Udforskning af årsagssammenhæng mellem lungeadenokarcinom-relateret depression fra perspektiv af "al Qi-stagnation og depression relateret til lunge" og forudsigelse af intervention Traditionel kinesisk medicin

Abstrakt:Formål At udforske den genetiske årsagssammenhæng mellemlungeadenokarcinom(LUAD) ogsvær depressiv lidelse (MDD)gennem Mendelsk randomiseringsanalyse (MR) baseret på teorien om "al qi-stagnation og depression relateret til lunge", og forudsige potentielle traditionelle kinesiske lægemidler til intervention af lungeadenokarcinom-relateret depression (LAD). Metoder Genome-wide association studies (GWAS) datasæt for LUAD og MDD blev opnået fra IEU OpenGWAS databasen. MR-analyse og robusthedsvurdering blev primært udført ved hjælp af TwoSampleIVMR-pakken i R-software. berigelsesanalyse blev udført baseret på IVNG'er, og CTD- og ITCM-databaserne blev brugt til at forudsige relevante kemiske komponenter og potentielle traditionelle kinesiske medicin (TCM)-interventioner=0.018 99) foreslog en svag positiv kausal effekt mellem LUAD og MDD. Robusthedsanalyse viste ingen signifikant heterogenitet eller horisontal pleiotropi, hvilket bekræfter resultaternes pålidelighed, der afslørede en signifikant sammenhæng med den kolinerge synaptiske signalvej, som kategoriserede de 3 mest hyppige TCM-grupper Indgrebene var overvejende varme, efterfulgt af neutrale og kolde. De fem smagsvarianter var primært søde, med bitter og skarp smag efterfulgt af lunge, milt, mave, nyre og hjerte. fugt. Klassiske recepter svarende til de 15 hyppigste TCM inkluderede Mahuang (Ephedrae Herba), Zhizi (Gardeniae Fructus), Yiyiren (Coicis Semen), Pugongying (Taraxaci Herba) og.Roucongrong (Cistanches Herba), med lignende klassiske recepter som Mahuang-baserede formler, Huaihua Powder (槐花散), Huanglian Jiedu Decoction (黄连解毒汤), Weijing Decoction (苇茎汤), Wuwei Xiaodu Drink (5咎鵥), 毒川煎), Huagan Decoction (化肝煎) og Sangxing Decoction (桑杏汤). Konklusion Baseret på teorien "al qi-stagnation og depression relateret til lunge", blev der fundet en svag positiv genetisk kausal effekt mellem LUAD og MDD. LUAD kan fremme udviklingen af ​​MDD ved at påvirke neurale signaltransmission og reguleringsmekanismer, især gennem den kolinerge vej. Derudover, ved at kombinere "Target-Status" medicinsk teori og de forudsagte TCM-resultater, udforskede denne undersøgelse potentielle TCM-behandlinger for LAD, med det formål at give referencer til TCM-behandlingen af ​​LAD-patienter for at forbedre de overordnede terapeutiske resultater og mental sundhed hos LUAD-patienter.

Nøgleord: lungeadenokarcinom-relateret depression; Mendelsk randomisering; forudsigelse af traditionel kinesisk medicin; mål-status; Mahuang-baserede formler; Huaihua pulver; Huanglian Jiedu afkog; Weijing afkog; Wuwei Xiaodu drikke; Jichuan afkog; Huagan afkog; Sangxing afkog; Ephedrae Herba; Gardeniae Fructus; Coicis Sæd; Taraxaci Herba;Cistanches Herba

 

 

 

Højniveau urte-cistanche-formel til behandling af lungeadenokarcinomrelateret depression

Whatsapp os for flere detaljer

 

 

Lungeadenokarcinom (LUAD) er den mest almindelige undertype af lungekræft på verdensplan. Selvom der er betydelige regionale forskelle, er forekomsten af ​​LUAD højest blandt både mænd og kvinder i Østasien [1]. Den psykologiske byrde forbundet med ondartede tumorer, især forekomsten af ​​svær depressiv lidelse (MDD) hos patienter, udgør betydelige udfordringer for den enkeltes sundhed. Dette påvirker ikke kun deres livskvalitet, men påvirker også effektiviteten af ​​sygdomsbehandling negativt [2]. Derfor er rettidig identifikation og behandling af MDD af stor betydning for at forbedre den overordnede prognose for patienter med ondartede tumorer.

