整合网络药理学与单细胞转录组学揭示Morusin在主动脉夹层中的机制作用

Integrated Network Pharmacology, Single-Cell Transcriptomics Unveil the Mechanistic Role of Morusin in Aortic Dissection.

作者信息Zhaomeng Wang, Haoran Zhang, Zhanxiong Xie, Yukun Xiang, Yiwen Fu, Zixun Wang, Haiqing Jiao, Nan Lin, Chenguang Niu, Chao Jiang, Lemin Zheng
PMID41482800
发布时间2026-01
DOI10.1111/jcmm.70971

实验完整度

包含网络药理学预测、分子对接、单细胞转录组分析、体外细胞实验(HAVSMC)和体内动物模型(BAPN诱导小鼠)等多个独立证据层级,并具有功能验证(细胞增殖、小鼠发病率)和机制验证(IL-17通路基因表达)。

主要模型

人主动脉血管平滑肌细胞系(HAVSMC) BAPN诱导的主动脉夹层小鼠模型(C57BL/6J雄性小鼠) 人主动脉夹层组织单细胞转录组数据(GSE213740)

重点核对

AngII刺激浓度:100 nM morusin处理浓度:0、1、3、6、9 μg/mL morusin给药剂量:40 mg/kg(灌胃,每周两次) BAPN浓度:0.25% 饮用水(每周新鲜配制,持续4周) 动物分组:Vehicle + BAPN (n=13) 和 morusin + BAPN (n=13)

摘要

主动脉夹层是一种危及生命的心血管急症,药物治疗选择有限。本研究聚焦于阐明morusin通过多靶点和多通路机制缓解主动脉夹层进展,整合了网络药理学、单细胞转录组学和实验验证。多数据库分析确定了281个morusin靶点和1741个与AD相关的基因,其中84个重叠。富集分析突出IL-17、HIF-1和MAPK信号通路作为潜在调控枢纽。蛋白质-蛋白质相互作用网络分析确定了七个关键靶点,所有靶点在分子对接中均显示出与morusin的高结合亲和力。单细胞转录组学揭示了细胞类型特异性的失调,特别是成纤维细胞和免疫细胞中MAPK8的上调。在体外,morusin剂量依赖性地抑制AngII诱导的血管平滑肌细胞增殖,并调节IL-17通路基因表达。在体内,morusin在BAPN诱导的AD小鼠模型中减轻了主动脉扩张并降低了发病率和死亡率。这些发现表明,morusin通过靶向关键炎症和凋亡通路来缓解AD进展,支持其作为多靶点治疗候选药物的潜力。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
Morusin如何通过多靶点、多通路机制缓解主动脉夹层的进展?
核心机制
Morusin通过调节IL-17、HIF-1和MAPK信号通路,抑制血管平滑肌细胞异常增殖,调节细胞死亡过程(凋亡与焦亡),并减轻血管炎症。
主要证据
网络药理学鉴定7个关键靶点(HSP90AA1、MAPK8、MAPK1、MAPK14、PTGS2、NFKB1、CASP3),分子对接显示高结合亲和力;体外实验显示morusin抑制AngII诱导的HAVSMC增殖并下调HSP90AA1、MAPK8、CASP3表达,上调PTGS2;体内实验显示morusin减轻BAPN诱导的主动脉扩张,降低发病率和死亡率。
研究意义
研究为morusin作为未来抗主动脉夹层干预的多靶点治疗候选药物提供机制见解和支持。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

网络药理学靶点预测与通路富集

预测morusin的潜在靶点及AD相关基因,并富集相关通路。

从PubChem获取morusin的SMILES,整合TargetNet、PharmMapper、SuperPred、SwissTargetPrediction预测281个morusin靶点;从GeneCards筛选1741个AD相关基因;取交集获得84个共有靶点;进行GO和KEGG富集分析;构建PPI网络并筛选核心靶点。

2

分子对接验证靶点结合

验证morusin与核心靶点的结合能力。

使用AutoDock Vina进行分子对接,分析morusin与7个关键靶点(HSP90AA1、MAPK8、MAPK1、MAPK14、PTGS2、NFKB1、CASP3)的结合能。

3

单细胞转录组分析

分析关键靶基因在AD组织不同细胞类型中的表达差异。

从GEO下载AD单细胞数据集GSE213740,进行数据预处理和UMAP可视化,鉴定22个簇和6种主要细胞类型(B细胞、内皮细胞、成纤维细胞、单核细胞、平滑肌细胞、T细胞),并分析关键靶基因的表达模式。

4

体外细胞实验验证

验证morusin对AngII诱导的血管平滑肌细胞增殖和IL-17通路基因表达的影响。

用100 nM AngII刺激HAVSMC,并用不同浓度morusin处理,通过CCK-8实验检测细胞活力,通过qRT-PCR检测IL-17通路相关基因表达。

5

体内动物模型验证

评估morusin对BAPN诱导的主动脉夹层小鼠模型的治疗效果。

给4周龄雄性C57BL/6J小鼠饮用含0.25% BAPN的水4周,morusin组灌胃给予morusin(40 mg/kg)每周两次,通过超声测量主动脉直径,并记录夹层发生率和死亡率,HE和EVG染色观察组织病理。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
人主动脉血管平滑肌细胞系Procell Life Science & Technology Co. Ltd.--
血管紧张素IIMedChemExpress--
桑辛素MedChemExpress--
CCK-8试剂----
一步法逆转录试剂盒Cowin Biotech--
SYBR Green荧光染料----
QuantStudio 3实时荧光定量PCR系统Thermo--
C57BL/6J小鼠Charles River Laboratories--
Visual Sonics Vevo 3100小动物超声成像系统----
石蜡----
Verhoeff-Van Gieson染色----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与处理
HAVSMC培养条件:DMEM+10% FBS+1%青霉素-链霉素,37°C,5% CO2;AngII刺激浓度100 nM;morusin处理浓度0-9 μg/mL
阅读提示:Methods 2.2.1 和 2.2.2
细胞活力检测
细胞接种密度4×10^3 cells/well;处理时间24h;CCK-8孵育时间1h;检测波长450nm
阅读提示:Methods 2.2.3
qRT-PCR
morusin处理浓度3 μg/mL,处理时间24h;引物序列见Table 1
阅读提示:Methods 2.2.4
动物模型
动物:C57BL/6J雄性4周龄;BAPN浓度0.25%饮用水(每周新鲜配制);morusin剂量40 mg/kg灌胃,每周两次;处理周期4周;每组n=13
阅读提示:Methods 2.3
统计分析
两组比较用独立样本t检验;三组及以上用单因素方差分析;显著性阈值p<0.05
阅读提示:Methods 2.4