2.1   孟德尔随机化分析及有效基因的筛选   此次研究共筛选出来32个显著潜在基因，具体数据细节见表1，将其进行可视化(图1)。
2.2   共定位分析结果   结果表明在32个显著基因中，CCDC77的PP.H4为0.859，CCDC77与腰椎椎管狭窄症均可被rs7298019驱动结果表明CCDC77与腰椎椎管狭窄症有着较强的关联性，将以上结果进行可视化(图2)。
2.3   显著基因功能分析   对32个潜在靶点进行GO富集分析，可以看出，这些靶点共参与319项生物学过程(BP)，涉及27个细胞组分(CC)，包括33个主要分子功能(MF)。其中主要参与的生物学过程有细胞运动的正向调节(GO2000147、GO0040017)、血管生成(GO0001525、GO0048514)及与适应性免疫应答相关的生物代谢过程(GO0002460、GO0002250)；主要细胞组分有高尔基体相关组分(GO0005796、GO0098791)、细胞器膜(GO0031300)、基底外侧质膜(GO0016323)、细胞器亚区(GO0031984)、肌动球蛋白(GO0042641)；主要分子功能包括羧酸酯水解酶活性(GO0052689)、跨膜受体蛋白激酶活性(GO0004714、GO0019199)及核酸内切酶活性(GO0004519)，见图3A。
KEGG通路富集展示了腰椎椎管狭窄症相关的显著可用药基因的5条潜在治疗通路，根据富集在每个药物上基因的数目及显著性，排名前3的是细胞黏附分子通路、缺氧诱导因子1信号通路、白细胞跨内皮迁移信号通路(图3B)。
2.4   蛋白互作网络分析   在将32个显著基因构建蛋白互作网络后，隐藏网络中断开的网络节点，共得到32个节点和91个边缘，平均节点度为5.69，预期边数为44，蛋白互作网络富集P值=0.045 3。将结果导出并进行可视化，见图4。
2.5   药物富集结果   将32个显著基因与DSigDB下载的数据进行富集分析后，得到182个药物，将以上结果进行可视化(图5)，以矫正后的P值筛选出前5个药物为例，见表2。
2.6   分子对接结果   使用CB-Dock2在线工具分析与相应基因编码蛋白质亲和力强的前2种候选药物与相应基因编码蛋白质之间的结合位点和相互作用，相互作用产生结合能，结合能越低，结合效果越好，亲和力越高。获得了8个蛋白质与药物之间的有效对接结果(表3)，由A-H编号，将结果可视化，见图6。

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腰椎椎管狭窄症是一种由于多种因素导致腰椎管绝对或相对狭窄，进而导致马尾神经或脊神经根受压，引起一系列神经功能障碍的腰椎退行性疾病[1]，主要表现为腰痛、下肢疼痛、乏力、感觉异常及行走时出现间歇性跛行[2]，典型特征是脊柱后凸时上述症状减轻或消失[3]。研究发现，腰椎退变过程中发生的腰椎间盘突出、小关节和黄韧带增生、骨质增厚和退变是腰椎椎管狭窄的主要诱因，这些病变导致椎管内神经或马尾受压，椎管炎性反应增强，给患者带来巨大痛苦[4-6]，严重影响患者的生活质量。腰椎椎管狭窄症主要累及60-70岁的中老年人群，目前腰椎椎管狭窄症的治疗方式主要包括牵引、针刀、针灸、药物治疗等保守治疗和椎管减压、椎体融合等手术治疗，而药物治疗涉及腰椎椎管狭窄症治疗的始终，如通过调控肿瘤坏死因子α、Angptl2等的表达来影响黄韧带骨化的发生[7]，继而对腰椎椎管狭窄症进行调控。LEE等[8]的研究发现环氧化酶2抑制剂塞来昔布和MPO-0029给药显著减轻了腰椎椎管狭窄症诱导的慢性机械性异常性疼痛。