Traditionel kinesisk medicin (TCM) har en teori, der siger, "Alle former for qi-stagnation og undertrykkelse tilhører lungerne," hvilket fører til den hypotese, at forekomsten af ​​MDD hos LUAD-patienter kan være forbundet med dysfunktion i lungens dispergerende og nedadgående funktioner. Undersøgelser har bekræftet en tovejs sammenhæng mellem ondartede tumorer og MDD. For eksempel er der en genetisk sammenhæng mellem MDD og en øget risiko for lungekræft [3], og forekomsten af ​​MDD er højere hos lungekræftpatienter sammenlignet med ikke-kræftpopulationer [4]. Hvorvidt LUAD, som en undertype af lungekræft, har et genetisk grundlag for forekomsten af ​​MDD, er dog ikke fuldt ud klarlagt.

Denne undersøgelse er den første til at bruge to-prøve Mendelian randomisering (MR) analyse til at udforske den genetiske årsagssammenhæng mellem LUAD og MDD. Ved at identificere instrumentelle variable nærliggende gener (IVNG'er) og udføre berigelsesanalyser, sigter undersøgelsen på at belyse de potentielle patogene mekanismer, der ligger til grund for sammenhængen mellem LUAD og MDD. Desuden forudsiger undersøgelsen, baseret på IVNG'er og offentlige databaser, potentielle forbindelser og kinesiske lægeurter til at gribe ind i LUAD-relateret depression (LAD). Ved at kombinere disse forudsigelser med "statsmålrettet" medicin [5], undersøger undersøgelsen TCM-tilgange til behandling af LAD med det formål at opnå præcis målrettet behandling under vejledning af grundlæggende TCM-teorier og syndromdifferentiering og behandling. Dette giver innovative ideer og metoder til TCM-baserede interventioner til LAD, der fremmer arv, innovation og modernisering af TCM.

1 Materialer og metoder

1.1 Studiedesign

Først blev to-prøve MR-analyse brugt til at vurdere den genetiske årsagsvirkning mellem LUAD og MDD. IVNG'er blev derefter opnået, og berigelsesanalyse ved hjælp af genontologi (GO) og Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) blev udført for at afsløre de potentielle patogene mekanismer af LAD. Derudover blev forbindelser og kinesiske lægeurter forbundet med LAD forudsagt baseret på IVNG'er. Endelig blev Ancient and Modern Medical Records Cloud Platform (V2.3.9) (https://www.yiankb.com/) brugt til statistisk analyse, klyngeanalyse og identifikation af lignende klassiske recepter for de forudsagte kinesiske lægeurter. Dette gav nye ideer og metoder til TCM-baserede interventioner i LAD. Forskningsarbejdsgangen er vist i figur 1.

 

1.2 MR-analyse

1.2.1 Erhvervelse af GWAS-datasæt (Genom-Wide Association Studies).

GWAS-datasæt til LUAD og MDD blev opnået ved hjælp af TwoSampleMR-pakken fra IEU OpenGWAS-databasen (https://gwas.mrcieu.ac.uk/). LUAD GWAS-datasættet (ieu-a-965) og MDD-datasættet (ebi-a-GCST90038650) blev brugt til at udtrække instrumentelle variabler relateret til LUAD og deres effektinformation i ebi-a-GCST90038650-datasættet til kausal inferens i MR-analyse.

ieu-a-965-datasættet omfatter 3.442 LUAD-tilfælde og 14.894 raske kontroller, i alt 18.336 personer. ebi-a-GCST90038650-datasættet består af GWAS-sammendragsdata fra europæiske populationer, udgivet af Dönertaş et al. [6] tommerNaturens aldringi 2021.

