Utforskning av årsakssammenheng mellom lungeadenokarsinomrelatert depresjon fra perspektiv av "all Qi-stagnasjon og depresjon relatert til lunge" og prediksjon av intervensjon Tradisjonell kinesisk medisin

Abstrakt:Mål Å utforske den genetiske årsakssammenhengen mellomlungeadenokarsinom(LUAD) ogalvorlig depressiv lidelse (MDD)gjennom Mendelsk randomisering (MR) analyse, basert på teorien om "all qi-stagnasjon og depresjon relatert til lunge", og forutsi potensielle tradisjonelle kinesiske medisiner for intervensjon av lungeadenokarsinomrelatert depresjon (LAD). Metoder Genome-wide assosiasjonsstudier (GWAS) datasett for LUAD og MDD ble hentet fra IEU OpenGWAS-databasen. MR-analyse og robusthetsvurdering ble primært utført ved bruk av TwoSampleMR-pakken i R-programvare ved bruk av nærliggende gener var ensembl. Anrikningsanalyse ble utført basert på IVNG-er, og CTD- og ITCM-databasene ble brukt til å forutsi relevante kjemiske komponenter og potensielle intervensjoner for tradisjonell kinesisk medisin (TCM) The Classical and Modern Medical Cases Cloud Platform (V2.3.9) ble brukt for statistisk analyse av TCM, med fokus på de terapeutiske prinsippene og reseptene MR-metoden ved bruk av {V.V.}=0.018 99) antydet en svak positiv årsakseffekt mellom LUAD og MDD. Robusthetsanalyse viste ingen signifikant heterogenitet eller horisontal pleiotropi, noe som bekreftet at resultatene ble anriket og viste en signifikant assosiasjon med den kolinerge synaptiske signalveien, som kategoriserte de 3 mest hyppige TCM-egenskapene Intervensjonene var hovedsakelig varme, etterfulgt av nøytrale og kalde smaker. De fem smakene var primært søte, med bitre og skarpe smaker. Meridianene ble hovedsakelig tilskrevet leveren, etterfulgt av lunge, milt, mage, nyre og hjerte. fuktighet Klassiske resepter som tilsvarer de 15 hyppigste TCM inkluderte Mahuang (Ephedrae Herba), Zhizi (Gardeniae Fructus), Yiyiren (Coicis Semen), Pugongying (Taraxaci Herba) og.Roucongrong (Cistanches Herba), med lignende klassiske resepter som Mahuang-baserte 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)川煎), Huagan Decoction (化肝煎) og Sangxing Decoction (桑杏汤). Konklusjon Basert på teorien "all qi-stagnasjon og depresjon relatert til lunge", ble det funnet en svak positiv genetisk årsakseffekt mellom LUAD og MDD. LUAD kan fremme utviklingen av MDD ved å påvirke nevrale signaloverføring og reguleringsmekanismer, spesielt gjennom den kolinerge banen. I tillegg, ved å kombinere "Target-Status" medisinsk teori og de forutsagte TCM-resultatene, utforsket denne studien potensielle TCM-behandlinger for LAD, med sikte på å gi referanser for TCM-behandling av LAD-pasienter for å forbedre de generelle terapeutiske resultatene og mental helse til LUAD-pasienter.

Stikkord: lungeadenokarsinomrelatert depresjon; Mendelsk randomisering; prediksjon av tradisjonell kinesisk medisin; mål-status; Mahuang-baserte formler; Huaihua pulver; Huanglian Jiedu avkok; Weijing avkok; Wuwei Xiaodu Drikke; Jichuan avkok; Huagan avkok; Sangxing avkok; Ephedrae Herba; Gardeniae Fructus; Coicis sæd; Taraxaci Herba;Cistanches Herba

 

 

 

Høynivå urte-cistanche-formel for behandling av lungeadenokarsinomrelatert depresjon

Whatsapp oss for mer informasjon

 

