目的通过分析新型冠状病毒感染后(简称“新冠后”)慢性疲劳综合征(chronic fatigue syndrome,CFS)患者与正常受试者的单细胞转录组数据,探讨新冠后CFS与炎症反应、氧化应激和细胞凋亡之间的分子机制,并预测调控关键基因的潜在中药,为治疗新冠后CFS提供理论支持。方法使用R语言4.2.1中的“Seurat”包处理新冠后CFS患者与正常受试者的外周血单细胞测序数据,“CellChat”包进行细胞通讯分析,“scMetabolism”包评估细胞代谢特征,综合5种算法(AddModuleScore、AUCell、UCell、singscore和ssGSEA)计算新冠后CFS患者与正常受试者中5种免疫细胞炎症反应、氧化应激和细胞凋亡评分,并比较两者间的差异。使用“scCODE”包鉴定各类免疫细胞在正常受试者与新冠后CFS患者之间的差异表达(differential expression,DE)基因。Upset图分析得到新冠后CFS炎症反应相关基因(inflammatory response related genes,IRGs)、氧化应激相关基因(oxidative stress related genes,OSRGs)和细胞凋亡相关基因(apoptosis related genes,ARGs)。使用“ClusterProfiler”包分别对IRGs、OSRGs、ARGs进行基因本体生物学过程(gene ontology biological process,GOBP)富集分析。基于STRING数据库及Cytoscape软件构建“IRGs-OSRGs-ARGs”分子交互复杂网络,使用cytoHubba插件筛选关键基因。利用COREMINE数据库预测调控关键基因的中药,并通过古今医案云平台统计中药的性味归经、药物功效分类。结果共鉴定出5种免疫细胞,分别为B细胞、CD4^(+)T细胞、CD8^(+)T细胞、NK细胞和单核细胞。相比于正常受试者,新冠后CFS患者的细胞通讯更为丰富且强度更大,两者之间并无明显差异的细胞代谢特征。新冠后CFS患者中各类免疫细胞的炎症反应、氧化应激和细胞凋亡评分普遍高于正常受试者。共得到33个IRGs、17个OSRGs和54个ARGs。“IRGs-OSRGs-ARGs”分子交互网络显示,IRGs、OSRGs和ARGs之间存在密切联系,最后鉴定出8个关键基因。干预中药药性以寒为主,温、平次之;药味以苦、辛、甘为主;归经以肝、脾、肺为主;功效分类以补虚药(甘草、人参等)、清热药(黄芩、鱼腥草等)、活血化瘀药(郁金、丹参等)为主。结论新冠后CFS患者存在异常的炎症反应、氧化应激和细胞凋亡状态,且三者之间密切关联。8个关键基因(TNF、BCL2、CTNNB1、CXCL8、IFNG、HIF1A、MCL1、CYCS)可能是新冠后CFS的潜在治疗靶标。临床治疗新冠后CFS应注重补虚药、清热药及活血化瘀等药物的配伍使用。
目的利用生物信息学研究乳腺癌自噬相关分子模式和肿瘤微环境免疫细胞浸润特征,同时预测具有潜在治疗作用的中药。方法从TCGA和GEO数据库下载乳腺癌数据,从UCSC Xena数据库获得乳腺癌拷贝数相关数据。使用R语言和Perl分析乳腺癌自噬相关基因在肿瘤组织和癌旁组织表达以及自噬相关基因的拷贝数情况。通过单因素Cox分析、Kaplan-Meier生存分析、最小绝对收缩和选择算子(logistic least absolute shrinkage and selection operator,Lasso)分析、受试者工作特征(receiver operator characteristic,ROC)、列线图构建自噬相关预后模型并评估其预后价值。利用基因集变异分析(gene set variation analysis,GSVA)、京都百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、单样本基因集富集分析(single-sample gene set enrichment analysis,ssGSEA)和CIBERSORT算法,探索其在乳腺癌中的潜在生物学功能和免疫细胞浸润情况。在此基础上,将关键基因导入SymMap数据库获取相关中药,采用Cytocaspe构建“中药-成分-靶点”网络图,并通过体外实验验证代表性自噬相关中药对乳腺癌细胞增殖及侵袭的影响。结果大部分自噬相关基因在乳腺癌肿瘤组织和癌旁组织中有表达差异和拷贝数变异,其中肿瘤蛋白P53(tumor protein P53,TP53)的突变频率最高。构建的自噬相关预后模型提示高风险乳腺癌患者预后更差。通过ssGSEA、ESTIMATE和CIBERSORT进一步表明,所建立的模型可能对免疫细胞丰度、免疫细胞类型等产生影响。此外,预测结果提示调控乳腺癌自噬的中药功效以清热解毒、活血化瘀、补阳类为主,药性以辛、苦、甘、寒为主,主要归肝、肺、胃经。实验验证进一步表明,清热解毒药白花蛇舌草、活血化瘀药郁金、补阳药肉苁蓉/淫羊藿可通过调控自噬活性抑制乳腺癌发展。结论自噬指示乳腺癌不良预后,并与肿瘤免疫浸润密切相关。调控乳腺癌自噬的中药以清热解毒、活血化瘀、补阳类为主,为乳腺癌的免疫和中医药治疗提供新的方向。
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