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基底膜相关基因在类风湿关节炎不同中医证型中的转录组学分析及药物预测

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中国组织工程研究 2025年第25期29卷 5486-5500页

作者：刘源渠源万雅坤郭婧宇姜萍山东中医药大学第一临床医学院山东省济南市250014 山东中医药大学康复医学院山东省济南市250014 山东中医药大学中医学院山东省济南市250014 山东中医药大学附属医院山东省济南市250014

背景:基底膜基因与类风湿关节炎的发生发展密切相关,但不同中医证型下基底膜相关基因在其发病机制中的作用尚不明确。目的:基底膜基因联合转录组学分析探讨类风湿关节炎5种不同中医证型的发病机制差异,并进行潜在治疗药物预测。方法:基... 详细信息

背景:基底膜基因与类风湿关节炎的发生发展密切相关,但不同中医证型下基底膜相关基因在其发病机制中的作用尚不明确。目的:基底膜基因联合转录组学分析探讨类风湿关节炎5种不同中医证型的发病机制差异,并进行潜在治疗药物预测。方法:基于GEO数据库整理类风湿关节炎相关中医证型芯片数据以及基底膜相关基因,利用R-limma包筛选差异表达基因,Mfuzz包进行表达趋势分析。借助STRING数据库构建PPI网络,UPset筛选关键基因,通过R-clusterProfiler包对差异表达基因进行GSEA及富集分析,同时绘制ROC曲线评估基底膜相关核心靶点对5种证型分别的诊断价值。基于CIBERSORT核心算法计算每种证型的免疫浸润情况。最后,利用SymMap和COREMINE数据库预测可靶向基底膜相关核心基因治疗类风湿关节炎不同证型的潜在中药及小分子药物。结果与结论:①在5种类风湿关节炎中医证型中(风湿痹阻证、寒湿痹阻证、肝肾亏虚证、气血两虚证及血瘀阻络证)分别筛选出67,47,59,57,55个基底膜相关差异表达基因,其中关键靶点分别为5,7,5,3,5个。③各证型中富集最多的为细胞基质黏附、免疫细胞迁移及胶原代谢等生物过程以及细胞外基质受体相互作用、PI3K-Akt、局灶性粘连和Rap1信号通路等。④药物预测结果显示,土茯苓、川乌、绵马贯众及黄精是通过影响基底膜基因治疗5种类风湿关节炎中医证型最具潜力的中药。⑤结果证实,基底膜相关基因的异常表达可能是通过调控细胞附着、免疫细胞迁移及炎症反应等多个途径影响类风湿关节炎的发生和发展,在不同证型中有着差异表现,其中ITGA6可作为5种类风湿关节炎证型中共同的诊断标志物。清热解毒类中药可能是类风湿关节炎不同证型治疗中可以贯穿始终的潜在有效药物。

关键词：基底膜相关基因证型类风湿关节炎中药转录组学分析 GSEA分析免疫浸润分子对接药物预测机制研究

黄芪补肾活血汤对芳香化酶抑制剂诱导骨质疏松模型小鼠破骨细胞活性的影响

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中国组织工程研究 2025年第14期29卷 2861-2867页

作者：浦冬青冯丹丹张梦棣刘炳蔚时光喜陈翰翰李静蔚山东中医药大学附属医院乳腺甲状腺外科山东省济南市250014 山东中医药大学药学院山东省济南市250355 山东中医药大学第一临床医学院山东省济南市250014 山东中医药大学中医学院山东省济南市250355

背景:芳香化酶抑制剂尽管显著提高了激素受体阳性乳腺癌患者的临床获益,但其相关的不良事件——骨质疏松严重影响了患者的生活质量,黄芪补肾活血汤能有效预防芳香化酶抑制剂所致骨质疏松的发生,但是其作用机制尚不清楚。目的:探究黄芪... 详细信息