1.2.2 Valg af instrumentelle variable

MR-undersøgelser skal opfylde tre kerneantagelser:

Instrumentelle variabler (IV'er) skal være signifikant forbundet med eksponeringsfaktoren.

IV'er må ikke være forbundet med nogen forvirrende faktorer.

IV'er må kun påvirke resultatet gennem eksponeringsfaktoren.

I denne undersøgelse blev information om enkelt nukleotidpolymorfi (SNP) hentet fra GWAS-kataloget (https://gwas.mrcieu.ac.uk/), og SNP'er forbundet med potentielle forvirrende faktorer (f.eks. skizofreni, bipolar lidelse, maniske episoder, posttraumatisk stressforstyrrelse, mental sygdom, MDD-begyndelse, alderdomssygdomme osv.) udelukket. Følgende trin blev udført ved hjælp af TwoSampleMR-pakken:

Valg af SNP'er tæt relateret til de instrumentelle variable: En selektionstærskel påP< 1,0 x 10⁻⁵ blev påført. DenneP-værditærskel er almindeligvis brugt i GWAS-studier for at sikre, at de udvalgte SNP'er har tilstrækkelig statistisk signifikans med egenskaben, og derved reducerer den falske positive rate og sikrer pålideligheden af ​​IV'erne [7].

Fjernelse af uligevægt i forbindelsen: Parametre blev sat somr²= 0.001 ogkb= 10.000. Disse tærskler sikrer uafhængigheden af ​​de udvalgte SNP'er i genomet, undgår overdreven korrelation mellem IV'er på grund af stærk koblingsuligevægt, hvilket forbedrer gyldigheden af ​​IV'erne [8].

Eksklusiv SNP'er med mindre allelfrekvens (MAF) < 0,01: Denmaf_tærskelparameter blev anvendt for at udelukke sjældne SNP'er, hvilket sikrer, at de udvalgte SNP'er har bedre statistisk kraft og biologisk repræsentativitet, i overensstemmelse med selektionsstandarderne for almindelige varianter [9].

Eksklusiv palindromiske SNP'er: Dette trin undgår analysebias forårsaget af palindromiske sekvenser, hvilket yderligere forbedrer nøjagtigheden af ​​resultaterne [10].

1.2.3 Statistisk analyse

Denne undersøgelse brugte primært den inverse variansvægtede (IVW) metode til at evaluere genetiske kausale virkninger, mens MR-Egger, Simple Mode, Weighted Median og Weighted Mode metoder blev brugt til at vurdere robustheden af ​​IVW-resultaterne. Den potentielle årsagssammenhæng mellem LUAD og MDD blev præsenteret ved hjælp af oddsratioer (OR) og 95 % konfidensintervaller (CI).

Heterogenitetstest blev udført ved hjælp af MR-Egger- og IVW-metoderne for at evaluere heterogenitet blandt IV'er. Hvis der blev påvist stærk heterogenitet (Q_pval< 0,05), blev en tilfældig effektmodel brugt til at opnå mere robuste effektestimater. Horisontal pleiotropi af SNP'er og stabiliteten af ​​IVW-resultater blev vurderet ved hjælp af henholdsvis MR-Egger intercept-testen og leave-one-out-metoden. ENP< 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant. Alle statistiske analyser blev udført ved brug af R version 4.4.2.

1.3 Funktionel berigelsesanalyse baseret på IVNG'er

Placeringen og kromosomsekvensoplysningerne for SNP'er blev forespurgt i Ensembl-databasen (https://www.ensembl.org/) ved hjælp af SNP-ID'er. BioMart-værktøjet blev derefter brugt til at identificere alle instrumentelle variable nærliggende gener (IVNG'er) inden for ±200 kb af disse SNP'er. Funktionel berigelsesanalyse af IVNG'er blev udført ved hjælp afclusterProfilerpakke [11], med berigelsesresultaterne visualiseret ved hjælp afggplot2pakke. Nøgleforløbsdiagrammer blev hentet fra KEGG-databasen (https://www.kegg.jp/).

