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王继刚团队发表多篇单细胞技术解析中药分子机制的创新性成果
- 分类:华盈视角
- 作者:小鱼
- 来源:达吉特公众号
【概要描述】中国中医科学院中药研究所王继刚团队在探究药物直接靶点的基础上利用单细胞技术在细胞水平上更好的解析了中药分子新的药物作用机制,为中药及天然药物的靶标、作用机理和抗药研究等方面的研究和应用提供了新的思路
王继刚团队发表多篇单细胞技术解析中药分子机制的创新性成果
【概要描述】中国中医科学院中药研究所王继刚团队在探究药物直接靶点的基础上利用单细胞技术在细胞水平上更好的解析了中药分子新的药物作用机制,为中药及天然药物的靶标、作用机理和抗药研究等方面的研究和应用提供了新的思路
- 分类:华盈视角
- 作者:小鱼
- 来源:达吉特公众号
- 发布时间:2024-07-26 13:17
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中药作用机制一直是中医药学研究中的重难点,中国中医科学院中药研究所王继刚团队深耕于中药机制研究领域,在这一领域取得了显著的成就。团队依托于中国中医科学院中药研究所的科研平台,结合蛋白质组学、代谢组学、分子生物学以及单细胞测序等相关交叉领域的研究方法、围绕药物的作用靶点及其作用机制展开系统研究。为中药现代化和国际化做出了重要贡献。他们的工作展示了如何利用单细胞技术解析中药分子新的药物作用机制,为中药及天然药物的靶标、作用机理和抗药研究等方面的研究和应用提供了新的思路。
团队的研究成果已在多个国际知名学术期刊上发表,如Nature Nanotechnology、Nature Communications、Cell Systems、Cell Chemical Biology、Nature Protocols、JACS等,这些论文不仅展示了团队近年来在中药及天然药物的靶标、作用机理和青蒿素抗药等研究方面取得的研究进展与突破,也为中医药研究提供了新的研究思路。通过这些工作,王继刚团队正在推动中药分子机制研究的发展,并为全球患者提供新的治疗选择。
本文以时间顺序继续为大家系统性展示文章思路,供大家学习。
| 01、团队整合单细胞转录组学和蛋白质组学揭示马兜铃酸肾病的细胞特异性反应
2022年3月王继刚团队在JCI Insight 上发表题为“Integrated single-cell transcriptomics and proteomics reveal cellular-specific responses and microenvironment remodeling in aristolochic acid nephropathy”的文章,本研究在确定近端小管是马兜铃酸 I (AAI) 的主要靶向细胞的基础上,采用scRNA-Seq构建了马兜铃酸肾病小鼠肾脏的细胞图谱,将 scRNA-Seq 数据与大量转录组学和蛋白质组学数据整合在一起,揭示了马兜铃酸肾病小鼠肾脏中细胞特异性反应和组织微环境重塑。研究发现特定肾单位节段上皮细胞对AAI治疗的独特反应,阐明了AAI诱导肾损伤的机制。这些发现为了解AAI诱发的肾损伤机制提供了新见解,并为减轻马兜铃酸肾病负担的治疗干预提供了新思路。
| 02、单细胞转录组学分析揭示雷公藤多苷片导致小鼠急性肝损伤的潜在机制
2022年10月王继刚团队在Journal of Pharmaceutical Analysis 上发表题为“Single-cell transcriptome analysis uncovers underlying mechanisms of acute liver injury induced by tripterygium glycosides tablet in mice”的文章,本研究利用scRNA-seq阐明了雷公藤多苷片(TGT)诱导的急性肝损伤背后的分子机制。研究人员通过构建TGT诱导的急性肝损伤小鼠模型和检测肝功能相关血清指标发现,TGT可以在不同空间位置的肝脏内皮细胞中引起明显的炎症反应、凋亡及脂肪酸代谢等功能障碍,进而导致肝淋巴细胞的免疫功能受损。这些结果阐明了TGT引起急性肝损伤的潜在机制,为临床安全的合理应用提供了新的见解,并有助于新的肝脏保护生物标志物和治疗靶点的发现。
| 03、单细胞转录组学分析揭示辣椒素在治疗脓毒症引起的肝损伤中的作用
2023年4月王继刚团队在MedComm 上发表题为“Single-cell RNA sequencing reveals the effects of capsaicin in the treatment of sepsis-induced liver injury”的文章,本文探讨了治疗脓毒症的主要药物辣椒素 (CAP)。研究人员通过对正常小鼠、脓毒症模型小鼠和 CAP 治疗小鼠中分离的细胞进行了scRNA-seq,转录图谱结果揭示了肝细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和内皮细胞在脓毒症反应中的动态变化,结果表明表达Cxcl10 的KC细胞在响应脓毒症时与其他细胞具有很强的相互作用关系。CAP可以通过部分逆转病理生理过程来减轻炎症的发生,同时通过改善脓毒症引发的肝功能障碍来发挥其治疗功能。该研究探究了 CAP 在脓毒症中的抗炎功效,为进一步探索脓毒症病理生理学和药物发现提供了参考。
| 04、多组学剖析Kelch13突变型恶性疟原虫的阶段性青蒿素耐受机制
2023年6月王继刚团队在Drug Resistance Updates 上发表题为“Multi-omics dissection of stage-specific artemisinin tolerance mechanisms in Kelch13-mutant Plasmodium falciparum”的文章,针对目前备受世界关注的青蒿素耐药现象,该团队利用多组学技术对疟原虫Kelch13基因突变导致的青蒿素耐药进行了深入研究,揭示了青蒿素耐药发生和疟原虫在红细胞内三个独特的生活周期(环期、滋养体期、裂殖体期)存在相关性。该项研究对青蒿素在不同虫株中的靶标和阶段异质性及其与耐药机制的关联进行解析,阐明了Kelch13突变型恶性疟原虫的部分耐药机制。该研究为进一步探索青蒿素的抗疟作用机理以及研制和优化现有临床用药和开发新型抗疟药物提供了参考。
