Istraživanje uzročne veze između depresije povezane s adenokarcinomom pluća iz perspektive "sve Qi stagnacije i depresije povezane s plućima" i predviđanja intervencije tradicionalne kineske medicine

sažetak:Cilj Istražiti genetsku uzročnu vezu izmeđuadenokarcinom pluća(LUAD) iveliki depresivni poremećaj (MDD)kroz Mendelovu analizu randomizacije (MR), zasnovanu na teoriji "sva qi stagnacija i depresija vezana za pluća", i predvidjeti potencijalne tradicionalne kineske lijekove za intervenciju depresije povezane s plućnim adenokarcinomom (LAD). Metode Skupovi podataka o genomskim asocijacijama (GWAS) za LUAD i MDD su dobijeni iz baze podataka IEU OpenGWAS. MR analiza i procjena robusnosti prvenstveno su rađeni korištenjem TwoSampleMR paketa u blizini gena (Instrumental predicts gen) softvera. Analiza funkcionalnog obogaćivanja izvršena je na osnovu IVNG-a, a baze podataka CTD i ITCM korišćene su za predviđanje relevantnih hemijskih komponenti i potencijalnih intervencija tradicionalne kineske medicine (V2.3.9) za statističku analizu TCM-a, sa fokusom na terapijskim principima varijacije rezultata.=0.002 05, P=0.018 99) sugerira slab pozitivan kauzalni efekat između LUAD-a i MDD-a nije pokazao značajnu heterogenost ili horizontalnu pleiotropiju, potvrđujući pouzdanost rezultata svojstva) svih potencijalnih intervencija TCM-a bili su pretežno topli, a zatim neutralni i hladni. Pet okusa su prvenstveno bili slatki, s gorkim i oštrim okusima koji su se uglavnom pripisivali jetri, nakon čega su slijedili pluća, slezena, želudac, i srce. detoksikaciju i čišćenje od vrućine i vlage. Klasični recepti koji odgovaraju 15 najčešćih TCM uključuju Mahuang (Ephedrae Herba), Zhizi (Gardeniae Fructus), Yiyiren (Coicis Semen), Pugongying (Taraxaci Herba) i.Roucongrong (Cistanches Herba), sa sličnim klasičnim receptima kao što su formule zasnovane na Mahuangu, Huaihua prah (槐花散), Huanglian Jiedu decoction (黄连解毒汤), Weijing decoction (苇茎汤), Wuwei Xiaodu napitak (5周味 楶毶) (济 川煎), Huagan decoction (化肝煎) i sangxing decoction (桑杏汤). Zaključak Na osnovu teorije "sva stagnacija qi-ja i depresija vezana za pluća", pronađen je slab pozitivan genetski uzročno-posljedični efekat između LUAD-a i MDD-a. LUAD može promovirati razvoj MDD-a utječući na prijenos neuronske signalizacije i regulatorne mehanizme, posebno kroz holinergički put. Dodatno, kombinujući medicinsku teoriju "Target-Status" i predviđene rezultate TCM, ova studija je istraživala potencijalne TCM tretmane za LAD, sa ciljem da pruži reference za TCM tretman pacijenata sa LAD kako bi se poboljšali ukupni terapijski ishodi i mentalno zdravlje pacijenata sa LUAD.

Ključne riječi: depresija povezana sa adenokarcinomom pluća; Mendelska randomizacija; predviđanje tradicionalne kineske medicine; ciljni status; Formule zasnovane na Mahuangu; Huaihua Powder; Huanglian Jiedu decoction; Weijing Decoction; Wuwei Xiaodu piće; Jichuan Decoction; Huagan Decoction; Sangxing Decoction; Ephedrae Herba; Gardeniae Fructus; Coicis Semen; Taraxaci Herba;Cistanches Herba

 

 

 

Visok nivo biljne Cistanche formule za liječenje depresije povezane s adenokarcinomom pluća

WhatsApp nas za više detalja

 

 

Adenokarcinom pluća (LUAD) je najčešći podtip raka pluća u svijetu. Iako postoje značajne regionalne razlike, incidencija LUAD-a je najveća i među muškarcima i među ženama u istočnoj Aziji [1]. Psihološki teret povezan sa malignim tumorima, posebno pojava velikog depresivnog poremećaja (MDD) kod pacijenata, predstavlja značajan izazov za zdravlje pojedinca. To ne samo da utiče na kvalitet njihovog života, već i negativno utiče na efikasnost lečenja bolesti [2]. Stoga su pravovremena identifikacija i liječenje MDD od velikog značaja za poboljšanje ukupne prognoze pacijenata sa malignim tumorima.