 

1.4 Forudsigelse og statistisk analyse af potentielle kinesiske lægeurter

IVNG'er blev indsendt til Comparative Toxicogenomics Database (CTD, https://ctdbase.org/) for at identificere forbindelser, der regulerer disse gener. Forbindelser blev filtreret for dem, der er forbundet med mennesker (Homo sapiens) og understøttet af mere end eller lig med 2 IVNG'er eller større end eller lig med 2 publikationer. Relaterede kinesiske lægeurter blev derefter hentet ved hjælp af ITCM-databasen (http://itcm.biotcm.net/) [12].

Kinesiske lægeurter indeholdende de samme forbindelser blev grupperet sammen [13-15]. Hvis en enkelt urt indeholdt flere forbindelser identificeret i denne undersøgelse, kunne den forekomme i flere grupper. De grupperede urter blev uploadet til Ancient and Modern Medical Records Cloud Platform (V2.3.9, https://www.yiankb.com/) til standardiseringsbehandling (f.eks. blev "Perilla" forenet som "Perilla leaf", "Artemisia" som "Liu Ji Nu", "Flat Plantain" som "Plantago Herb" osv.). Klyngeanalyse, statistisk analyse af urteegenskaber og meridiantropisme og effektivitetsanalyse blev derefter udført. De højfrekvente urter blev yderligere analyseret i det klassiske receptidentifikationsmodul for at identificere lignende klassiske formler.

Forbindelserne med tilsvarende potentielle kinesiske lægeurter, deres relaterede IVNG'er og den standardiserede potentielle urteinformation blev uploadet til Cytoscape (V3.10.3) for at konstruere et "IVNG-forbindelse-urt" kortlægningsnetværk.

 

2 resultater

2.1 Årsagsvirkningsanalyse resultater mellem LUAD og MDD

LUAD GWAS-datasættet (ieu-a-965) indeholdt i alt 8.881.354 SNP'er, og 12 SNP'er blev bibeholdt som instrumentelle variabler efter screening til efterfølgende MR-analyse. Oplysninger om de instrumentelle variable er vist i tabel 1.

Resultaterne af IVW-metoden viste, at værdien var 0,00205 (positiv) og statistisk signifikant (P< 0,05), hvilket tyder på en potentiel svag positiv årsagsvirkning mellem LUAD og forekomsten af ​​MDD. Andre MR-analysemetoder viste dog ikke statistisk signifikans (P> 0,05). Detaljerede MR-analyseresultater er angivet i tabel 2 og figur 2.

 

Tabel 2 Analyserer resultater af Mendelsk rndomisering

Metode	SNP'er		SE	P
hr. Egger	12	0.00233	0.00195	0.26045
Vægtet median	12	0.00219	0.00190	0.42978
IVW	12	0.00205	0.00087	0.01899*
Simpel tilstand	12	0.00171	0.00181	0.92606
Vægtet tilstand	12	0.00074	0.00103	0.58903

Note: P< 0,05 anses for statistisk signifikant.

 

2.2 Robusthedsanalyse Resultater af MR-analyse

Heterogenitetstestresultaterne viste ingen signifikant heterogenitet blandt de instrumentelle variable ved brug af både MR Egger og IVW metoderne (P> 0,05), hvilket indikerer konsistente virkninger af de instrumentelle variable på forekomsten af ​​MDD. Dette understøtter pålideligheden af ​​MR-analyseresultaterne (tabel 3).

MR Egger aflytningsbegrebet (P= 0.8761) indikerede ingen signifikant horisontal pleiotropi, hvilket tyder på, at virkningerne af de instrumentelle variable på forekomsten af ​​MDD primært blev medieret gennem den direkte kausale vej af LUAD snarere end andre forvirrende effekter (Egger intercept=−0,00056, standardfejl=0.00352,P = 0.8761).

Leave-one-out-metodens resultater viste, at ingen af ​​de instrumentelle variabler forårsagede en signifikant ændring i den overordnede årsagsvirkning, og retningen af ​​effekten forblev konsistent. Dette afspejler robustheden og validiteten af ​​de instrumentelle variabler (figur 3).

