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骨质疏松症铜死亡基因的免疫浸润分析及潜在中药预测

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湖南中医药大学学报 2024年第6期44卷 1100-1109页

作者：宋世雷陈跃平广西中医药大学广西南宁530200 广西中医药大学附属瑞康医院广西南宁530011

目的通过分析铜死亡基因在骨质疏松症(osteoporosis,OP)免疫浸润中的作用,探索与OP相关的免疫细胞、免疫功能、生物标志物和潜在治疗中药。方法从GEO数据库检索下载OP数据集,对其进行标准化处理和消除批次效应后合并。提取数据集中铜死... 详细信息

目的通过分析铜死亡基因在骨质疏松症(osteoporosis,OP)免疫浸润中的作用,探索与OP相关的免疫细胞、免疫功能、生物标志物和潜在治疗中药。方法从GEO数据库检索下载OP数据集,对其进行标准化处理和消除批次效应后合并。提取数据集中铜死亡的相关基因后,进行免疫浸润分析并构建风险模型,对铜死亡基因进行富集分析和中药预测。结果(1)对GSE13850、GSE56116、GSE56815、GSE230665数据集合并后筛选出18个铜死亡基因;(2)树突状细胞、B细胞、CD8+T细胞等在细胞浸润中占比较高,免疫细胞功能主要表现为抗原呈递共抑制、Ⅰ型干扰素反应、Ⅱ型干扰素反应等;(3)与健康对照组相比,巨噬细胞与未成熟树突状细胞在OP患者组中呈现高表达,而滤泡辅助性T细胞在健康对照组中显著表达;(4)SLC31A1等13个铜死亡基因与OP免疫浸润相关,其中,SLC31A1最有可能是导致OP的风险因子;(5)OP的进展涉及乙酰辅酶A生物合成与代谢等生物过程,与脂肪酸代谢、三羧酸循环等通路相关;(6)共筛选出鱼鳔胶等10味重要中药,四气多属温、平,五味多属甘,归肾、脾经,功效多为补气、健脾、补肾、活血、行气和止痛。结论铜死亡基因可能通过干预免疫细胞和功能参与OP的进展。SLC31A1等铜死亡基因可能有助于阐释OP的发病机制,并成为潜在的生物学标志物及治疗靶点,鱼鳔胶等中药可能是防治OP潜在分子药物的来源。

关键词：铜死亡骨质疏松症免疫浸润单样本基因集富集分析中药预测

DUSP1/MAPK信号通路影响巨噬细胞极化促进骨愈合的研究进展

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中国骨与关节损伤杂志 2024年第7期39卷 721-724页

作者：曾麒宋世雷(综述) 陈跃平(审校) 广西中医药大学广西南宁530200 广西中医药大学附属瑞康医院创伤骨科与手外科广西南宁530012

骨不愈合的发生与骨折严重程度和环境因素相关,其中包括骨折断端的力学稳定、血管损伤、感染、骨质疏松、骨缺损、酗酒、长期抽烟等。流行病学调查结果显示骨折后出现骨不愈合的概率为4.7%[1-3]。骨不愈合的发生涉及多种机制,根据发病... 详细信息

骨不愈合的发生与骨折严重程度和环境因素相关,其中包括骨折断端的力学稳定、血管损伤、感染、骨质疏松、骨缺损、酗酒、长期抽烟等。流行病学调查结果显示骨折后出现骨不愈合的概率为4.7%[1-3]。骨不愈合的发生涉及多种机制,根据发病因素研究学说大致归结为骨稳态失衡、血管损伤、炎症反应、骨细胞自噬凋亡等。

关键词：骨不愈合 DUSP1/MAPK信号通路巨噬细胞极化

基于孟德尔随机化方法探讨炎症性肠病与骨质疏松性骨折的因果关系

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江苏大学学报（医学版） 2024年第1期34卷 67-73页