 

Lungeadenokarsinom (LUAD) er den vanligste undertypen av lungekreft over hele verden. Selv om det er betydelige regionale forskjeller, er forekomsten av LUAD høyest blant både menn og kvinner i Øst-Asia [1]. Den psykologiske belastningen forbundet med ondartede svulster, spesielt forekomsten av alvorlig depressiv lidelse (MDD) hos pasienter, utgjør betydelige utfordringer for individuell helse. Dette påvirker ikke bare deres livskvalitet, men påvirker også effektiviteten av sykdomsbehandling negativt [2]. Derfor er rettidig identifisering og behandling av MDD av stor betydning for å forbedre den generelle prognosen for pasienter med ondartede svulster.

Tradisjonell kinesisk medisin (TCM) har en teori som sier: "Alle former for qi-stagnasjon og undertrykkelse tilhører lungene," som fører til hypotesen om at forekomsten av MDD hos LUAD-pasienter kan være assosiert med dysfunksjon i lungens dispergerende og nedadgående funksjoner. Studier har bekreftet en toveis sammenheng mellom ondartede svulster og MDD. For eksempel er det en genetisk korrelasjon mellom MDD og økt risiko for lungekreft [3], og forekomsten av MDD er høyere hos lungekreftpasienter sammenlignet med ikke-kreftpopulasjoner [4]. Hvorvidt LUAD, som en undertype av lungekreft, har et genetisk grunnlag for forekomsten av MDD, er ikke fullt ut avklart.

Denne studien er den første som bruker to-prøver Mendelian randomisering (MR) analyse for å utforske den genetiske årsakssammenhengen mellom LUAD og MDD. Ved å identifisere instrumentelle variable nærliggende gener (IVNGs) og gjennomføre anrikningsanalyser, har studien som mål å belyse de potensielle patogene mekanismene som ligger til grunn for assosiasjonen mellom LUAD og MDD. Videre, basert på IVNG-er og offentlige databaser, forutsier studien potensielle forbindelser og kinesiske medisinske urter for å gripe inn i LUAD-relatert depresjon (LAD). Ved å kombinere disse spådommene med "statsmålrettet" medisin [5], utforsker studien TCM-tilnærminger for behandling av LAD, med sikte på å oppnå presis målrettet behandling under veiledning av grunnleggende TCM-teorier og syndromdifferensiering og behandling. Dette gir innovative ideer og metoder for TCM-baserte intervensjoner for LAD, som fremmer arv, innovasjon og modernisering av TCM.

1 Materialer og metoder

1.1 Studiedesign

Først ble to-prøver MR-analyse brukt for å vurdere den genetiske årsakseffekten mellom LUAD og MDD. IVNG-er ble deretter oppnådd, og berikelsesanalyse ved bruk av genontologi (GO) og Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) ble utført for å avsløre de potensielle patogene mekanismene til LAD. I tillegg ble forbindelser og kinesiske medisinske urter assosiert med LAD spådd basert på IVNG-er. Til slutt ble Ancient and Modern Medical Records Cloud Platform (V2.3.9) (https://www.yiankb.com/) brukt til statistisk analyse, klyngeanalyse og identifikasjon av lignende klassiske resepter for de forutsagte kinesiske medisinske urter. Dette ga nye ideer og metoder for TCM-baserte intervensjoner i LAD. Forskningsarbeidsflyten er vist i figur 1.

 

1.2 MR-analyse

1.2.1 Anskaffelse av GWAS-datasett (Genome-Wide Association Studies).

GWAS-datasett for LUAD og MDD ble oppnådd ved å bruke TwoSampleMR-pakken fra IEU OpenGWAS-databasen (https://gwas.mrcieu.ac.uk/). LUAD GWAS-datasettet (ieu-a-965) og MDD-datasettet (ebi-a-GCST90038650) ble brukt til å trekke ut instrumentelle variabler relatert til LUAD og deres effektinformasjon i ebi-a-GCST90038650-datasettet for årsaksinferens i MR-analyse.

ieu-a-965-datasettet inkluderer 3 442 LUAD-tilfeller og 14 894 friske kontroller, totalt 18 336 individer. Datasettet ebi-a-GCST90038650 består av GWAS-sammendragsdata fra europeiske populasjoner, publisert av Dönertaş et al. [6] tommerNaturens aldringi 2021.