miR-29a往往被认为是治疗腰椎椎管狭窄症的常用靶点，过去研究表明许多与黄韧带肥厚发病机制有关的因素受miR-29a调节，而增加miR-29a的药物可能会减弱黄韧带肥厚的发生[9-10]。以上研究能够基于腰椎椎管狭窄症的发生机制进行调节和干预，但针对腰椎椎管狭窄症准确治疗靶点的研究仍较为有限，因此需要找出更多治疗腰椎椎管狭窄症的潜在新靶点。通过基因调控影响腰椎椎管狭窄症的发生和发展，如抑制炎症相关基因的表达可以减轻炎症反应，缓解疼痛和神经压迫症状[11]；而调控细胞外基质代谢的相关基因的表达，可以影响椎管内结构的异常增生[12]。研究腰椎椎管狭窄症的药物靶点不仅有助于提高治疗效果，同时也利于更深入地理解腰椎椎管狭窄症的发病机制。因此，筛选腰椎椎管狭窄症的治疗靶基因，探索药物更广泛的应用范围，有着重要的临床意义。
随着生物信息学技术的发展及数据库的更新，全基因组预测已被广泛应用于疾病发病机制的探索。生信技术可以充分利用现有基因组数据，筛选疾病发生和发展中起到关键作用的基因，从而为后续实验的开展提供数据及理论的支持。如表达数量性状位点(Expression Quantitative Trait Locus，eQLT)，是一个染色体区域，其中遗传变异与特定基因的表达水平相关，对不同组织、细胞类型和背景的eQTL进行鉴定可以使人们更好地了解基因表达的动态调控，以及功能基因和变异对复杂性状和疾病的影响[13]。目前被广泛应用于数据筛选的孟德尔随机化分析，是一种利用遗传变异数据作为工具变量来评估因果关系的研究方法。相较于随机对照试验的高成本、长耗时及伦理问题，孟德尔随机化提供了一种模拟随机对照试验的方法，用于探索药物靶点的效果和预测治疗效果。因而，此次研究旨在通过孟德尔随机化分析探索与腰椎椎管狭窄症有因果关系的可成药基因，筛选腰椎椎管狭窄症的潜在治疗靶点，并以此为基础探寻新的治疗药物，为腰椎椎管狭窄症的预防与治疗提供新的研究方向，旨在减轻腰椎椎管狭窄症对国人造成的巨大负担。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

1   资料和方法   Data and methods
1.1   设计   获取可成药基因的数据，并与腰椎椎管狭窄症的全基因组关联分析(Genome-wide association study，GWAS)数据进行双样本孟德尔随机化分析，以确定与腰椎椎管狭窄症高度相关的基因；随后进行共定位分析，以确保结果的稳健性；此外，对筛选出的基因进行富集分析、蛋白质网络构建、药物预测和分子对接以探讨其功能。   
1.2   时间及地点   数据收集及分析于2024年9-12月于北京中医药大学完成。
1.3   资料   
1.3.1   生物信息数据库及分析工具   生物信息数据库包括由美国华盛顿大学的科学家团队创建和维护的药物-基因相互作用数据库DgiDB(https://www.dgidb.org/)，由复旦大学谭文实验室创建和维护的药物特征数据库DSigDB(https://www.dsigdb.tanlab.org/)，由国际联盟(由多个研究机构和大学组成，包括荷兰的多个研究团队)创建的eQTLGen联盟(https://www.eqtlgen.org/)，由芬兰政府支持、由芬兰国家健康与福利研究所和多个芬兰大学医院联合创建的芬兰数据库The FinnGen Biobank(https://www.finngen.fi/en)，由多个研究机构共同开发和维护的蛋白互作数据库STRING(https://cn.string-db.org/)，由美国国家生物技术信息中心和美国国家科学基金会支持、由美国加州大学圣地亚哥分和美国国家生物医学计算资源等机构共同维护的蛋白质结构数据库PDB(https://www.rcsb.org/)，由美国国家生物技术信息中心创建和维护的有机小分子生物活性数据库PubChem(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)，在线分子对接网站CB-Dock2(https://cadd.labshare.cn/cb-dock2/php/index.php)。