作者：陈尚桐陈跃平宋世雷黄川洪广西中医药大学研究生院广西南宁530001 广西中医药大学附属瑞康医院创伤骨科与手外科广西南宁530011

目的:采用两样本孟德尔随机化方法(Mendelian randomization,MR)探讨炎症性肠病与骨质疏松性骨折的因果关系。方法:对全基因关联研究(GWAS)的汇总数据进行分析。炎症性肠病选择克罗恩病与溃疡性结肠炎的样本进行分析,其中克罗恩病、溃... 详细信息

目的:采用两样本孟德尔随机化方法(Mendelian randomization,MR)探讨炎症性肠病与骨质疏松性骨折的因果关系。方法:对全基因关联研究(GWAS)的汇总数据进行分析。炎症性肠病选择克罗恩病与溃疡性结肠炎的样本进行分析,其中克罗恩病、溃疡性结肠炎的GWAS汇总数据来源于欧洲IEU数据库,样本量分别为20883和47745,骨质疏松性骨折的GWAS汇总数据来源于芬兰数据库,样本量为173619。利用与克罗恩病、溃疡性结肠炎密切关联的单核苷酸多态性(SNPs)作为工具变量,分别用逆方差加权(IVW)法、MR-Egger回归法、加权中位数(Weighted Median,WME)法、简单模式(Simple Mode)法和加权模式(Weighted Mode)法行两样本孟德尔随机化分析,以比值比(OR值)评价炎症性肠病对骨质疏松性骨折风险的因果关系。分别采用IVW和MR-Egger法进行Cochran Q异质性检验,用MR_pleiotropy_test函数、MR PRESSO进行多效性检验,MR_leaveoneout_plot函数进行敏感性分析,并计算F值以评估是否存在弱工具变量偏倚。结果:共获得了52个与克罗恩病密切相关的SNPs作为工具变量,IVW结果[OR(95%CI):1.12(1.03-1.22),P=0.006]、WME结果[OR(95%CI):1.15(1.01-1.32),P=0.02]、MR-Egger结果[OR(95%CI):1.16(0.94-1.44),P=0.15]、Simple Mode结果[OR(95%CI):1.15(0.88-1.50),P=0.28]和Weighted Mode结果[OR(95%CI):1.16(0.97-1.39),P=0.10],提示克罗恩病与骨质疏松性骨折存在正向因果关系。共获得了88个与溃疡性结肠炎密切相关的SNPs作为工具变量,IVW结果[OR(95%CI):1.15(1.03-1.28),P=0.009]、MR-Egger结果[OR(95%CI):1.35(1.03-1.75),P=0.02]、WME结果[OR(95%CI):1.18(1.01-1.37),P=0.02]、Simple Mode结果[OR(95%CI):1.15(0.86-1.55),P=0.32]和Weighted Mode结果[OR(95%CI):1.19(0.96-1.47),P=0.10],提示溃疡性结肠炎与骨质疏松性骨折存在正向因果关系。克罗恩病与骨质疏松性骨折的异质性检验结果分别为P=0.55和P=0.52,即不存在异质性;多效性检验结果MR_pleiotropy_test函数提示P=0.69,MR PRESSO法提示P=0.55,即不存在多效性;敏感性分析显示结果稳定。溃疡性结肠炎与骨质疏松性骨折异质性检验结果分别为P=0.23和P=0.25,即不存在异质性;多效性检验结果MR_pleiotropy_test函数提示P=0.20,MR PRESSO法提示P=0.24,即不存在多效性;敏感性分析显示结果稳定。全部F值大于10,提示不存在弱工具变量偏倚。结论:炎症性肠病可能会增加骨质疏松性骨折的风险。

关键词：孟德尔随机化骨质疏松症炎症性肠病因果推断

基于miR-17-5p/MAPK/mTOR信号探讨淫羊藿苷促进成骨细胞自噬机制研究

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基于miR-17-5p/MAPK/mTOR信号探讨淫羊藿苷促进成骨细胞自噬机制...

