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基于网络毒理学及生物信息学探索奥美拉唑对骨关节炎作用的机制
作者: 叶冰玉
单位: 西安市第五医院

摘要

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是一种常见的关节疾病,可导致慢性疼痛、关节僵硬和严重的肢体残疾。OA的药物治疗主要集中在镇痛药和抗炎药的疼痛管理上,奥美拉唑(omeprazole,OPZ)是一种质子泵抑制剂,常用于治疗胃酸分泌过多。此前临床报告偶见OPZ的使用增加了OA的患病风险,但其具体作用机制尚不清楚,这项研究的重点是通过网络毒理学及生物信息学方法揭示OPZ暴露对OA风险的潜在分子机制研究。

基于Swiss Target Prediction与PharmMapper药物数据库,Genecards疾病数据库的信息检索,共发现10个潜在核心靶点参与OPZ可能导致骨关节炎的发生。

利用STRING和Cytoscape(v3.7.2)软件AKT1、CASP3、PPARG、EGFR、MMP2、CCND1和GSK3B可作为OPZ致OA的核心靶点基因,构建蛋白-蛋白相互作用网络和潜在靶点相互作用图。通过R 4.2.2软件(ggplot2)进行基因本体(GO)和KEGG通路富集分析,揭示了OPZ可能通过对膜筏、膜微区、含胶原蛋白的细胞外基质等参与氧化应激反应、激酶活性的正调控、对外刺激反应的积极调控、细胞对化学应激的反应、对活性氧的反应等生物过程,并发挥内肽酶活性、金属肽酶活、金属内肽酶活性、蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶活性等分子功能,起到导致OA发生的分子毒性机制。通过分子对接研究,证明了OPZ与MMP9的结合能最低。网络毒理学预测OPZ诱发骨关节炎涉及转录因子进行分析,并将关键基因进行免疫浸润分析以及相关性分析,建立ceRNA调控图,探究lncRNA-miRNA-mRNA之间的联系。

本研究不仅为了解OPZ对骨关节炎(OA)中的分子毒性机制建立了理论框架,而且还引入了一种创新的网络毒理学方法来系统地研究OPZ对OA的影响。这种方法为针对与暴露于使用OPZ对骨关节炎风险的发现工作奠定了基础。

关键词: 骨关节炎 奥美拉唑 网络毒理学 生物信息学
来源:中华医学会第二十八次风湿病学学术会议