分析工具包括R包4.4.1版本，Mendelian Randomization 0.7.0软件包、TwoSample MR 0.5.6软件包、coloc 5.2.3软件包、clusterProfiler 4.10.1软件包。
1.3.2   可成药基因数据   通过2022年2月更新的药物-基因相互作用数据库(Drug-Gene Interaction database，DgiDB)，与整合了2个来源的可成药基因组的Finan等撰写的综述中提供的可成药基因列表来获取可成药基因组数据[14-15]，将二者取并集后用于后续的eQTL数据下载。
1.3.3   暴露数据   鉴于顺式eQTL在药物开发研究中表现出与具有药物靶点潜力的基因更高程度的接近性，通过eQTLGen联盟选择相应可成药基因组1 000 kb范围内基因表达相关的顺式eQTL数据，其来源于31 684名具有健康欧洲血统的个体，包含了
16 987个基因的顺式eQTL。将数据下载后用于后续两样本的孟德尔随机化分析。
1.3.4   结局数据   腰椎椎管狭窄症的遗传数据来自芬兰数据库第11版生物样本库，该数据库收集并分析了来自50万芬兰参与者的基因组和健康数据，腰椎椎管狭窄症登录号为：finngen_R11_M13_SPINSTENOSIS，其中包括345 467例欧洲人(23 153例患者和322 314例健康对照)，单核苷酸多态性( single nucleotide olymorphisms，SNPs)数量为16 380 277。
此次研究使用数据均来自公开发表的研究与数据库，其中已提供美国疾病控制与预防中心的研究伦理审查委员的伦理批准与所有参与研究个人的知情同意书，不再要求额外伦理审查。
1.3.5   药物与基因关系的基因集   为根据有效基因进行候选药物预测，以及评估相关靶基因的药理活性，在DSigDB数据库下载所有药物与基因关系的基因集的详细文本文件(DSigDBv1.0 Detailed.txt)。
1.4   方法   
1.4.1   孟德尔随机化分析   首先将下载好的可成药基因组的eQTL数据作为暴露，显著性阈值设定为P值< 5×10-8，并以±10 Mb范围内物理距离窗口，连锁不平衡阈值≥0.001，并不预先过滤SNP的显著性为条件去除连锁不平衡，并将结果作为工具变量，与腰椎椎管狭窄症的数据进行两样本孟德尔随机化分析，同时将逆方差加权法作为主要评估模型。通过Cochran Q统计量评估孟德尔随机化结果的异质性，通过MR-Egger regression的截距项判断基因的水平多效性，采用留一法依次去除每个SNP，计算所剩SNP的合并效应，同时敏感性分析评价任一SNP是否对暴露与结局的关系产生影响。以各可成药基因组的孟德尔随机化分析结果进行筛选，条件如下：①逆方差加权法法P < 0.05；②5种模型的beta值需均> 0或< 0，即说明各模型效应方向一致；③异质性检验的P > 0.05(即说明不存在异质性)；④MR-Egger regression截距项P > 0.05(即说明不存在水平多效性)。将筛选过后的可成药基因组作为显著靶点用于后续分析。