Tragtplottet afslørede, at datapunkterne generelt var symmetriske, i overensstemmelse med manglen på signifikant heterogenitet og horisontal pleiotropi, hvilket yderligere validerede rationaliteten af ​​den instrumentelle variabeludvælgelse og robustheden af ​​den kausale effektestimering (figur 4).

 

 

Fig. 2 Årsagsvirkningsestimater af LUAD- og MDD-forekomst ved brug af forskellige MR-metoder

 

 

2.3 Funktionel berigelsesanalyse resultater af IVNG'er

Baseret på de kromosomale sekvenser og loci af de 12 SNP'er blev 120 IVNG'er identificeret fra Ensembl-databasen. Funktionel berigelsesanalyse af disse IVNG'er afslørede følgende resultater:

GO Funktionel berigelse: IVNG'er blev primært beriget i biologiske processer såsom respons på nikotin, kolinerg synaptisk transmission og neurotransmittertransport. De var også forbundet med cellulære komponenter som plasmamembransignalreceptorkomplekser, den cytoplasmatiske side af membranen og postsynaptisk membran. Med hensyn til molekylære funktioner blev de beriget i aktiviteter såsom symporteraktivitet, sekundær aktiv transmembrantransportøraktivitet, passiv transmembrantransportøraktivitet og kanalaktivitet (figur 5-A).

KEGG Pathway Enrichment: De berigede veje var hovedsageligt relateret til cholinerge signalveje (figur 5-A, B).

De berigede GO-funktioner og KEGG-veje var primært forbundet med følgende IVNG'er:
CHRNA3 (cholinerg receptor nikotinisk alfa 3), CHRNA5, CHRNB4, EEF1A2 (forlængelse faktor 1 alfa 2), KCNQ2 (kalium voltage-gated kanal underfamilie Q medlem 2), LIME1 (Lck interagerende membranprotein 1), PIK3CG (phosphatidylinokinase-phosphatidylinokinase) katalytisk underenhed gamma), PTK6 (proteintyrosinkinase 6), SLC12A7 (opløste bærerfamilie 12 medlem 7), SLC6A18, SLC6A19, SLC6A3, SRMS (Src-relateret kinase Lck-interagerende membranprotein) og TRAF3 (TNF-receptor-associeret faktor 35) (Figur-associeret faktor 35).

 

2.4 Forudsigelse og statistisk analyse af potentielle kinesiske lægeurter

IVNG'er blev indsendt til CTD-databasen for at hente relaterede forbindelser, hvilket gav 1.023 forbindelser efter deduplikation, inklusive repræsentanter som retinsyre, rotenon, resveratrol, ascorbinsyre, camptothecin og citronsyre. Yderligere filtrering reducerede listen til 170 forbindelser. Ved hjælp af ITCM-databasen blev 41 af disse forbindelser kortlagt til tilsvarende kinesiske lægeurter.

De identificerede urter blev grupperet og uploadet til Ancient and Modern Medical Records Cloud Platform til standardisering og deduplikering, hvilket resulterede i 580 potentielle lægeurter. De hyppigst nævnte urter medfølgerSha Yuan Zi(Astragalus frø),Shan Zha Ye(Hawthorn blad),Ju Ju(cikorie),Feng Mi(Honning),Guang Zao(Jujube),Zhi Zi(Gardenia),Luo Xuan Zao(Spirulina),Rou Cong Rong(Cistanche), Pu Gong Ying(Mælkebøtte),Qiao Mai(boghvede),Ma Huang(Ephedra),Wu Mei(Mume frugt), ogYi Yi Ren(Coix frø) (tabel 4).

Klyngeanalyse af de 30 bedste urter resulterede i fem hovedkategorier:

Da Huang(Rabarber),Sha Ji(Havtorn).

Shan Zhu Yu(Cornus),Gou Gu Ye(kristtornblad),Wu Zhu Yu(Evodia),Ma Huang(Ephedra),Mu Gua(Papaya).

Lang Kui(Solanum nigrum),Ren Shen(Ginseng),Chuan Xiong(Ligusticum),Ju Ju(cikorie),Jin Qiao Mai(Gylden boghvede),Feng Mi(Honning),Wu Mei(Mume frugt).