Tradicionalna kineska medicina (TCM) ima teoriju koja kaže: "Svi oblici stagnacije i ugnjetavanja qi-ja pripadaju plućima", što dovodi do hipoteze da pojava MDD-a kod pacijenata sa LUAD-om može biti povezana s disfunkcijom disperzivnih i descendentnih funkcija pluća. Studije su potvrdile dvosmjernu vezu između malignih tumora i MDD. Na primjer, postoji genetska korelacija između MDD i povećanog rizika od raka pluća [3], a incidencija MDD je veća kod pacijenata s karcinomom pluća u odnosu na populaciju bez raka [4]. Međutim, da li LUAD, kao podtip raka pluća, ima genetsku osnovu za pojavu MDD nije u potpunosti razjašnjeno.

Ova studija je prva koja je koristila dva uzorka Mendelovu analizu randomizacije (MR) za istraživanje genetske uzročne veze između LUAD-a i MDD-a. Identificiranjem instrumentalnih varijabli obližnjih gena (IVNG) i provođenjem analize obogaćivanja, studija ima za cilj razjasniti potencijalne patogene mehanizme koji leže u osnovi povezanosti između LUAD i MDD. Nadalje, na osnovu IVNG-a i javnih baza podataka, studija predviđa potencijalna jedinjenja i kinesko ljekovito bilje za intervenciju kod depresije povezane s LUAD-om (LAD). Kombinujući ova predviđanja sa medicinom ciljanom na državu [5], studija istražuje TCM pristupe u liječenju LAD, s ciljem postizanja preciznog ciljanog liječenja pod vodstvom fundamentalnih teorija TCM i diferencijacije i liječenja sindroma. Ovo pruža inovativne ideje i metode za intervencije zasnovane na TCM-u za LAD, promovišući nasljeđivanje, inovacije i modernizaciju TCM.

1 Materijali i metode

1.1 Dizajn studije

Prvo, MR analiza u dva uzorka je korištena za procjenu genetskog uzročnog efekta između LUAD i MDD. Zatim su dobijeni IVNG-i i sprovedena je analiza obogaćivanja koristeći ontologiju gena (GO) i Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) kako bi se otkrili potencijalni patogeni mehanizmi LAD. Dodatno, jedinjenja i kineske ljekovite biljke povezane s LAD-om su predviđene na osnovu IVNG-a. Konačno, Cloud Platforma drevnih i modernih medicinskih zapisa (V2.3.9) (https://www.yiankb.com/) korištena je za statističku analizu, analizu grupisanja i identifikaciju sličnih klasičnih recepata za predviđeno kinesko ljekovito bilje. Ovo je dalo nove ideje i metode za intervencije zasnovane na TCM-u u LAD-u. Tok rada istraživanja prikazan je na slici 1.

 

1.2 MR analiza

1.2.1 Pribavljanje skupova podataka za studije asocijacije na nivou genoma (GWAS)

GWAS skupovi podataka za LUAD i MDD dobijeni su korištenjem paketa TwoSampleMR iz IEU OpenGWAS baze podataka (https://gwas.mrcieu.ac.uk/). Skup podataka LUAD GWAS (ieu-a-965) i skup podataka MDD (ebi-a-GCST90038650) korišteni su za izdvajanje instrumentalnih varijabli koje se odnose na LUAD i informacije o njihovim efektima u skupu podataka ebi-a-GCST90038650 za uzročno zaključivanje u MR analizi.

Skup podataka ieu-a-965 uključuje 3.442 slučaja LUAD-a i 14.894 zdrave kontrole, ukupno 18.336 osoba. Skup podataka ebi-a-GCST90038650 sastoji se od GWAS sažetih podataka o evropskim populacijama, koje su objavili Dönertaş et al. [6] inPrirodno starenjeu 2021.