1.4.2   共定位分析   为了鉴定显著靶点与腰椎椎管狭窄症是否由某一个区域的同一个遗传变异位点驱动，以加强二者的关联证据，在确定两个性状中的每一个性状在该区域最多有1个真正的变异位点的前提下，提出5个互斥的假定模型(H0-H4)：H0，腰椎椎管狭窄症与显著靶点在某个基因组区域的所有SNP位点都不显著相关；H1/H2，腰椎椎管狭窄症与显著靶点在某个基因组区域的所有SNP位点都显著相关；H3，腰椎椎管狭窄症与显著靶点在某个基因组区域的所有SNP位点都显著相关，但它们由不同的变异位点驱动，即表明目标区域存在两个独立的遗传变异位点，分别驱动腰椎椎管狭窄症和基因表达变化，可能提示该区域存在多个功能元件(如顺式调控元件与编码区变异)，或2种性状通过邻近但独立的生物学通路产生影响；H4，腰椎椎管狭窄症与显著靶点在某个基因组区域的所有SNP位点都显著相关，但它们由同一个变异位点驱动。即支持同一遗传变异位点同时调控基因表达和疾病表型，暗示基因表达变化可能是疾病发生的潜在机制(即该基因在疾病中具有因果作用)。之后使用后验概率(posterior probability，PP)来量化所有假定模型的概率，根据贝叶斯框架的统计学惯例，PP.H4(即假设4的后验概率)> 0.75被广泛接受为强证据阈值，表明存在同一因果变异的概率显著高于其他假设(如PP.H4 > 0.9为极强证据)。即可认为H4假定模型成立，该区域内存在一个SNP为腰椎椎管狭窄症与显著靶点共享。此阈值已在多篇权威遗传共定位研究中验证，平衡了敏感性与特异性需求，故将PP.H4设定为0.75[16]。为保证区域范围覆盖基因上下游典型顺式调控区域(如启动子、增强子)及基因间连锁不平衡区，既可捕获同一功能单元内的因果变异，又能避免远距离连锁导致的假阳性。区域范围限定在100 kb，以保证共定位分析结果的稳健性[17]。
1.4.3   生物信息富集分析   以P < 0.05、q < 1为条件，对所有显著靶点进行基因本体论(Gene Ontology，GO)功能、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG)通路富集分析。
1.4.4   蛋白互作网络的构建   将有效基因导入STRING数据库，设定最小相关分数为0.15进行筛选，构建蛋白互作网络后计算每个节点的degree值。
1.4.5   药物富集分析   将富集的P值与矫正后的P值筛选条件设定为0.05，将筛选得出的显著基因与所有药物与基因关系的基因集进行富集分析，根据矫正后的P值筛选出显著富集前10位的药物。
1.4.6   分子对接   将药物富集分析结果前2位的药物在PubChem数据库中下载其3D结构的SDF文件，并在PDB数据库中下载富集在各药物上的靶基因的pdb文件，并将二者在
CB-Dock2网站上进行小分子蛋白结合位点预测，计算蛋白分子与配体的结合能后对结果进行可视化。
1.5   主要观察指标   ①经过筛选后的有效基因及敏感性分析结果；②共定位分析后符合PP.H4的SNP；③生物信息富集、药物富集及分子对接结果。

3.1   显著基因作用机制   此次研究通过全基因组孟德尔随机化和共定位分析将现有的可成药基因靶点与腰椎椎管狭窄症GWAS数据相结合，鉴定出了32个与腰椎椎管狭窄症显著相关的可成药基因。在分析得到的基因中，CCDC77通过孟德尔随机化和共定位分析表现出与腰椎椎管狭窄症结果共享遗传效应的证据，表现出它作为调控腰椎椎管狭窄症的潜在靶点的可能性。对得到的32个潜在靶基因进行了富集分析并构建蛋白互作网络，以了解这些药物靶点的生物学意义和相互作用机制，最后进行了药物预测与分子对接，进一步验证这些重要的可成药基因的药性价值，从不同层次阐述了腰椎椎管狭窄症药物靶点的物质基础和作用机制。