1.2.2 Valg av instrumentelle variabler

MR-studier må tilfredsstille tre kjerneantakelser:

Instrumentelle variabler (IV) må være signifikant assosiert med eksponeringsfaktoren.

IVs må ikke være forbundet med noen forstyrrende faktorer.

IVs må kun påvirke resultatet gjennom eksponeringsfaktoren.

I denne studien ble informasjon om enkeltnukleotidpolymorfisme (SNP) hentet fra GWAS-katalogen (https://gwas.mrcieu.ac.uk/), og SNP-er assosiert med potensielle forvirrende faktorer (f.eks. schizofreni, bipolar lidelse, maniske episoder, posttraumatisk stresslidelse, psykisk sykdom, MDD-utbrudd, aldersdebut osv.) ekskludert. Følgende trinn ble utført ved å bruke TwoSampleMR-pakken:

Velge SNP-er nært relatert til de instrumentelle variablene: En valgterskel påP< 1,0 x 10⁻5 ble påført. DetteP-verditerskel brukes ofte i GWAS-studier for å sikre at de utvalgte SNP-ene har tilstrekkelig statistisk signifikans med egenskapen, og dermed redusere den falske positive raten og sikre påliteligheten til IV-ene [7].

Fjerne koblingsuvekt: Parametre ble satt somr²= 0.001 ogkb= 10 000. Disse tersklene sikrer uavhengigheten til de utvalgte SNP-ene i genomet, og unngår overdreven korrelasjon mellom IV-er på grunn av sterk koblingsuvekt, og forbedrer dermed gyldigheten til IV-ene [8].

Ekskluderer SNP-er med mindre allelfrekvens (MAF) < 0,01: Denmaf_terskelparameter ble brukt for å ekskludere sjeldne SNP-er, og sikre at de utvalgte SNP-ene har bedre statistisk kraft og biologisk representativitet, i samsvar med seleksjonsstandardene for vanlige varianter [9].

Utenom palindromiske SNP-er: Dette trinnet unngår analysebias forårsaket av palindromiske sekvenser, og forbedrer nøyaktigheten av resultatene ytterligere [10].

1.2.3 Statistisk analyse

Denne studien brukte først og fremst metoden med invers varians vektet (IVW) for å evaluere genetiske årsakseffekter, mens MR-Egger, Simple Mode, Weighted Median og Weighted Mode-metoder ble brukt for å vurdere robustheten til IVW-resultatene. Den potensielle årsakssammenhengen mellom LUAD og MDD ble presentert ved bruk av oddsratio (OR) og 95 % konfidensintervall (CI).

Heterogenitetstester ble utført ved bruk av MR-Egger- og IVW-metodene for å evaluere heterogenitet blant IV-er. Hvis sterk heterogenitet ble oppdaget (Q_pval< 0,05), ble en tilfeldig effektmodell brukt for å oppnå mer robuste effektestimat. Horisontal pleiotropi av SNP-er og stabiliteten til IVW-resultater ble vurdert ved å bruke henholdsvis MR-Egger-avskjæringstesten og leave-one-out-metoden. ENP< 0,05 ble ansett som statistisk signifikant. Alle statistiske analyser ble utført ved bruk av R versjon 4.4.2.