1.2.2 Odabir instrumentalnih varijabli

MR studije moraju zadovoljiti tri osnovne pretpostavke:

Instrumentalne varijable (IV) moraju biti značajno povezane sa faktorom izloženosti.

IV ne smeju biti povezani ni sa kakvim zbunjujućim faktorima.

IV moraju uticati na ishod samo kroz faktor izloženosti.

U ovoj studiji, informacije o polimorfizmu jednog nukleotida (SNP) preuzete su iz GWAS kataloga (https://gwas.mrcieu.ac.uk/) i SNP-ovi povezani s potencijalnim zbunjujućim faktorima (npr. šizofrenija, bipolarni poremećaj, manične epizode, posttraumatski stres, dobni poremećaj, MDD hipertiroidizam, mentalna bolest nesanica, itd.) su isključeni. Koristeći TwoSampleMR paket izvedeni su sljedeći koraci:

Odabir SNP-ova blisko povezanih s instrumentalnim varijablama: Prag odabira odPPrimijenjeno je < 1,0×10⁻⁵. OvoP-vrijednostni prag se obično koristi u GWAS studijama kako bi se osiguralo da odabrani SNP-ovi imaju dovoljan statistički značaj za osobinu, čime se smanjuje stopa lažnih pozitivnih rezultata i osigurava pouzdanost IV [7].

Uklanjanje neravnoteže veze: Parametri su postavljeni kaor²= 0.001 ikb= 10.000. Ovi pragovi osiguravaju nezavisnost odabranih SNP unutar genoma, izbjegavajući pretjeranu korelaciju između IV zbog jake neravnoteže veza, čime se poboljšava valjanost IV-a [8].

Isključujući SNP-ove sa frekvencijom manjeg alela (MAF) < 0,01: Themaf_thresholdparametar je primijenjen da isključi rijetke SNP-ove, osiguravajući da odabrani SNP-ovi imaju bolju statističku moć i biološku reprezentativnost, u skladu sa standardima odabira za uobičajene varijante [9].

Isključujući palindromske SNP-ove: Ovaj korak izbjegava pristrasnost analize uzrokovanu palindromskim sekvencama, dodatno poboljšavajući točnost rezultata [10].

1.2.3 Statistička analiza

Ova studija je prvenstveno koristila metodu ponderisane inverzne varijanse (IVW) za procenu genetskih uzročnih efekata, dok su metode MR-Egger, Simple Mode, Weighted Median i Weighted Mode korišćene za procenu robusnosti rezultata IVW. Potencijalna uzročna veza između LUAD-a i MDD-a predstavljena je korištenjem omjera izgleda (OR) i 95% intervala povjerenja (CI).

Testovi heterogenosti su sprovedeni korišćenjem MR-Egger i IVW metoda za procenu heterogenosti među IV. Ako je otkrivena jaka heterogenost (Q_pval< 0,05), korišten je model slučajnih efekata da bi se dobile robusnije procjene učinka. Horizontalna pleiotropija SNP-a i stabilnost IVW rezultata procijenjeni su primjenom MR-Egger testa presretanja i metode izostavljanja jedan-out. AP< 0,05 smatra se statistički značajnim. Sve statističke analize obavljene su korištenjem R verzije 4.4.2.

1.3 Analiza funkcionalnog obogaćivanja zasnovana na IVNG-ima

Informacije o lokaciji i sekvenci hromozoma SNP-ova ispitane su u bazi podataka Ensembl (https://www.ensembl.org/) koristeći SNP ID-ove. BioMart alat je zatim korišten za identifikaciju svih instrumentalnih varijabli obližnjih gena (IVNG) unutar ±200 kb od ovih SNP-ova. Analiza funkcionalnog obogaćivanja IVNG-a je provedena korištenjemclusterProfilerpaket [11], s rezultatima obogaćivanja vizualiziranim pomoćuggplot2paket. Ključni dijagrami puta su dobijeni iz KEGG baze podataka (https://www.kegg.jp/).