背景:芳香化酶抑制剂尽管显著提高了激素受体阳性乳腺癌患者的临床获益,但其相关的不良事件——骨质疏松严重影响了患者的生活质量,黄芪补肾活血汤能有效预防芳香化酶抑制剂所致骨质疏松的发生,但是其作用机制尚不清楚。目的:探究黄芪补肾活血汤对芳香化酶抑制剂所致骨质疏松模型小鼠破骨细胞活性的影响及机制。方法:选取60只8周龄C57BL/6J雌性小鼠随机分为假手术组、模型组、黄芪补肾活血汤高、中、低剂量组、阳性对照组各10只,除假手术组外,其余组小鼠均切除双侧卵巢联合皮下注射来曲唑构建绝经后芳香化酶抑制剂所致骨质疏松模型,黄芪补肾活血汤高、中、低剂量组分别给予19.24,9.62,4.81 g/(kg·d)黄芪补肾活血汤进行灌胃(1次/d),阳性对照组给予阿仑膦酸钠5 mg/kg灌胃(1次/周)。给药3个月后,Micro-CT检测胫骨骨密度和骨微结构,对股骨进行苏木精-伊红染色、抗酒石酸酸性磷酸酶染色及免疫组化检测核因子κB受体活化因子配体、骨保护素蛋白表达,ELISA检测血清中Ⅰ型胶原交联羧基端肽、抗酒石酸酸性磷酸酶5b水平。结果与结论:①与假手术组相比,模型组小鼠骨密度显著下降、骨小梁形态疏松断裂、血清中Ⅰ型胶原交联羧基端肽、抗酒石酸酸性磷酸酶5b水平显著上升,表明芳香化酶抑制剂所致骨质疏松模型构建成功;②与模型组相比,黄芪补肾活血汤高、中、低剂量组和阳性对照组小鼠骨密度、骨微结构显著改善,骨小梁形态增粗致密,血清中Ⅰ型胶原交联羧基端肽、抗酒石酸酸性磷酸酶5b水平显著下降,破骨细胞数量减少,核因子κB受体活化因子配体蛋白表达下降,骨保护素蛋白表达升高。结果表明,黄芪补肾活血汤可能调控核因子κB受体活化因子配体/核因子κB受体活化因子/骨保护素信号通路抑制破骨细胞活性,改善骨小梁形态和骨微结构,提高骨密度,进而预防芳香化酶抑制剂所致骨质疏松模型的发生发展。

关键词：黄芪补肾活血汤芳香化酶抑制剂骨质疏松症破骨细胞活性核因子κB受体活化因子配体核因子κB受体活化因子骨保护素信号通路

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天然产物调控氧化应激治疗脊髓损伤

中国组织工程研究 2025年第12期29卷 2560-2568页

作者：张孝炜闫炳翰仇道迪薛海鹏谭国庆徐展望山东中医药大学山东省济南市250000 山东中医药大学附属医院山东省济南市250000

背景:脊髓损伤是一种严重的神经系统疾病,常导致神经功能严重受损。在脊髓损伤后的病理过程中,氧化应激是一个重要环节,导致神经细胞死亡和功能丧失。近年来,天然产物因来源广泛、结构多样且生物活性丰富,逐渐在脊髓损伤后的氧化应激治... 详细信息

背景:脊髓损伤是一种严重的神经系统疾病,常导致神经功能严重受损。在脊髓损伤后的病理过程中,氧化应激是一个重要环节,导致神经细胞死亡和功能丧失。近年来,天然产物因来源广泛、结构多样且生物活性丰富,逐渐在脊髓损伤后的氧化应激治疗中展现出潜在的应用价值。目的:讨论部分天然产物在脊髓损伤后氧化应激过程中的治疗作用以及相关作用机制,以期为脊髓损伤的抗氧化治疗提供新的思路和方向。方法:以“spinal cord injury,oxidative stress,anti-oxidation,natural products,natural compounds,polyphenols”“脊髓损伤,氧化应激,抗氧化,天然产物,天然化合物,多酚”为关键词,在PubMed、Web of Science、Embase、Cochrane、维普、CBM、万方和中国知网数据库检索自建库以来至2024年5月的相关文献。制定纳入和排除标准,通过阅读文献标题、摘要及全文内容进行筛选,最终纳入97篇相关文献。结果与结论:①天然产物如多酚类等可以依靠其结构中的酚羟基发挥直接清除氧化自由基的作用,减轻脊髓损伤后的氧化应激反应;②一些天然产物可以通过调控某些信号转导通路增强体内相关抗氧化酶的活性,减轻氧化应激;③部分天然产物可以通过增强自噬的方式减弱脊髓损伤后的氧化应激;④利用天然产物调控氧化应激可能成为今后临床上治疗脊髓损伤的有效工具。