孟德尔随机化分析在评估基因表达与疾病之间的关联时有效减少了混杂因素。共定位分析证实，孟德尔随机化中的eQTL工具并非偶然与这两个性状相关，从而排除了孟德尔随机化效应源于连锁不平衡中的替代因果变异的可能性。在分析的基因中，只有CCDC77通过孟德尔随机化和共定位分析表现出与腰椎椎管狭窄症结果共享遗传效应的证据，突出了它作为腰椎椎管狭窄症治疗有前途的靶点的潜力。共定位分析显示，CCDC77的一个SNP rs7298019的PP.H4 > 0.75，是CCDC77与腰椎椎管狭窄症因果关系驱动的SNP，具有显著性意义。共定位结果所揭示的“共享遗传效应”意味着某个特定的遗传变异，如CCDC77基因中的SNP rs7298019，可能同时影响2个或多个性状或疾病，即在此例中，影响基因表达和腰椎椎管狭窄症的发展。卷曲螺旋结构域(coiled-coil domain containing，CCDC)家族参与细胞间跨膜信号传导、促进恶性肿瘤细胞增殖、调控恶性肿瘤的发生和发展等过程[18]，目前关于CCDC77的报道主要涉及胃癌、胶质瘤等领域，尚未有研究报道CCDC77基因表达与腰椎椎管狭窄症的关系及发病机制，通过孟德尔随机化和共定位分析可以推测CCDC77是有潜力的治疗靶点，这个结果可能有助于开发新的治疗策略或药物；另外，这一发现强调了进一步研究CCDC77在腰椎椎管狭窄症中作用机制的重要性，以更好地理解它在疾病发展中的具体角色；最后，这一结果也可能激发对其他具有“共享遗传效应”的基因进行类似研究，以发现更多可能的治疗靶点。
在GO生物学分析过程中发现，差异基因主要参与细胞运动的正向调节、血管生成、适应性免疫应答等生物过程，发挥羧酸酯水解酶活性、跨膜受体蛋白激酶活性、核酸内切酶活性等生物功能。差异基因的产物在细胞成分上主要构成高尔基体管腔、细胞器膜固有成分、基底外侧质膜、高尔基体小室、细胞器亚区、肌动球蛋白，这些基因细胞成分的发现有助于医学人员挖掘腰椎椎管狭窄症的发病机制，并对其做出干预来延缓疾病进展。
细胞运动(cell motility)对于在发育过程中形成功能性组织和器官是必不可少的，分化的细胞需要正确排列在适当的位置。体内不断发生组织再生和免疫反应以维持体内平衡，为了完成这些过程，细胞需要运动到目标位点以启动再生或破坏病原体。细胞运动还与疾病有关，例如血管疾病、慢性炎症性疾病和致癌作用[19]。郭云山等[20]研究者通过实验发现，利用靶向STIM1的siRNA技术沉默MG-63骨肉瘤细胞中STIM1的表达后，细胞的侵袭、迁移与黏附能力显著降低。进一步研究显示，STIM1可能通过激活RhoA和Rac1信号通路，增加FAK和paxillin的表达，从而调控骨肉瘤细胞的运动能力，促进其转移。戴祝等[21]通过动物实验发现经碎块处理后的成年家兔关节软骨中MT1-MMP表达增高，软骨细胞运动能力增强；而抑制MT1-MMP功能，能有效抑制软骨细胞运动及阻碍碎块愈合。
血管生成(angiogenesis)是一个多步骤过程，通过该过程，预先存在的功能性血管开始形成新的毛细血管。血管生成受到血管微环境中许多阳性和阴性血管生成调节剂的严格调节 。越来越多的证据表明，许多疾病具有血管生成依赖性。病理性血管生成是许多癌症、糖尿病视网膜病变、自身免疫性疾病、类风湿性关节炎、动脉粥样硬化等疾病的标志[22]。许多聚焦在该领域的研究致力于探索新的生化途径、药物靶点以及促血管生成和抗血管生成分子作为病理学的潜在药物。陈曜鑫等[23]研究发现在腰椎椎管狭窄症患者的黄韧带组织中血管内皮生长因子的表达升高，这表明通过调控血管生成可以对腰椎椎管狭窄症的发生进行调控。