1.3 Funksjonell berikelsesanalyse basert på IVNG-er

Plasseringen og kromosomsekvensinformasjonen til SNP-er ble spurt i Ensembl-databasen (https://www.ensembl.org/) ved å bruke SNP-ID-er. BioMart-verktøyet ble deretter brukt til å identifisere alle instrumentelle variable nærliggende gener (IVNGs) innenfor ±200 kb fra disse SNP-ene. Funksjonell anrikningsanalyse av IVNG-er ble utført ved å brukeclusterProfilerpakke [11], med berikelsesresultatene visualisert ved hjelp avggplot2pakke. Nøkkelveidiagrammer ble hentet fra KEGG-databasen (https://www.kegg.jp/).

 

1.4 Prediksjon og statistisk analyse av potensielle kinesiske medisinske urter

IVNG-er ble sendt til Comparative Toxicogenomics Database (CTD, https://ctdbase.org/) for å identifisere forbindelser som regulerer disse genene. Forbindelser ble filtrert for de assosiert med mennesker (Homo sapiens) og støttet av mer enn eller lik 2 IVNG-er eller mer enn eller lik 2 publikasjoner. Beslektede kinesiske medisinske urter ble deretter hentet ved hjelp av ITCM-databasen (http://itcm.biotcm.net/) [12].

Kinesiske medisinske urter som inneholder de samme forbindelsene ble gruppert sammen [13-15]. Hvis en enkelt urt inneholdt flere forbindelser identifisert i denne studien, kan den vises i flere grupper. De grupperte urtene ble lastet opp til Ancient and Modern Medical Records Cloud Platform (V2.3.9, https://www.yiankb.com/) for standardiseringsbehandling (f.eks. ble "Perilla" forenet som "Perilla leaf", "Artemisia" som "Liu Ji Nu", "Flat Plantain" som "Plantago Herb," ​​etc.). Klyngeanalyse, statistisk analyse av urteegenskaper og meridiantropisme og effektanalyse ble deretter utført. De høyfrekvente urtene ble videre analysert i den klassiske reseptidentifikasjonsmodulen for å identifisere lignende klassiske formler.

Forbindelsene med tilsvarende potensielle kinesiske medisinske urter, deres relaterte IVNG-er og standardisert potensiell urteinformasjon ble lastet opp til Cytoscape (V3.10.3) for å konstruere et "IVNG-sammensatt-urt" kartleggingsnettverk.

 

2 resultater

2.1 Årsakseffektanalyseresultater mellom LUAD og MDD

LUAD GWAS-datasettet (ieu-a-965) inneholdt totalt 8 881 354 SNP-er, og 12 SNP-er ble beholdt som instrumentelle variabler etter screening for påfølgende MR-analyse. Informasjon om de instrumentelle variablene er vist i tabell 1.

Resultatene av IVW-metoden indikerte at verdien var 0,00205 (positiv) og statistisk signifikant (P< 0,05), noe som tyder på en potensiell svak positiv årsakseffekt mellom LUAD og forekomsten av MDD. Andre MR-analysemetoder viste imidlertid ikke statistisk signifikans (P> 0,05). Detaljerte MR-analyseresultater er gitt i tabell 2 og figur 2.

 

Tabell 2 Analyserer resultater av mendelsk rndomisering

Metode	SNP-er		SE	P
MR Egger	12	0.00233	0.00195	0.26045
Vektet median	12	0.00219	0.00190	0.42978
IVW	12	0.00205	0.00087	0.01899*
Enkel modus	12	0.00171	0.00181	0.92606
Vektet modus	12	0.00074	0.00103	0.58903

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

 

2.2 Robusthetsanalyse Resultater av MR-analyse

Heterogenitetstestresultatene viste ingen signifikant heterogenitet blant de instrumentelle variablene ved bruk av både MR Egger- og IVW-metodene (P> 0,05), som indikerer konsistente effekter av de instrumentelle variablene på forekomsten av MDD. Dette støtter påliteligheten til MR-analyseresultatene (tabell 3).