关键词：脊髓损伤氧化应激抗氧化天然产物天然化合物多酚综述

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甲状腺功能水平与肌少症相关特征表型的关联

中国组织工程研究 2025年第6期29卷 1312-1320页

作者：李嘉彤金玥刘润嘉宋博文朱晓倩李念虎山东中医药大学山东省济南市250014 山东中医药大学附属医院山东省济南市250014

背景:多项观察性研究发现甲状腺功能水平与肌少症之间存在密切关系,但是甲状腺功能水平与肌少症发病之间的因果关系尚不明确。目的:采用两样本孟德尔随机化方法研究甲状腺功能水平与肌少症的因果关系。方法:利用促甲状腺激素、游离三碘... 详细信息

背景:多项观察性研究发现甲状腺功能水平与肌少症之间存在密切关系,但是甲状腺功能水平与肌少症发病之间的因果关系尚不明确。目的:采用两样本孟德尔随机化方法研究甲状腺功能水平与肌少症的因果关系。方法:利用促甲状腺激素、游离三碘甲状腺原氨酸、游离四碘甲状腺原氨酸、亚临床甲状腺功能亢进症、亚临床甲状腺功能减退症和肌少症的4种相关表型——左手握力、右手握力、四肢瘦体质量、步速的全基因组关联研究汇总数据进行两样本孟德尔随机化分析,分别采用逆方差加权法、加权中位数法、简单模式法、加权中值方法和MR-Egger回归法作为分析方法,同时采用异质性检验、多效性检验、MR-PRESSO、留一法、漏斗图等方法进行敏感性分析。结果与结论:促甲状腺激素的增高会增加左手握力(β=0.02,SE=0.01,P=0.01)、右手握力(β=0.02,SE=0.01,P=0.01),游离三碘甲状腺原氨酸的增高会降低左手握力(β=-0.06,SE=0.02,P=9.5×10^(-5))、右手握力(β=-0.07,SE=0.02,P=9.3×10^(-5)),亚临床甲状腺功能亢进症会降低步速(β=-4.4×10^(-3),SE=1.7×10^(-3),P=0.01)。敏感性分析结果与主要分析基本一致。结果表明:促甲状腺激素上升是肌少症保护因素,游离三碘甲状腺原氨酸上升和亚临床甲状腺功能亢进症可能导致肌少症发生风险增加。

关键词：孟德尔随机化因果关系甲状腺功能促甲状腺激素游离三碘甲状腺原氨酸肌少症

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深度学习在心力衰竭检测中的应用综述

计算机科学与探索 2025年第1期 65-78页

作者：王永威魏德健曹慧姜良山东中医药大学智能与信息工程学院

随着生物医学技术的发展，利用生物信号进行心力衰竭的早期诊断已成为提高患者生存率和降低治疗成本的关键策略。在此背景下，深度学习技术的迅猛发展为心力衰竭检测开辟了新路径。系统地综述了深度学习在心力衰竭检测中的最新进展和应... 详细信息

随着生物医学技术的发展，利用生物信号进行心力衰竭的早期诊断已成为提高患者生存率和降低治疗成本的关键策略。在此背景下，深度学习技术的迅猛发展为心力衰竭检测开辟了新路径。系统地综述了深度学习在心力衰竭检测中的最新进展和应用。概述了心力衰竭检测涉及的主要生物医学信号和公开数据集。详细分析了深度学习在心力衰竭诊断领域的应用及其发展，特别是对卷积神经网络和长短期记忆网络处理心电图、心率变异性、心音等关键生物医学信号的能力进行了深入分析，总结了这些技术的优势、局限性，并对各类模型性能进行了比较。探讨了通过融合多种人工智能技术所构建的混合模型在提升检测精度和模型泛化能力方面的潜力，以及如何利用模型的可解释性来增加检测过程的透明度，提升医生的信任度。最后总结了当前研究存在的不足，并对未来研究方向提出展望，强调了跨学科合作在推动心力衰竭检测技术进步中的重要性。