作者：宋世雷广西中医药大学

学位级别：硕士

目的:糖皮质激素的长期过度使用会造成激素性股骨头坏死,而发生激素性股骨头坏死的机制多样复杂,其中成骨细胞的生成不足或凋亡过快是影响因素之一。因此造成治疗激素性股骨头坏死的困难加大。目前有研究发现通过细胞自噬有利于细胞的新... 详细信息

目的:糖皮质激素的长期过度使用会造成激素性股骨头坏死,而发生激素性股骨头坏死的机制多样复杂,其中成骨细胞的生成不足或凋亡过快是影响因素之一。因此造成治疗激素性股骨头坏死的困难加大。目前有研究发现通过细胞自噬有利于细胞的新生,而MAPK/mTOR信号通路已被证实具有参与调控细胞自噬的功能。而近年来发现淫羊藿在治疗激素性股骨头坏死有显著疗效,并根据网络药理学的研究发现淫羊藿可能参与调控制miR-17-5p/MAPK/mTOR信号轴促进激素性股骨头坏死的自噬。因此本文通过探讨淫羊藿苷诱导miR-17-5p/MAPK/mTOR信号通路促进成骨细胞自噬的机制,为淫羊藿治疗激素性股骨头坏死提供基础研究支持。方法:对大鼠成骨细胞系ROS1728分组培养,设空白组,阴性对照组,淫羊藿苷组,miR-17-5p抑制表达组,淫羊藿苷mTOR通路抑制剂组分别给予相应处理48h后,采用qRT-PCR检测细胞miR-17-5p、MAPK1和MAPK3 mRNA的表达水平,Western Blot检测细胞ULK1、ATG13、BCl2、LC3B、P62蛋白的表达水平,并通过透射电镜观察细胞内自噬体变化情况,并进行统计学分析。结果:与空白对照组对比淫羊藿苷组的miR-17-5p、ULK1、ATG13、LC3B、P62表达水平升高,而MAPK1和MAPK3 mRNA的表达水平都降低（P＜0.01）;与阴性对照组相比淫羊藿苷组的miR-17-5p、ULK1、ATG13、LC3B、P62表达水平升高,MAPK1、MAPK3 mRNA与BCl2蛋白表达水平下降（P＜0.01）;与淫羊藿苷组相比,miR-17-5p抑制表达组中miR-17-5p、ULK1、ATG13、P62和LC3B蛋白表达水平下降,MAPK1、MAPK3 mRNA与BCl2蛋白表达水平则上升（P＜0.01）,而淫羊藿苷mTOR通路抑制剂组的ULK1、ATG13、P62和LC3B蛋白表达水平较淫羊藿苷组高（P＜0.01）,电镜结果显示激素可诱导成骨细胞损伤引起细胞自噬,而淫羊藿苷可促进细胞自噬,miR-17-5p抑制表达后细胞自噬减弱,淫羊藿苷mTOR通路抑制剂组则促进细胞自噬的发生。结论:本研究说明淫羊藿苷可能通过提升成骨细胞内miR-17-5p的表达水平,通过抑制MAPKmRNA的表达,降低mTOR的活性,促进自噬小体的生成,促进成骨细胞的自噬。

关键词：淫羊藿苷成骨细胞细胞自噬 miRNA MAPK/mTOR信号通路自噬相关蛋白

基于生物信息与机器学习分析类风湿关节炎疾病特征基因与免疫细胞的关系

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中国免疫学杂志 2023年第12期39卷 2470-2476页

作者：宋世雷陈跃平(指导) 陈锋广西中医药大学附属瑞康医院南宁530011

目的:利用生物信息学与机器学习方法探求类风湿关节炎(RA)的发病机制、特征基因与免疫浸润表现,并寻找特征基因与免疫细胞的相关性。方法:从GEO数据库获取RA相关芯片,利用R语言分析基因差异,并对其进行GO与KEGG富集分析;使用机器学习方... 详细信息