Yi Yi Ren(Coix frø),Ji Shi Teng(Paederia),Sha Yuan Zi(Astragalus frø),Guang Zao(Jujube).

E Jiao(æsel-hud gelatine),Shi Hu(Dendrobium),Luo Xuan Zao(Spirulina),Sang Piao Xiao(Mantis æg-etui),Da Suan(Hvidløg),Shan Zha Ye(Hawthorn blad),Qiao Mai(boghvede),Ning Meng(Citron),Zhi Zi(Gardenia),Rou Cong Rong(Cistanche),Pu Gong Ying(Mælkebøtte),Da Ji(Tistel) (Figur 6).

Karakteristika for forudsagte urter

Fire Naturer: Varme urter var de mest almindelige (17,46 %), efterfulgt af neutrale (15,80 %) og kolde (13,81 %) urter (figur 7-A).

Fem smagsvarianter: Sød var den dominerende smag (29,28%), efterfulgt af bitter (26,19%) og skarp (20,88%) (figur 7-B).

Meridian tropisme: Urter virkede hovedsageligt på leveren, efterfulgt af lungerne, milten, maven, nyrerne og hjertet (figur 7-C).

Vigtigste effektiviteter: Den primære effekt var rensning af varme og afgiftning (7,96 %), efterfulgt af afkøling af blodet og standsning af blødning (3,43 %), afgiftning (3,31 %), hæmostase (2,43 %) og fjernelse af varme og fugt (2,10 %) (figur 7-D).

Identifikation af klassiske recepter

Blandt de 15 bedste urter er nøgleurter som f.eksMa Huang(Ephedra),Zhi Zi(Gardenia),Yi Yi Ren(Coix frø),Pu Gong Ying(Mælkebøtte), ogRou Cong Rong(Cistanche) blev ofte identificeret. Lignende klassiske recepter inkluderetMa Huang-baserede formler, Hua Hua San(Sophora Flower Powder),Huang Lian Jie Du Tang(Coptis Detoxification Decoction),Wei Jing Tang(Siv afkog),Wu Wei Xiao Du Yin(Fem-ingrediens afgiftningsdrik),Ji Chuan Jian(Benefit River Decoction),Hua Gan Jian(Lever Transformation Decoction), ogSang Xing Tang(Morbær- og Abrikosafkog) (Tabel 5).

Ved hjælp af Cytoscape (V3.10.3) blev et kortlægningsnetværk af "IVNGs-forbindelser-urter" konstrueret, der involverede 41 kemiske komponenter, 54 IVNG'er og 580 medicinske urter (Figur 7-E).

 

 

Fig. 5 Berigelsesanalyseresultater og skematisk diagram af kolinerg signalvej

 

Tabel 4 Top 30 potentielle indgreb traditionelle kinesiske lægemidler

kinesisk urt	Frekvens	Frekvens %	kinesisk urt	Frekvens	Frekvens %
Astragalus frø	9	17.65%	Mume frugt	9	17.65%
Tjørn blad	9	17.65%	Coix frø	9	17.65%
Cikorie	9	17.65%	Ephedra	9	17.65%
Honning	9	17.65%	Mælkebøtte	9	17.65%
Jujube	8	15.69%	Boghvede	8	15.69%
Gardenia	8	15.69%	Hvidløg	8	15.69%
Spirulina	8	15.69%	Tidsel	8	15.69%
Cistanche	8	15.69%	Citron	8	15.69%
Mulberry mistelten	8	15.69%	Dendrobium	8	15.69%
Æsel-hud gelatine	8	15.69%	Havtorn	8	15.69%
Sophora blomst	8	15.69%	Solanum nigrum	8	15.69%
Ginseng	8	15.69%	Ligusticum	8	15.69%
Papaya	8	15.69%	Cornus	8	15.69%
Holly blad	8	15.69%	Evodia	8	15.69%

 

 

Fig. 6 Klyngeanalyseresultater af traditionel kinesisk medicin