关键词：心力衰竭生物医学信号深度学习卷积神经网络循环神经网络混合模型

当归多糖调节骨髓造血微环境治疗再生障碍性贫血的机制

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同方期刊数据库

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中国组织工程研究 2025年第1期29卷 44-51页

作者：付佳琪陈修保崔兴陈泽涛山东中医药大学中医学院山东省济南市250013 山东中医药大学附属医院老年病科山东省济南市250013 山东中医药大学第二附属医院肿瘤中心山东省济南市250001

背景:如何改善造血微环境是目前再生障碍性贫血治疗的热点问题。目的:结合GEO测序分析、网络药理学与实验验证当归多糖改善骨髓造血微环境治疗再生障碍性贫血的作用机制。方法:借助GEO数据库获得了再生障碍性贫血相关差异表达基因并进... 详细信息

背景:如何改善造血微环境是目前再生障碍性贫血治疗的热点问题。目的:结合GEO测序分析、网络药理学与实验验证当归多糖改善骨髓造血微环境治疗再生障碍性贫血的作用机制。方法:借助GEO数据库获得了再生障碍性贫血相关差异表达基因并进行GO和GSEA分析。结合文献与PubChem、SwissTargetPrediction、PharmMapper数据库获取当归多糖活性成分和靶点。取交集靶点后利用STRING和Cytoscape构建蛋白相互作用网络,并进行GO和KEGG富集分析。构建再生障碍性贫血小鼠模型,利用血细胞分析仪、流式细胞术、ELISA、免疫组化、免疫荧光染色、Western blot方法验证当归多糖对再生障碍性贫血的疗效与作用机制。结果与结论:(1)共筛选出834个差异表达基因,参与细胞发育、造血、髓系细胞分化等生物学过程;(2)检索得到当归多糖相关347个靶点并筛选出77个潜在治疗基因,其中VEGFA、EGLN1、BCL2、干扰素γ、白细胞介素2、白细胞介素4、白细胞介素6等血管生成、凋亡及免疫相关因子度值显著;(3)KEGG通路富集分析治疗靶点主要富集在Th17细胞分化、NK相关细胞毒性、细胞黏附因子等干扰素γ、白细胞介素2、白细胞介素4相关信号通路;(4)动物实验表明,当归多糖能够显著改善再生障碍性贫血小鼠骨髓造血,增加外周血细胞及骨髓单个核细胞计数,提高小鼠存活率;与模型组相比,当归多糖组小鼠Th1/Th2细胞比例显著下降(P<0.01),干扰素γ水平显著降低(P<0.01),白细胞介素4水平升高(P<0.05),VEGFA表达显著升高(P<0.01),EGLN1表达显著降低(P<0.01),骨髓单个核细胞凋亡率、活性氧水平显著降低(P<0.01),Cleaved Caspase-3蛋白表达显著增高(P<0.01),Bcl-2/Bax比值显著降低(P<0.01);(5)结果表明:当归多糖能够通过调节异常T细胞亚群,促进血管生成以改善造血微环境,并抑制骨髓单个核细胞凋亡,以改善再生障碍性贫血小鼠的造血功能。

关键词：当归多糖再生障碍性贫血 Th1/Th2 骨髓造血微环境细胞凋亡

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骨关节炎的氧化应激相关基因和免疫浸润分析

中国组织工程研究 2025年第2期29卷 302-311页

作者：吴傲于鹏滕加文孔鹏卞泗善山东中医药大学第一临床医学院山东省济南市250000 山东中医药大学附属医院山东省济南市250000

背景:目前对于骨关节炎的发病机制尚不清楚,缺乏有效控制疾病的手段,且研究多集中在免疫领域,对氧化应激领域研究较少。目的:探索氧化应激与免疫浸润在骨关节炎中的作用,并预测相关miRNA和治疗药物。方法:从GEO数据库中获取GSE55235数据... 详细信息