目的:利用生物信息学与机器学习方法探求类风湿关节炎(RA)的发病机制、特征基因与免疫浸润表现,并寻找特征基因与免疫细胞的相关性。方法:从GEO数据库获取RA相关芯片,利用R语言分析基因差异,并对其进行GO与KEGG富集分析;使用机器学习方法,即LASSO回归与SVM-RFE法筛选疾病特征基因,运用ROC曲线与样本芯片检测特征基因准确性,利用CIBERSORT算法分析RA免疫浸润情况,并分析特征基因与免疫细胞的相关性。结果:GSE12021和GSE55235共获得90个差异基因,包含64个上调和26个下调差异表达基因;GO分析共得到主要条目209个,主要涉及机体白细胞激活、淋巴细胞活化、B细胞受体信号通路等;KEGG分析显示趋化因子信号通路、IL-17信号通路、Toll样受体信号通路、PPAR信号通路等通路与RA密切相关;机械学习方法筛选出IGHM、SLAMF8、CXCL10、FNDC4、AIM2、EGR1、AKR1B10等10个关键基因,ROC曲线与样本芯片检测疾病特征基因为IGHM、SLAMF8、CXCL10、AIM2、AKR1B10;免疫浸润结果显示RA滑膜组织与正常组织中的浆细胞、CD8 T细胞、CD4 T细胞、T细胞滤泡辅助器等9种免疫细胞存在明显差异,且通过分析疾病特征基因与免疫细胞相关性发现5个特征基因与部分免疫细胞存在显著相关性。结论:RA特征基因与免疫细胞存在显著相关性,为后续深入研究RA针对性诊疗提供了前期基础。

关键词：类风湿关节炎滑膜组织生物信息学分子机制免疫浸润机器学习疾病特征基因

PI3K/AKT信号通路调控股骨头坏死的相关机制

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中国组织工程研究 2020年第3期24卷 408-415页

作者：宋世雷陈跃平章晓云广西中医药大学广西壮族自治区南宁市530001 广西中医药大学附属瑞康医院创伤骨科与手外科广西壮族自治区南宁市530011

背景:近年来随着医学研究不断深入,发现PI3K/AKT信号通路对血管修复再生、成骨细胞分化增殖、破骨细胞骨分化有调控作用,这对治疗股骨头坏死来说至关重要。目的:就近年来PI3K/AKT信号通路调控股骨头坏死相关机制的主要研究进展做一简要... 详细信息

背景:近年来随着医学研究不断深入,发现PI3K/AKT信号通路对血管修复再生、成骨细胞分化增殖、破骨细胞骨分化有调控作用,这对治疗股骨头坏死来说至关重要。目的:就近年来PI3K/AKT信号通路调控股骨头坏死相关机制的主要研究进展做一简要概述,旨在为今后股骨头坏死的治疗提供新思路。方法:检索Pub Med、MEDLINE数据库、万方、CNKI、维普及中国生物医学文献数据库2012至2019年相关国内外文献,包括:①股骨头坏死的流行病学及相关病因病机研究文献;②PI3K/AKT通路相关机制研究文献;③PI3K/AKT对血管修复再生相关因素的影响研究文献;④PI3K/AKT对成骨细胞分化增殖相关因素调控的研究文献;⑤PI3K/AKT对破骨细胞分化等功能相关因素的调控研究文献。共纳入62篇文献分析总结。结果与结论:①PI3K/AKT信号通路经多项动物实验已证实可对血管修复再生、成骨细胞分化增殖凋亡与破骨细胞分化相关因素进行有效调控,在认识这些通路机制基础上研发相关药物提高股骨头坏死早期保守治疗成功率具有远大发展前景及潜力,为未来治疗股骨头坏死开辟了新道路,也给患者及其家属带来新希望;②而根据患者不同股骨头坏死情况如何运用PI3K/AKT信号通路指导治疗成为该项技术的突破点及挑战,需要后期更多研究去探索。