 

1.4 Predviđanje i statistička analiza potencijalnog kineskog ljekovitog bilja

IVNG-ovi su dostavljeni Komparativnoj toksikogenomskoj bazi podataka (CTD, https://ctdbase.org/) kako bi se identificirala jedinjenja koja reguliraju ove gene. Jedinjenja su filtrirana za one povezane s ljudima (Homo sapiens) i podržano od više ili jednako 2 IVNG-a ili veće od ili jednako 2 publikacije. Srodno kinesko ljekovito bilje je zatim pronađeno korištenjem ITCM baze podataka (http://itcm.biotcm.net/) [12].

Kineske ljekovite biljke koje sadrže iste spojeve grupisane su zajedno [13-15]. Ako bi jedna biljka sadržavala više spojeva identificiranih u ovoj studiji, mogla bi se pojaviti u više grupa. Grupisane biljke su otpremljene na platformu za oblake drevnih i modernih medicinskih zapisa (V2.3.9, https://www.yiankb.com/) za standardizaciju obrade (npr. "Perilla" je objedinjena kao "Perilla list", "Artemisia" kao "Liu Ji Nu", "Flat Plantain" kao "Plantago Herb"). Zatim su urađene klaster analize, statistička analiza biljnih svojstava i tropizma meridijana, te analiza efikasnosti. Visokofrekventne biljke su dalje analizirane u klasičnom modulu za identifikaciju recepata kako bi se identificirale slične klasične formule.

Jedinjenja s odgovarajućim potencijalnim kineskim ljekovitim biljem, njihovim srodnim IVNG-ovima i standardizirane informacije o potencijalnom bilju učitani su u Cytoscape (V3.10.3) kako bi se konstruirala mreža za mapiranje "IVNG-kompaund-herb".

 

2 Results

2.1 Rezultati analize uzročnog efekta između LUAD-a i MDD-a

Skup podataka LUAD GWAS (ieu-a-965) sadržavao je ukupno 8.881.354 SNP-a, a 12 SNP-ova je zadržano kao instrumentalne varijable nakon skrininga za naknadnu MR analizu. Informacije o instrumentalnim varijablama prikazane su u tabeli 1.

Rezultati IVW metode su pokazali da je vrijednost 0,00205 (pozitivna) i statistički značajna (P< 0,05), što ukazuje na potencijalni slab pozitivan uzročni efekat između LUAD-a i pojave MDD. Međutim, druge metode MR analize nisu pokazale statističku značajnost (P> 0,05). Detaljni rezultati MR analize dati su u tabeli 2 i slici 2.

 

Tabela 2. Analizira rezultate Mendelove rndomizacije

Metoda	SNP-ovi		SE	P
MR Egger	12	0.00233	0.00195	0.26045
Weighted Median	12	0.00219	0.00190	0.42978
IVW	12	0.00205	0.00087	0.01899*
Jednostavan način rada	12	0.00171	0.00181	0.92606
Weighted Mode	12	0.00074	0.00103	0.58903

Napomena: P< 0,05 se smatra statistički značajnim.

 

2.2. Rezultati analize robusnosti MR analize

Rezultati testa heterogenosti nisu pokazali značajnu heterogenost među instrumentalnim varijablama koristeći i MR Egger i IVW metode (P> 0,05), što ukazuje na dosledne efekte instrumentalnih varijabli na pojavu MDD. Ovo podržava pouzdanost rezultata MR analize (Tabela 3).

Termin presretanja MR Eggera (P= 0.8761) nije ukazivao na značajnu horizontalnu pleiotropiju, što sugerira da su efekti instrumentalnih varijabli na pojavu MDD primarno posredovani putem direktnog uzročnog puta LUAD-a, a ne drugih zbunjujućih efekata (Eggerov presretak=-0,00056, standardna greška=0.00352,P = 0.8761).

Rezultati metode izostavljanja pokazali su da nijedna od instrumentalnih varijabli nije izazvala značajnu promjenu ukupnog uzročnog efekta, a smjer efekta je ostao dosljedan. Ovo odražava robusnost i validnost instrumentalnih varijabli (Slika 3).