| 05、单细胞转录组学揭示迷迭香酸通过调节氧化应激和炎症反应改善糖尿病肾病引起的肾损伤
2024年1月王继刚团队在Acta Pharmaceutica Sinica B 上发表题为“Single-cell transcriptomics reveals the ameliorative effect of rosmarinic acid on diabetic nephropathy-induced kidney injury by modulating oxidative stress and inflammation”的文章,本文研究了一种名为迷迭香酸 (RA) 的天然产物,该物质已被证明对肾脏损伤和功能障碍具有治疗作用。本研究利用单细胞转录组学探究了糖尿病肾病对肾脏引起的损伤和 RA 治疗的细胞反应的异质性。研究结果表明,RA显著减弱了近端小管 S1 节段和肾小球上皮细胞中的上皮损伤,同时减弱了巨噬细胞的炎症反应、氧化应激和自然杀伤细胞的细胞毒性。此外,RA减少了促炎信号传导相关的 S100a4 巨噬细胞的募集,并重塑了糖尿病肾病期间的免疫微环境。该研究为 RA 在糖尿病肾病治疗中的临床应用提供了有价值的指导,并提出了诊断糖尿病肾病的潜在新型生物标志物。
| 06、通过整合单细胞转录组学和蛋白质组学分析组织中生物活性小分子的细胞特异性靶点和途径
2024年2月王继刚团队在Chemical Science 上发表题为“STEP: profiling cellular-specific targets and pathways of bioactive small molecules in tissues via integrating single-cell transcriptomics and chemoproteomics”的文章,该研究提出了一种称为单细胞靶标分析 (STEP) 的新型多组学整合流程,该流程能够以单细胞分辨率对哺乳动物组织中的蛋白质靶标进行全局分析,将单细胞转录组数据与蛋白质组学的组织水平蛋白质靶标分析结果相结合。本文以阿司匹林和马兜铃酸等公认的经典药物为例,研究团队使用 STEP分析确认了细胞药物靶标谱及其相关分子通路在组织中的特异性和精确度。该研究提出了一种新的分辨率分析细胞特定目标和功能过程的新策略STEP,有助于研究人员增强对中药产物或毒素的作用机制理解。
| 07、单细胞转录组学分析揭示冬凌草甲素对脓毒症肝损伤的改善作用
2024年3月王继刚团队在Advanced Biology 上发表题为“Single-Cell Transcriptomics Reveals the Ameliorative Effect of Oridonin on Septic Liver Injury”的文章,本文研究了一种常用药物冬凌草甲素。研究人员对盲肠结扎穿刺 (CLP) 诱发的脓毒症肝脏模型进行了scRNA-seq,探究了冬凌草甲素的保护机制。研究结果发现大量巨噬细胞表现出脓毒症模型中促炎相关的 M1 偏向表型,同时,研究表明奥利多宁可以改善脓毒症小鼠的炎症相关反应并改善肝功能障碍。本研究揭示了脓毒症引发的炎症损伤进展以及奥利多宁治疗脓毒症肝脏在细胞中的动态抗炎机制,为脓毒症的治疗提供了理论依据。
| 08、雷公藤甲素诱导小鼠肾毒性的单细胞转录组学分析
2024年6月王继刚团队在Advanced Biology 上发表题为“A Single-Cell Transcriptome Profiling of Triptolide-Induced Nephrotoxicity in Mice”的文章,本文研究了一种从雷公藤中分离出来的活性成分雷公藤内酯醇 (TP)。该研究对对照组和 TP 治疗组小鼠的肾脏组织进行了scRNA-seq,生成了TP 治疗后肾细胞的完整图谱。研究结果表明TP 通过激活内皮细胞免疫和破坏成纤维细胞来损坏血管功能。且TP 治疗会造成免疫细胞损伤、促炎 Macro_C1 细胞的激活和浸润,从而加剧肾毒性。本研究加强了对TP诱导肾毒性发病机制的理解,并为发现改善TP相关肾毒性的新治疗靶点提供宝贵线索。
| 总结与讨论
中国中医科学院中药研究所王继刚团队的文章研究既广又深,在探究药物直接靶点的基础上利用单细胞技术在细胞水平上更好的解析了中药分子新的药物作用机制,为中药及天然药物的靶标、作用机理和抗药研究等方面的研究和应用提供了新的思路,同时,也提示了研究人员中药分子作用机制的研究不仅仅局限于靶点的研究,未来的研究中可以将药物靶点筛选与单细胞技术相结合,更好的揭示药物作用机理。
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6) 小分子与多肽共价结合位点质谱鉴定、分子对接
7)药物调控信号通路筛选:磷酸化抗体芯片、蛋白质组学
8)天然产物化合物库与功能化合物筛选(虚拟筛选、细胞筛选)
| 相关文献
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[7] L. Jing, Z. Qian, W. Yin Kwan, L. Piao, C. Junhui, X. Lulin, C. Jiayun, H. Xueling, S. Fei, G. Ping, L. Xueyan, W. Jigang, Single-Cell Transcriptomics Reveals the Ameliorative Effect of Oridonin on Septic Liver Injury, Adv Biol (Weinh) 8(3) (2024).
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