MR Egger avskjæringsbegrepet (P= 0.8761) indikerte ingen signifikant horisontal pleiotropi, noe som tyder på at effekten av de instrumentelle variablene på forekomsten av MDD primært ble mediert gjennom den direkte årsaksveien til LUAD i stedet for andre forstyrrende effekter (Egger intercept=−0,00056, standardfeil=0.00352,P = 0.8761).

Resultatene fra leave-one-out metoden viste at ingen av de instrumentelle variablene forårsaket en signifikant endring i den totale årsakseffekten, og retningen på effekten forble konsistent. Dette gjenspeiler robustheten og validiteten til de instrumentelle variablene (Figur 3).

Traktplottet avslørte at datapunktene generelt var symmetriske, i samsvar med mangelen på signifikant heterogenitet og horisontal pleiotropi, noe som ytterligere validerte rasjonaliteten til det instrumentelle variabelutvalget og robustheten til årsakseffektestimeringen (figur 4).

 

 

Fig. 2 Årsaksestimat av LUAD- og MDD-forekomst ved bruk av forskjellige MR-metoder

 

 

2.3 Funksjonell berikelsesanalyse resultater av IVNG-er

Basert på de kromosomale sekvensene og lokiene til de 12 SNP-ene, ble 120 IVNG-er identifisert fra Ensembl-databasen. Funksjonell berikelsesanalyse av disse IVNG-ene avslørte følgende resultater:

GO funksjonell berikelse: IVNG-er ble først og fremst beriket i biologiske prosesser som respons på nikotin, kolinerg synaptisk overføring og nevrotransmittertransport. De var også assosiert med cellulære komponenter som plasmamembransignalerende reseptorkomplekser, den cytoplasmatiske siden av membranen og postsynaptisk membran. Når det gjelder molekylære funksjoner, ble de beriket i aktiviteter som symporteraktivitet, sekundær aktiv transmembrantransportøraktivitet, passiv transmembrantransportøraktivitet og kanalaktivitet (figur 5-A).

KEGG Pathway Enrichment: De berikede veiene var hovedsakelig relatert til kolinerge signalveier (Figur 5-A, B).

De berikede GO-funksjonene og KEGG-veiene var først og fremst assosiert med følgende IVNG-er:
CHRNA3 (kolinerg reseptor nikotinisk alfa 3), CHRNA5, CHRNB4, EEF1A2 (forlengelsesfaktor 1 alfa 2), KCNQ2 (kalium spenningsregulert kanal underfamilie Q medlem 2), LIME1 (Lck interagerende membranprotein 1), PIK3CG (fosfatidylinosekinase-fosfatidylinoase) katalytisk underenhet gamma), PTK6 (proteintyrosinkinase 6), SLC12A7 (oppløste bærerfamilie 12 medlem 7), SLC6A18, SLC6A19, SLC6A3, SRMS (Src-relatert kinase Lck-interagerende membranprotein) og TRAF3 (TNF-reseptor-assosiert faktor 35) (B).

 

2.4 Prediksjon og statistisk analyse av potensielle kinesiske medisinske urter

IVNG-er ble sendt til CTD-databasen for å hente relaterte forbindelser, og ga 1023 forbindelser etter deduplisering, inkludert representanter som retinsyre, rotenon, resveratrol, askorbinsyre, camptothecin og sitronsyre. Ytterligere filtrering reduserte listen til 170 forbindelser. Ved å bruke ITCM-databasen ble 41 av disse forbindelsene kartlagt til tilsvarende kinesiske medisinske urter.

De identifiserte urtene ble gruppert og lastet opp til Ancient and Modern Medical Records Cloud Platform for standardisering og deduplisering, noe som resulterte i 580 potensielle medisinske urter. De mest nevnte urtene inkludertSha Yuan Zi(Astragalus frø),Shan Zha Ye(Hawthorn blad),Ju Ju(sikori),Feng Mi(Honning),Guang Zao(Jujube),Zhi Zi(Gardenia),Luo Xuan Zao(Spirulina),Rou Cong Rong(Cistanche), Pu Gong Ying(løvetann),Qiao Mai(bokhvete),Ma Huang(Ephedra),Wu Mei(Mume frukt), ogYi Yi Ren(Coix frø) (tabell 4).