Dijagram lijevka je otkrio da su tačke podataka općenito simetrične, u skladu s nedostatkom značajne heterogenosti i horizontalne pleiotropije, dodatno potvrđujući racionalnost odabira instrumentalne varijable i robusnost procjene uzročnog efekta (Slika 4).

 

 

Fig. 2 Procjene uzročnog efekta pojave LUAD i MDD koristeći različite MR metode

 

 

2.3 Rezultati analize funkcionalnog obogaćivanja IVNG-a

Na osnovu hromozomskih sekvenci i lokusa 12 SNP, 120 IVNG je identifikovano iz Ensembl baze podataka. Analiza funkcionalnog obogaćivanja ovih IVNG-a otkrila je sljedeće rezultate:

GO Funkcionalno obogaćivanje: IVNG su prvenstveno obogaćeni biološkim procesima kao što su odgovor na nikotin, holinergički sinaptički prijenos i prijenos neurotransmitera. Oni su također bili povezani sa ćelijskim komponentama kao što su signalni receptorski kompleksi plazma membrane, citoplazmatska strana membrane i postsinaptička membrana. U smislu molekularnih funkcija, oni su obogaćeni aktivnostima kao što su aktivnost simportera, aktivnost sekundarnog aktivnog transmembranskog transportera, aktivnost pasivnog transmembranskog transportera i aktivnost kanala (Slika 5-A).

KEGG Pathway Enrichment: Obogaćeni putevi su se uglavnom odnosili na holinergičke signalne puteve (Slika 5-A, B).

Obogaćene GO funkcije i KEGG putevi su prvenstveno bili povezani sa sljedećim IVNG-ima:
CHRNA3 (holinergički receptor nikotinski alfa 3), CHRNA5, CHRNB4, EEF1A2 (faktor elongacije 1 alfa 2), KCNQ2 (potporodica Q član 2 potfamilije kanala sa voltažnim naponom), LIME1 (Lck interagirajući membranski protein 1), PIK3CG (fosfatidilinoziaza-bitol3) podjedinica gama), PTK6 (protein tirozin kinaza 6), SLC12A7 (porodica nosača otopljene tvari 12 članova 7), SLC6A18, SLC6A19, SLC6A3, SRMS (Src povezana kinaza Lck interagirajući membranski protein) i TRAF3 (TNF) receptor povezan s faktorom membrane).

 

2.4 Predviđanje i statistička analiza potencijalnog kineskog ljekovitog bilja

IVNG-ovi su dostavljeni u CTD bazu podataka kako bi se pronašla srodna jedinjenja, dajući 1.023 jedinjenja nakon deduplikacije, uključujući predstavnike kao što su retinoična kiselina, rotenon, resveratrol, askorbinska kiselina, kamptotecin i limunska kiselina. Daljnjim filtriranjem lista je smanjena na 170 spojeva. Koristeći ITCM bazu podataka, 41 od ovih jedinjenja mapirano je na odgovarajuće kinesko ljekovito bilje.

Identifikovane biljke su grupisane i otpremljene na Cloud Platformu drevnih i modernih medicinskih zapisa radi standardizacije i deduplikacije, što je rezultiralo sa 580 potencijalnih lekovitih biljaka. Uključuje se najčešće spominjano biljeSha Yuan Zi(sjeme astragalusa),Shan Zha Ye(list gloga),Ju Ju(cikorija),Feng Mi(dušo),Guang Zao(žižula),Zhi Zi(Gardenia),Luo Xuan Zao(spirulina),Rou Cong Rong(Cistanche), Pu Gong Ying(maslačak),Qiao Mai(heljda),Ma Huang(efedra),Wu Mei(Voće mume), iYi Yi Ren(Sjeme Coixa) (Tabela 4).

Klaster analiza 30 najboljih biljaka rezultirala je u pet glavnih kategorija:

Da Huang(rabarbara),Sha Ji(morski trn).

Shan Zhu Yu(Cornus),Gou Gu Ye(list božikovine),Wu Zhu Yu(Evodia),Ma Huang(efedra),Mu Gua(Papaja).