适应性免疫应答(adaptive immune response)指抗原特异性T细胞和B细胞在抗原刺激下，经历活化、增殖和分化，转变为效应细胞并产生生物学效应的过程，其核心功能是通过区分“自身”与“非己”，清除体内抗原性异物，维持内环境稳定。在正常生理条件下，T细胞与间充质干细胞、成骨细胞和破骨细胞相互作用，参与骨稳态的维持。间充质干细胞具有分化为骨骼、软骨、脂肪、肌腱和肌肉等多种组织细胞的能力，在骨组织的更新和再生中发挥关键作用[24]。间充质干细胞具有强大的免疫能力，其表面表达多种细胞表面蛋白，通过细胞间接触依赖机制、分泌可溶性成分和亚细胞颗粒等方式，实现对T细胞等免疫细胞的短期免疫调节[25]；T细胞通过分泌转化生长因子β和骨形态发生蛋白等生长因子，调节骨髓基质细胞和成骨细胞的活性[26]。而骨的代谢异常是腰椎椎管狭窄症发生中重要的一环，适应性免疫应答可能通过参与骨代谢的过程进而对腰椎椎管狭窄症的发生与发展产生影响。
KEGG分析显示，上调基因主要富集在细胞黏附分子通路、缺氧诱导因子1信号通路、白细胞跨内皮迁移信号通路等作用途径。
细胞黏附分子是一种信息交流的可溶性递质，大多为糖蛋白。细胞黏附分子中的整合素可作为细胞外基质的受体，也是机械感受器，接受物理和化学两方面的调控[27]。此外，神经细胞黏附分子在神经系统发育过程中与轴突生长延伸、突触结构的维持、模式重建以及神经元的出芽有着密切关系，在突触形成过程中，神经细胞黏附分子等细胞黏附分子通过调节轴突内的蛋白质合成和降解，促进神经元之间的连接和功能恢复，这些分子在中枢神经系统损伤后的功能修复中作为标志物，反映了神经再生和突触重建的进展[28]。有研究通过多组学分析发现，在脊髓损伤后的修复过程中，神经细胞黏附分子等细胞黏附分子的表达出现，被提及为潜在的修复标志物[29]。神经细胞黏附分子通过促进轴突生长和突触重建，有助于神经功能的恢复，说明神经细胞黏附分子表达量的变化可能与脊髓损伤后的修复有关。腰椎椎管狭窄症造成患者疼痛等症状的主要原因之一就是脊髓受压损伤[30]，脊髓受压可能导致细胞外基质的重塑，整合素通过感知这些机械和化学变化，调控细胞的增殖、迁移和分化，从而影响损伤修复过程。通过调控细胞黏附分子的表达，可能对脊髓的损伤与修复过程产生影响。
缺氧诱导因子1存在于缺氧条件下培养的细胞核中，是一种具有DNA结合活性的蛋白因子，由缺氧诱导因子1α和缺氧诱导因子1β两种亚基组成。缺氧诱导因子1α是氧调节亚基，对缺氧条件敏感；而缺氧诱导因子1β(也称为芳香烃受体核转位因子)是组成性表达的亚基[31]。脊髓损伤区是一个缺血缺氧和炎性的微环境，缺氧诱导因子1α作为一种关键的转录因子，在缺氧条件下能够调控细胞的应答反应。当缺氧诱导因子1α与细胞内的特定靶基因结合时，会触发一系列的转录调控机制，从而激活超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶，这些抗氧化酶的激活有助于减轻组织水肿和炎症反应。此外，马瑗锾等[32]研究者通过细胞实验发现，经过组织化培养的间充质干细胞能够通过上调缺氧诱导因子1α信号通路，显著提升移植的间充质干细胞在脊髓损伤区域的存活能力，促进脊髓损伤区的修复，改善神经功能。缺氧诱导因子1α还参与血管生成和细胞存活[33]，可能通过促进新生血管形成和细胞存活，改善脊髓损伤区的微环境。这对腰椎椎管狭窄症的恢复有积极意义，说明干预缺氧诱导因子1α信号通路是有潜力的治疗腰椎椎管狭窄症的思路。