关键词：股骨头坏死 PI3K/AKT 血管再生成骨细胞破骨细胞国家自然科学基金

Masquelet技术治疗感染性骨不连疗效的Meta分析

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中国组织工程研究 2021年第15期25卷 2445-2452页

作者：许灿宏孟林董盼锋占华松宋世雷广西中医药大学附属瑞康医院广西壮族自治区南宁市530011 广西骨伤医院广西壮族自治区南宁市530001

目的:目前已有大量临床研究结果证实masquelet技术治疗感染性骨不连疗效确切且安全性高,但绝大部分研究属于回顾性病例分析,样本量较小,尚缺乏充足的循证学证据。文章对Masquelet技术治疗感染性骨不连的有效性和安全性进行Meta分析。方... 详细信息

目的:目前已有大量临床研究结果证实masquelet技术治疗感染性骨不连疗效确切且安全性高,但绝大部分研究属于回顾性病例分析,样本量较小,尚缺乏充足的循证学证据。文章对Masquelet技术治疗感染性骨不连的有效性和安全性进行Meta分析。方法:应用计算机全面检索PubMed、Embase、The Cochrane Libraray、Web of Science和中国生物医学文献数据库(CBM)、中国知网、万方和维普数据库建库至2020年5月发表的关于masquelet技术治疗感染性骨不连的随机或非随机对照试验,根据纳入和排除标准对文献进行筛选、数据提取、质量评价后,使用RevMan 5.3软件对结局指标进行Meta分析。结果:①共纳入12篇文献,均为非随机对照试验,根据MINORS评分量表,其中有5篇为高质量文献、7篇为中质量文献;②Meta分析显示:与Ilizarov组相比,Masquelet组在术后平均愈合时间(MD=-9.80,95%CI:-14.17至-5.43)、并发症发生率(RR=0.44,95%CI:0.35-0.55)和医疗费用(MD=-0.70,95%CI:-1.13至-0.28)方面差异有显著性意义(P0.05);③与Ⅰ期植骨组相比,Masquelet组在骨愈合率(RR=1.37,95%CI:1.15-1.62,P=0.0004)差异有显著性意义(P0.05)。结论:Masquelet技术与Ilizarov技术治疗感染性骨不连均能取得良好疗效,但Masquelet技术较Ilizarov技术具有并发症少、愈合时间短和费用低等优点,另外在骨愈合率方面也优于Ⅰ期植骨,因此Masquelet技术是一种疗效可靠、安全性较高的感染性骨不连治疗方法,但此结论需更多高质量、多中心、大样本的随机对照试验进一步证实。

关键词：骨骨髓骨缺损骨髓炎骨不连感染 Ⅰ期植骨 Meta分析

负压引流技术促进生长因子在糖尿病足溃疡中表达的研究

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大众科技 2020年第11期22卷 75-78页

作者：宋世雷占华松沈欣欣广西中医药大学广西南宁530001

糖尿病足溃疡(Diabetic foot ulcer)是一种多因下肢远端周围神经病变、血管病变、代谢紊乱、感染等因素导致局部浅表皮肤及深层组织发生溃疡,坏死的慢性难愈性创面。若早期不及时处理容易进一步发展为足部气性或湿性坏疽,甚至出现全身... 详细信息