Long Kui(Solanum nigrum),Ren Shen(ginseng),Chuan Xiong(Ligusticum),Ju Ju(cikorija),Jin Qiao Mai(zlatna heljda),Feng Mi(dušo),Wu Mei(Voće mume).

Yi Yi Ren(sjeme koiksa),Ji Shi Teng(Paederia),Sha Yuan Zi(sjeme astragalusa),Guang Zao(žižula).

E Jiao(želatin od magareće kože),Shi Hu(dendrobium),Luo Xuan Zao(spirulina),Sang Piao Xiao(futrola za jaja mantis),Da Suan(češnjak),Shan Zha Ye(list gloga),Qiao Mai(heljda),Ning Meng(limun),Zhi Zi(Gardenia),Rou Cong Rong(Cistanche),Pu Gong Ying(maslačak),Da Ji(Čičak) (Slika 6).

Karakteristike predviđenih biljaka

Četiri prirode: Toplo bilje je bilo najčešće (17,46%), zatim neutralno (15,80%) i hladno (13,81%) bilje (Slika 7-A).

Pet ukusa: Slatki je bio dominantan ukus (29,28%), a zatim gorak (26,19%) i opor (20,88%) (Slika 7-B).

Meridian Tropism: Bilje je uglavnom djelovalo na jetru, a zatim na pluća, slezinu, želudac, bubrege i srce (Slika 7-C).

Glavne efikasnosti: Primarna efikasnost je bila uklanjanje toplote i detoksikacija (7,96%), zatim hlađenje krvi i zaustavljanje krvarenja (3,43%), detoksikacija (3,31%), hemostaza (2,43%) i uklanjanje toplote i vlage (2,10%) (Slika 7-D).

Identifikacija klasičnih recepata

Među 15 najboljih biljaka, ključno bilje kao nprMa Huang(efedra),Zhi Zi(Gardenia),Yi Yi Ren(sjeme koiksa),Pu Gong Ying(Maslačak), iRou Cong Rong(Cistanche) su često identifikovane. Uključeni su slični klasični receptiFormule zasnovane na Ma Huangu, Hua Hua San(cvjetni prah sofore),Huang Lian Jie Du Tang(Coptis detoksikaciona dekocija),Wei Jing Tang(Uvarak od trske),Wu Wei Xiao Du Yin(napitak za detoksikaciju sa pet sastojaka),Ji Chuan Jian(Benefit River Decoction),Hua Gan Jian(Dekocija za transformaciju jetre), iSang Xing Tang(Uvarak od duda i kajsije) (Tabela 5).

Koristeći Cytoscape (V3.10.3), konstruisana je mreža mapiranja "IVNG-spoji-bilje", koja uključuje 41 hemijsku komponentu, 54 IVNG-a i 580 lekovitih biljaka (Slika 7-E).

 

 

Fig. 5 Rezultati analize obogaćivanja i šematski dijagram holinergičkog signalnog puta

 

Tabela 4 Top 30 potencijalnih intervencija tradicionalnih kineskih lijekova

Chinese Herb	Frekvencija	Učestalost %	Chinese Herb	Frekvencija	Učestalost %
Sjeme astragalusa	9	17.65%	Mume fruit	9	17.65%
List gloga	9	17.65%	Coix seed	9	17.65%
Cikorija	9	17.65%	Ephedra	9	17.65%
Dušo	9	17.65%	Maslačak	9	17.65%
Jujube	8	15.69%	Heljda	8	15.69%
Gardenia	8	15.69%	Beli luk	8	15.69%
Spirulina	8	15.69%	Thistle	8	15.69%
Cistanche	8	15.69%	Limun	8	15.69%
Imela dudova	8	15.69%	Dendrobium	8	15.69%
Želatin od magareće kože	8	15.69%	Morski trn	8	15.69%
Sophora cvijet	8	15.69%	Solanum nigrum	8	15.69%
Ginseng	8	15.69%	Ligusticum	8	15.69%
Papaja	8	15.69%	Cornus	8	15.69%
List božikovine	8	15.69%	Evodia	8	15.69%

 

 

Fig. 6 Rezultati klaster analize tradicionalnih kineskih lijekova