白细胞跨内皮迁移(leukocyte transendothelial migration)是启动炎症免疫反应的最重要步骤之一，在炎症期间，内皮细胞在其表面暴露出各种黏附分子，这些分子会减慢和阻止血液循环中移动的免疫细胞，这些黏附分子为免疫细胞提供了指导信息，称为跨内皮迁移[34]。而在腰椎椎管狭窄症中椎管内神经或马尾受压，椎管炎性反应增强，通过对白细胞跨内皮迁移信号通路进行调节，促进白细胞从血管内迁移到损伤部位，有助于清除损伤部位的坏死组织和病原体，可以有效对炎性反应进行干预。DING等[35]通过定量同位素标记相对和绝对定量技术蛋白组学分析发现在治疗脊髓损伤的策略中，联合移植骨髓间充质干细胞和施万细胞可能通过白细胞跨内皮迁移等通路对脊髓损伤进行修复。修复脊髓损伤对疼痛的缓解以及腰椎椎管狭窄症的治疗都有正向调节意义。
3.2   药物预测价值   DSigDB预测可能有效的干预药物中，大黄素(emodin)及前列腺素E2(dinoprostone/PGE2)可调控的基因靶点较多，且分子对接结果理想，并且在临床中已被广泛应用，是可观的潜在药物。
大黄素又称泻素，其化学名为1，3，8-三羟基-6-甲基蒽醌，属于羟基蒽醌类化合物，主要从大黄、虎杖、何首乌等中药材中提取，具有抗肿瘤、抗炎、免疫调节、促进细胞分化等药理作用[36]，近年研究主要聚焦于大黄素诱导细胞凋亡，并进一步抑制和杀伤肿瘤细胞的生物作用[37-38]，大黄素也主要被应用于骨肉瘤等肿瘤的治疗[39-42]，在腰椎椎管狭窄症的发病过程中，细胞的凋亡也是导致症状加重的重要因素之一[43]。虽然目前尚未有文献直接研究大黄素对腰椎椎管狭窄症患者神经细胞凋亡的影响，但大黄素在其他神经系统疾病中的抗凋亡作用提示它可能对腰椎椎管狭窄症患者的神经保护有潜在价值。也有研究证明大黄素对脊神经背根节压迫小鼠模型有良好的镇痛作用，其机制可能与抑制脊髓背角炎症因子表达和信号传导及转录激活因子3/血管内皮生长因子A/磷酸化细胞外信号调节激酶介导的脊髓小胶质细胞活化有关[44]。腰椎椎管狭窄症主要因为脊髓受压损伤产生疼痛等症状，而大黄素对脊髓损伤具有保护作用。曾欢欢等[45]通过动物实验发现在急性脊髓损伤后的大鼠中应用大黄素能够有效减轻损伤导致的脊髓水肿，并具有促进肢体康复的作用。这说明大黄素在缓解脊髓损伤中有很好的治疗潜力，未来有希望被开发为治疗腰椎椎管狭窄症的药物。
前列腺素E2是类风湿性关节炎和骨关节炎等疾病炎症的主要介质，非类固醇抗炎药和选择性环氧合酶2抑制剂可减少前列腺素E2的产生，以缓解这些疾病中出现的炎症[46]。在腰椎椎管狭窄症中，神经压迫导致的炎症反应是患者疼痛的主要来源，而前列腺素E2在这一过程中可能起到关键作用。非类固醇抗炎药也已经成为药物治疗腰椎椎管狭窄症导致的疼痛的成熟手段[47]，硬膜外注射类固醇等通过减少受压迫神经根周围的炎症可以迅速缓解疼痛和不适[48]。此外，前列腺素E2在骨代谢调控中也发挥重要作用，在骨重建的过程中，调控成骨细胞介导的骨形成与破骨细胞介导的骨吸收，维持动态平衡[49]。研究发现，腰椎退变过程中发生的腰椎间盘突出、小关节和黄韧带增生、骨质增厚和退变是腰椎椎管狭窄症发生的主要诱因，神经压迫导致的炎症反应则是患者疼痛的主要来源[50]。而前列腺素E2对于炎症和骨代谢的调控作用可以说明它在治疗腰椎椎管狭窄症中的可观前景。
小结：此次研究采用全基因组孟德尔随机化和共定位分析来阐明基因与腰椎椎管狭窄症之间的因果关系，确定了32个治疗腰椎椎管狭窄症潜在的药物靶点，其中CCDC77有显著意义。这些发现可为腰椎椎管狭窄症治疗提供线索，有望降低药物开发成本，未来有必要对针对这些基因的药物进行进一步的临床试验。
