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椎间盘退变伴氧化应激关键生物标志物：生物信息学和机器学习算法的识别

兰垚, 陈浏阳, 宋文慧

中国组织工程研究 2024, 28 (35): 5591-5597. DOI: 10.12307/2024.828

摘要（35）

PDF （1902KB）（19）

文题释义：

椎间盘退变：是指椎间盘组织随着年龄增长等因素经历一个逐渐退化的发展过程，严重影响患者的生活水平，随着人口老龄化的不断加剧，其患病率也在上升，已成为严重的公共卫生问题，但目前没有根治方法，因此迫切需要新的方法来发现其发病机制和早期诊断方法显得尤其重要。
氧化应激：是由细胞和组织中氧化剂和抗氧化剂的失衡引起的，导致活性氧的积累、平衡的丧失，造成关键生物分子和细胞的损伤，在病理过程中扮演了重要角色。

背景：氧化应激与椎间盘退变的发生发展息息相关，但其发病机制和有效治疗方法仍不明确。

目的：运用生物信息学及3种机器学习算法识别与椎间盘退变伴氧化应激相关的关键基因及免疫浸润分析，并进行实验验证。
方法：从GEO数据库获得椎间盘退变基因表达谱以及从GeneCards数据库获得氧化应激相关基因，对椎间盘退变数据集进行差异分析及加权基因共表达网络(WGCNA)分析，两者取交集并与氧化应激相关基因取交集得到候选hub基因，对候选hub基因进行GO和KEGG分析；运用机器学习(LASSO回归、SVM-RFE及随机森林)筛选最佳特征基因并进行受试者特征曲线验证，同时行相关免疫浸润分析。收集2023年7-11月就诊于山西医科大学第二医院的颈椎病患者的椎间盘样本作为椎间盘退变组，颈椎脊髓损伤患者的椎间盘样本作为对照组，采用qPCR方法验证特征基因在椎间盘退变组织中的相对表达量。

结果与结论：①经过差异基因分析获取424个差异表达基因，WGCNA分析得到5 087个基因，同时获得氧化应激基因1 399个，进而得到23个候选hub基因；②GO分析结果显示，主要参与细菌防御反应、细菌来源分子反应等生物过程；涉及分泌颗粒腔、细胞质囊泡腔等细胞组成；涉及内肽酶活性和硫化合物结合等分子功能；③KEGG分析结果显示，候选hub基因与中性粒细胞胞外诱捕网形成、肾素-血管紧张素系统通路等信号通路有关；④运用3种机器学习和ROC验证后得到关键基因HSPA6和PKD1；⑤免疫浸润分析显示HSPA6与活化树突状细胞(r=0.88，P < 0.001)、活化CD4+ T细胞(r=-0.72，P < 0.01)等密切相关，同时PKD1与效应型记忆CD8+ T细胞(r=0.55，P < 0.05)、活化树突状细胞(r=-0.56，P < 0.05)等密切相关；⑥qPCR实验结果表明椎间盘退变组中HSPA6基因低于对照组(P < 0.000 1)，而PKD1基因高于对照组(P < 0.000 1)；⑦结果表明运用生物信息学及机器学习算法证实HSPA6和PKD1可作为椎间盘退变伴氧化应激的生物标志物，可能通过干预HSPA6和PKD1来改善椎间盘退变。

https://orcid.org/0009-0003-5292-2074(兰垚)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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铁死亡对压疮的调控机制：生物信息学分析及实验结果验证

唐路路, 潘晓佳, 赖英桃, 王力

中国组织工程研究 2024, 28 (35): 5656-5661. DOI: 10.12307/2024.600

摘要（32）

PDF （4576KB）（17）

文题释义：

生物信息学：主要研究基因组、转录组及蛋白质组等高通量生物学数据的分析、挖掘和解释，运用各种算法和工具对生物大数据进行处理和分析，以发现生物体内基因表达、蛋白质结构、代谢途径及信号转导等方面的规律。
铁死亡：是一种铁依赖性的非细胞凋亡形式的细胞死亡，由铁依赖性活性氧堆积和脂质过氧化引起。