背景:目前对于骨关节炎的发病机制尚不清楚,缺乏有效控制疾病的手段,且研究多集中在免疫领域,对氧化应激领域研究较少。目的:探索氧化应激与免疫浸润在骨关节炎中的作用,并预测相关miRNA和治疗药物。方法:从GEO数据库中获取GSE55235数据集(10例骨关节炎样本和10例健康对照样本)和GSE55457数据集(10例骨关节炎样本和10例健康对照样本)进行合并,获取差异表达基因,并结合氧化应激基因得到差异表达氧化应激基因。对差异表达氧化应激基因进行KEGG、GO富集分析,并使用GSEA富集分析评价骨关节炎通路和生物过程。使用STRING在线平台和Cytoscape软件建立了蛋白质相互作用网络,运行Degree算法得到关键基因,从GEO数据库中获取GSE1919作为验证数据集,对关键基因进行差异分析及受试者工作特征曲线分析,得到核心基因。此外,用CIBERSORT对免疫浸润进行评估,并探索核心基因与免疫细胞的相关性,使用TargetScan对核心基因进行miRNA预测及使用DSigDB数据库对靶点药物进行预测。结果与结论:①确定了65个差异表达氧化应激基因和5个核心基因(IL1B、CXCL8、MYC、NFKBIA、JUN);②富集分析结果显示,差异表达氧化应激基因的主要聚焦点包括氧化应激、白细胞介素17、破骨细胞分化、流体剪切应力以及动脉粥样硬化等通路;③5个核心基因的受试者工作特征曲线下面积均>0.85,说明对诊断骨关节具有良好的特异性和敏感性,且与免疫细胞密切关联;④miRNA的预测结果是hsa-miR-3937,治疗小分子药物包括二甲双胍、离子霉素和塞来昔布等。结果表明:骨关节炎中存在氧化应激与免疫浸润,且免疫浸润参与激活氧化应激。核心基因及预测的miRNA可作为诊断骨关节炎的新型标志物,预测的小分子药物可治疗骨关节炎。

关键词：骨关节炎氧化应激免疫浸润差异基因生物标志物 miRNA 药物预测

黄芪甲苷可缓解MC3T3-E1细胞氧化应激损伤并促进成骨

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中国组织工程研究 2025年第17期29卷 3529-3536页

作者：张加豪李嘉程温明韬郭艳波骆帝李刚山东中医药大学第一临床医学院山东省济南市250014 山东中医药大学附属医院山东省济南市250014

背景:氧化应激是导致骨质疏松症的主要原因之一,减少氧化应激水平与增加抗氧化防御是治疗骨质疏松症的重要研究方向。研究证实黄芪甲苷具有抗骨质疏松作用,但其作用机制尚不明确。目的:探讨黄芪甲苷对氧化应激条件下MC3T3-E1细胞成骨的... 详细信息