此次研究的优势在于采用孟德尔随机化和共定位分析，通过遗传变异评估腰椎椎管狭窄症的基因因果关系。孟德尔随机化分析减少了混杂因素和反向因果关系的偏差，从而提高了因果关系结果的可靠性；共定位分析有助于揭示特定位点对多个性状的多效性作用、确定潜在的治疗靶点，减少假阴性和假阳性，以确保结果的稳健性。此外，利用迄今为止最大的公开GWAS数据，允许同时检查大量基因和变异，应用这种经济且高效的方法彻底研究了基因与疾病的关系。研究整合了多个数据库，增强了此次研究结果的稳健性。富集分析和蛋白互作网络说明了这些靶基因的功能特征和调控关系，为药物开发提供了潜在的途径；药物预测证明了这些基因的药用潜力，分子对接的高结合活性表明这些基因作为药物靶点具有强大的潜力。此次研究从鉴定与腰椎椎管狭窄症相关的可成药基因到药物结合特性进行了综合评估，提出了具有令人信服证据的腰椎椎管狭窄症药物靶点。
尽管如此，此次研究仍存在以下不足：首先，此次研究仅关注欧洲人群，虽然可以减少种族导致的偏倚，但也限制了研究结果的外推性，可能会影响研究结果在中国人群中的广泛适用性。为确保更广泛的适用性，将研究结果外推到其他种族群体(如东亚或非洲人群)，仍需要进一步的研究和验证，这也是下一步研究的方向之一。其次，共定位分析受限于现有研究结果可用性，富集分析依赖于预定义的基因集或途径，这都限制了对未发现的遗传变异及其他生物学机制或相互作用的探索。最后，虽然分子对接确定了潜在的药物靶点，但由于药物对靶点的影响非常广泛，许多脱靶效应无法通过孟德尔随机化进行探索，因此仍需基础和临床试验验证以保证它们在临床环境中的疗效。
为了上述局限性，未来的研究可以采用多种方法：首先，可以通过增加样本量和多样性来提高研究的统计能力，从而减少由于样本选择偏差带来的影响；其次，利用最新的遗传学技术和数据库，如更精细的基因分型和更全面的基因表达数据，可以提高因果推断的准确性；此外，通过实验验证结果，例如通过体外实验和动物模型来测试CCDC77基因的功能和药物反应，可以进一步验证这些基因作为治疗靶点的潜力；同时，探索新的统计方法和算法，如机器学习技术，可能有助于提高孟德尔分析和共定位分析的精确度和可靠性；最后，考虑到富集分析依赖于预定义的基因集或途径，未来的研究可以探索无监督学习方法来识别新的生物学机制或相互作用，从而克服这一局限。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

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腰椎椎管狭窄症作为一种常见的临床疾病，给患者带来了极大的痛苦。尽管已有众多研究探索其治疗方法及发生机制，但现有研究仍存在样本量较小、研究质量参差不齐、对药物作用机制的探索不够深入等不足。此外，筛选腰椎椎管狭窄症的治疗靶点、拓展其药物应用范围及明确药物的作用机制仍然是目前研究中的难点和挑战。因此，本研究将可成药基因的数据与腰椎椎管狭窄症的全基因组关联分析数据进行双样本孟德尔随机化分析，并进行了共定位分析，以确保结果的稳健性。此外，对筛选出的基因进行富集分析、蛋白质网络构建、药物预测和分子对接以探讨其功能。这一系列综合措施旨在为腰椎椎管狭窄症的治疗提供新的视角，降低药物开发的成本，同时为临床治疗提供更有效的策略。#br# 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程#br#

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