对PFOA/PFOS 诱导的肝细胞衰老的保护作用
5. Sang对PFOA/PFOS长期暴露诱导肝细胞衰老的抑制作用
考虑到短期模型中使用的剂量相对较高，作者又设计了一个低剂量、长时间暴露的模型以模拟真实的污染物暴露。结果发现，100 μM PFOA 和 10 μM PFOS 处理后，JC-1 探针绿/红荧光比值增加，这表明 PFOA 和 PFOS 诱导了线粒体损伤（图 5a）。此外，PFOA 和 PFOS 处理后，IL-8、CCL2 的分泌量增加（图5b），表明慢性暴露模型复制了急性暴露模型中观察到的 PFOA/PFOS 诱导的细胞衰老效应。随后验证 Sang 是否对 PFOA/PFOS 诱导的七天暴露衰老具有抗衰老作用，1 μM Sang 处理几乎完全消除了 PFOA/PFOS 诱导的 SA-β-gal 活性上调，（图 5c）。虽然细胞周期的变化并不明显（图 5d），但与衰老密切相关的基因（如 p21、p53 和 IL-1β）的表达均被逆转（图 5e），表明Sang 在长期暴露模型中继续表现出强大的抗衰老作用。
图5：Sang对PFOA/PFOS长期暴露诱导肝细胞衰老的抑制作用
6. Sang通过抑制 mTOR-p53 通路减少PFOA/PFOS 相关的肝细胞衰老
根据 PPI 网络分析，参与 PFOA/PFOS 诱导肝细胞衰老的潜在主要基因包括 MYC、RHEB 和 GADD45A，它们可能是 Sang 的靶标（图 6a）。由于 MYC 是该通路的上游调节因子，作者首先进行了分子对接分析研究 Sang、PFOA 和 PFOS 与 MYC 蛋白的相互作用，发现与 PFOA/PFOS 相比，Sang 与 MYC 蛋白相互作用的可能性更大，可能会影响 PFOA 和 PFOS 与 MYC 蛋白的结合。（图6b）。随后进行了分子动力学模拟，发现PFOA、PFOS 和Sang配体与 MYC 形成了稳定的复合物（图6c）。然后使用 qPCR 和 WB 方法进一步检测了基因和蛋白水平上 MYC、mTOR、p53 和 GADD45A 的变化。结果表明，在 PFOA/PFOS 暴露组中，这些基因的表达水平显著升高，但在 Sang 联合处理组中却出现了下调（图 6d，e）。这些结果表明，Sang可能通过影响 PFOA/PFOS 与 MYC 的结合，从而抑制 mTOR-p53 信号通路，缓解了细胞的衰老。
图6：Sang通过抑制 mTOR-p53 通路减少PFOA/PFOS 相关的肝细胞衰老
小结
这篇文章将毒理学分析与中药重定位分析相结合，再辅以体外实验验证，全文分析难度和实验难度都不大，没有复杂机制探索、也没有动物实验，这样的工作量就拿到了12分+，这么高性价比的思路，做中药方向的朋友赶紧学起来！想要在中医药领域求突破的朋友，这个创新思路可别错过，发文空间更大，一点也不内卷，想个性化设计这类思路？欢迎随时联系小记者！专业团队为你保驾护航，1V1定制创新思路~
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