背景:氧化应激是导致骨质疏松症的主要原因之一,减少氧化应激水平与增加抗氧化防御是治疗骨质疏松症的重要研究方向。研究证实黄芪甲苷具有抗骨质疏松作用,但其作用机制尚不明确。目的:探讨黄芪甲苷对氧化应激条件下MC3T3-E1细胞成骨的作用。方法:将MC3T3-E1细胞分4组培养:对照组加入完全培养基,模型组加入含过氧化氢的完全培养基干预24 h后更换为完全培养基,黄芪甲苷组加入含过氧化氢、黄芪甲苷的完全培养基干预24 h后更换为含黄芪甲苷的完全培养基,抑制剂组加入含过氧化氢、黄芪甲苷、细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinases,ERK)抑制剂的完全培养基干预24 h后更换为含黄芪甲苷、ERK抑制剂的完全培养基。过氧化氢干预48 h后,通过丙二醛含量检测黄芪甲苷对MC3T3-E1细胞氧化应激的缓解作用;过氧化氢干预48 h后进行成骨诱导培养,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色验证MC3T3-E1细胞成骨及矿化能力,通过RT-qPCR检测成骨相关基因的表达,Western blot检测成骨相关蛋白及ERK/腺苷酸激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)信号通路蛋白的表达。结果与结论:(1)模型组细胞内碱性磷酸酶含量与矿化结节形成均少于对照组(P<0.05),黄芪甲苷组细胞内碱性磷酸酶含量与矿化结节形成均多于模型组(P<0.05)。(2)与对照组比较,模型组细胞内丙二醛含量增加(P<0.05),骨钙素、RUNX2、Ⅰ型胶原蛋白的mRNA与蛋白表达均降低(P<0.05),AMPK mRNA与p-AMPK蛋白表达升高(P<0.05);与模型组比较,黄芪甲苷组细胞内丙二醛含量减少(P<0.05),骨钙素、RUNX2、Ⅰ型胶原蛋白的mRNA与蛋白表达均升高(P<0.05),ERK1/2、AMPK mRNA表达升高(P<0.05),p-AMPK、p-ERK1/2蛋白表达均升高(P<0.05);ERK抑制剂可部分抑制黄芪甲苷的上述作用。(3)结果表明,黄芪甲苷可通过激活ERK/AMPK信号通路促进氧化应激条件下MC3T3-E1细胞的成骨分化。

关键词：黄芪甲苷骨质疏松症 MC3T3-E1细胞氧化应激 ERK/AMPK信号通路成骨工程化骨材料

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肥胖症与弥漫性特发性骨肥厚症的关系

中国组织工程研究 2025年第17期29卷 3705-3712页

作者：孔鹿鸣赵弟乾白文哲李念虎山东中医药大学第一临床医学院山东省济南市250014 山东中医药大学附属医院山东省济南市250014

背景:弥漫性特发性骨肥厚症是一种以韧带、肌腱等软组织及其附着部位的钙化和骨化为主要表现的全身性非炎症疾病,主要影响50岁以上的男性。研究表明肥胖症患者中弥漫性特发性骨肥厚症的发病率更高,但二者的因果关系尚不明确。目的:旨在... 详细信息

背景:弥漫性特发性骨肥厚症是一种以韧带、肌腱等软组织及其附着部位的钙化和骨化为主要表现的全身性非炎症疾病,主要影响50岁以上的男性。研究表明肥胖症患者中弥漫性特发性骨肥厚症的发病率更高,但二者的因果关系尚不明确。目的:旨在通过孟德尔随机化分析方法,探讨肥胖症与弥漫性特发性骨肥厚症之间的因果关系。方法:研究选取全基因组关联研究数据库中的单核苷酸多态性作为工具变量,包括肥胖症和弥漫性特发性骨肥厚症相关数据。使用双向双样本孟德尔随机化分析方法评估肥胖症与弥漫性特发性骨肥厚症之间的因果关系,同时进行多效性、异质性和敏感性评价。结果与结论:孟德尔随机化分析发现肥胖症与弥漫性特发性骨肥厚症之间存在显著的正向因果关系。逆方差加权法显示“肥胖”(OR=1.111,95%CI:1.068-1.156,P=1.598×10^(-7))、“肥胖,热量过剩”(OR=1.093,95%CI:1.042-1.146,P=0.000)和“肥胖,其他/不详”(OR=1.109,95%CI:1.069-1.152,P=4.908×10^(-8))均与弥漫性特发性骨肥厚症显著相关。反向孟德尔随机化分析未发现弥漫性特发性骨肥厚症与肥胖症之间存在因果关系。多效性、异质性和敏感性检验结果验证了孟德尔随机化分析结果的可靠性。这表明肥胖症显著增加了弥漫性特发性骨肥厚症的风险,但弥漫性特发性骨肥厚症并不是肥胖症的危险因素。

关键词：弥漫性特发性骨肥厚症肥胖症代谢综合征孟德尔随机化单核苷酸多态性工具变量因果关系工程化骨组织