Klyngeanalyse av de 30 beste urtene resulterte i fem hovedkategorier:

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

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

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

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

E Jiao(Esel-skinn gelatin),Shi Hu(Dendrobium),Luo Xuan Zao(Spirulina),Sang Piao Xiao(Mantis egg-etui),Da Suan(Hvitløk),Shan Zha Ye(Hawthorn blad),Qiao Mai(bokhvete),Ning Meng(Sitron),Zhi Zi(Gardenia),Rou Cong Rong(Cistanche),Pu Gong Ying(løvetann),Da Ji(Tistel) (Figur 6).

Kjennetegn på spådde urter

Fire naturer: Varme urter var de vanligste (17,46 %), etterfulgt av nøytrale (15,80 %) og kalde (13,81 %) urter (Figur 7-A).

Fem smaker: Søt var den dominerende smaken (29,28%), etterfulgt av bitter (26,19%) og skarp (20,88%) (Figur 7-B).

Meridian tropisme: Urter virket hovedsakelig på leveren, etterfulgt av lungene, milten, magen, nyrene og hjertet (Figur 7-C).

Hovedeffekter: Den primære effekten var fjerning av varme og avgiftning (7,96 %), etterfulgt av avkjøling av blodet og stopp av blødning (3,43 %), avgiftning (3,31 %), hemostase (2,43 %) og fjerning av varme og fuktighet (2,10 %) (Figur 7-D).

Identifikasjon av klassiske resepter

Blant de 15 beste urtene er nøkkelurter som f.eksMa Huang(Ephedra),Zhi Zi(Gardenia),Yi Yi Ren(Coix frø),Pu Gong Ying(løvetann), ogRou Cong Rong(Cistanche) ble ofte identifisert. Lignende klassiske resepter inkludertMa Huang-baserte formler, Hua Hua San(Sophora Flower Powder),Huang Lian Jie Du Tang(Coptis avgiftningsavkok),Wei Jing Tang(Siv avkok),Wu Wei Xiao Du Yin(Fem-ingrediens avgiftningsdrikk),Ji Chuan Jian(Benefit River Decoction),Hua Gan Jian(levertransformasjonsavkok), ogSang Xing Tang(Morbær- og aprikosavkok) (tabell 5).

Ved å bruke Cytoscape (V3.10.3) ble det konstruert et kartleggingsnettverk av "IVNGs-forbindelser-urter", som involverer 41 kjemiske komponenter, 54 IVNGer og 580 medisinske urter (Figur 7-E).

 

 

Fig. 5 Anrikningsanalyseresultater og skjematisk diagram av kolinerg signalvei

 

Tabell 4 Topp 30 potensielle intervensjon tradisjonelle kinesiske medisiner

Kinesisk urt	Hyppighet	Frekvens %	Kinesisk urt	Hyppighet	Frekvens %
Astragalus frø	9	17.65%	Mume frukt	9	17.65%
Hagtorn blad	9	17.65%	Coix frø	9	17.65%
Sikori	9	17.65%	Ephedra	9	17.65%
Honning	9	17.65%	Løvetann	9	17.65%
Jujube	8	15.69%	Bokhvete	8	15.69%
Gardenia	8	15.69%	Hvitløk	8	15.69%
Spirulina	8	15.69%	Tistel	8	15.69%
Cistanche	8	15.69%	Sitron	8	15.69%
Mulberry misteltein	8	15.69%	Dendrobium	8	15.69%
Eselskinn gelatin	8	15.69%	Tindved	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 av tradisjonell kinesisk medisin