糖尿病足溃疡(Diabetic foot ulcer)是一种多因下肢远端周围神经病变、血管病变、代谢紊乱、感染等因素导致局部浅表皮肤及深层组织发生溃疡,坏死的慢性难愈性创面。若早期不及时处理容易进一步发展为足部气性或湿性坏疽,甚至出现全身性感染,患者将面临截肢可能甚至有生命危险,现已成为骨科临床常见慢性病及难题。目前糖尿病足溃疡的治疗主要包括皮瓣移植、抗生素骨水泥覆盖引流术、血管重建技术、负压封闭引流技术等。其中负压封闭引流技术可通过相关生长因子作用机制恢复创面供血、促进肉芽组织生长、降低炎性反应、促进表皮恢复、消除组织水肿及降低感染,并且治疗效果显著,因此备受广大临床医生的青睐,但是尚未有研究对其作用糖尿病足溃疡的相关生长因子机制做进一步综述研究。文章通过阐述负压引流作用下,糖尿病足溃疡中相关生长因子作用机制,为临床负压引流技术治疗糖尿病足溃疡做基础研究。

关键词：糖尿病足负压引流技术生长因子

五苓散治疗骨关节炎潜在分子机制及网络药理学与分子对接

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中国组织工程研究 2021年第20期25卷 3185-3193页

作者：宋世雷陈跃平章晓云李时斌赖渝周毅广西中医药大学附属瑞康医院广西壮族自治区南宁市530011

背景:目前临床运用五苓散治疗膝关节炎疗效确切,但其药理作用、分子机制及药物活性物质尚未明确。目的:基于网络药理学方法寻找五苓散在治疗骨关节炎方面存在的潜在分子机制,阐述该类分子及相关信号通路作用,为进一步提取关键药物化合... 详细信息

背景:目前临床运用五苓散治疗膝关节炎疗效确切,但其药理作用、分子机制及药物活性物质尚未明确。目的:基于网络药理学方法寻找五苓散在治疗骨关节炎方面存在的潜在分子机制,阐述该类分子及相关信号通路作用,为进一步提取关键药物化合物提供理论基础。方法:运用中药数据库分析平台TCMSP筛选五苓散的活性成分及对应靶点,整合Gene Cards,OMIM和DigSee疾病数据库得到骨关节炎相关靶点,将两者运用Venny平台进行映射交集得到五苓散治疗骨关节炎的潜在作用靶点。利用Cytoscape软件构建五苓散治疗骨关节炎的"单味药-活性成分-作用靶点"网络和蛋白质相互作用网络,并使用David数据库对五苓散治疗骨关节炎的作用靶点进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,最后运用PyMOL等软件对五苓散的关键活性成分与关键靶点进行分子对接验证。结果与结论:①共筛选得到五苓散"单味药-活性成分-作用靶点"活性成分包括β-谷甾醇、儿茶素及花旗松素等52个;②蛋白互作分析提示五苓散治疗骨关节炎关键靶点26个,包括可促进软骨细胞增殖,并抑制相关炎性细胞因子表达的雌激素受体1,参与骨关节内炎症反应的肿瘤蛋白p53以及介导细胞凋亡的泛素连接酶CUL3蛋白等;③分子对接结果显示亲和力最低的儿茶素和NTRK1进行分子对接良好,表明预测的五苓散的关键活性成分与治疗骨关节炎的关键作用靶点具有较好的结合活性;④GO富集分析得到GO条目共709个,包括生物过程649个,细胞成分22个和分子功能38个,主要涉及对机体雌激素、炎症和脂多糖的反应;⑤KEGG通路富集分析得到关键蛋白模块的相关通路,包括参与软骨细胞氧化应激、炎症及细胞凋亡过程的AGE-RAGE、白细胞介素17、肿瘤坏死因子、p53及影响软骨细胞增殖与修复的雌激素信号通路等;⑥结果证实,五苓散内具有的活性化合物β-谷甾醇、儿茶素、花旗松素和常春藤皂苷可能通过调节雌激素受体1、TP53、CUL3和MCM2相关蛋白靶点的表达,调控相关信号通路,从而发挥减缓软骨细胞凋亡、加强软骨细胞增殖修复及减轻炎症反应的作用。

关键词：骨软骨骨关节炎中药分子炎症细胞增殖凋亡网络药理学