背景：铁死亡介导的缺血再灌注损伤对压疮的发生发展起重要作用，可能存在压疮相关的铁死亡生物标志物，但其机制尚未阐明。

目的：通过生物信息学手段探讨压疮的分子机制，寻找压疮过程中铁死亡相关差异基因，为其临床治疗提供新的视角。
方法：使用GEO数据库和FerrDb数据库下载数据集并进行预处理。对单细胞转录组测序数据进行聚类和占比分析、代谢活性和拟时序分析、细胞通讯分析、铁死亡基因集细胞识别和富集分析，确定铁死亡差异基因，并通过动物实验进一步验证。将20只 SD 大鼠随机分为正常组和模型组，每组10只。正常组大鼠不进行任何处理，模型组大鼠采用缺血再灌注循环周期模式制备压疮大鼠模型，采用荧光定量 PCR和免疫印迹检测压疮大鼠创面组织内差异表达基因和蛋白的变化。

结果与结论：①单细胞转录组测序数据聚类划分为6种细胞类型，压疮组2型和3型角质形成细胞占比较高。②不同细胞亚群之间具有明显的代谢异质性和演变轨迹。③2型和3型角质形成细胞在细胞通讯中作用最强，2型角质形成细胞配体-受体强度最佳。④2型角质形成细胞铁死亡得分较高，有显著上调或下调的差异基因，并得到27个GO富集条目、20个KEGG 富集条目和24个铁死亡相关差异基因，以谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4，GPX4)和长链酯酰辅酶A合成酶4(acyl-CoA synthetase long chain family member 4，ACSL4)为主。⑤动物实验验证了与正常组相比，模型组大鼠铁死亡抑制蛋白GPX4表达下调，铁死亡促进蛋白ACSL4表达上调。上述结果证实，压疮组织中存在铁死亡，GPX4和ACSL4为调控压疮组织中铁死亡的重要基因。

https://orcid.org/0000-0003-0214-1491(唐路路)；https://orcid.org/0000-0002-6186-836X(赖英桃)；
https://orcid.org/0000-0002-2998-2875(王力)

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基于孟德尔随机化分析躯干及下肢脂肪量与椎间盘退变的因果关系

杨敬言, 马涉, 黄仁俊, 王超逸, 赵余炀, 于栋

中国组织工程研究 2024, 28 (35): 5688-5694. DOI: 10.12307/2024.825

摘要（27）

PDF （3082KB）（7）

文题释义：

孟德尔随机化：是一种以遗传变异为工具变量，遵循孟德尔定律，即相应的等位基因在胚胎形成时期随机分配且固定的原则，排除混杂因素对结果的影响，加强了因果推断证据强度的研究方法。
椎间盘退变：椎间盘是一种由髓核、纤维环、终板软骨构成的组织，位于两个相邻椎体间，连接上下椎体。致病因素长期的影响下可能导致椎间盘水分丢失、结构破坏及承载能力下降，从而出现退行性变。

背景：近期观察性研究发现局部脂肪量对于椎间盘退变评估有重要意义，而肥胖长期被认为是椎间盘退变的危险因素之一，作为肥胖核心因素的脂肪量在既往研究中与椎间盘退变的因果关系尚不明确。

目的：探讨不同分布的脂肪量与椎间盘退变的因果关系，以帮助增加对椎间盘退变发病机制的认知及制定预防、治疗及预后的策略。
方法：从公开发表的IEU Open GWAS中以强相关性及满足连锁不平衡为条件提取躯干及下肢脂肪量的遗传位点作为工具变量，结合FinnGen最新第9版数据库中选取椎间盘退变作为结局进行孟德尔随机化分析，通过逆方差加权法、MR-Egger回归、简单中位数法、加权中位数法和加权中值法等回归模型的OR值和95%CI评估躯干及下肢脂肪量与椎间盘退变间的因果关系。使用Cochran’s Q检验评估遗传工具变量的异质性，使用MR-Egger截距检验评估多效性，使用留一法评估作为工具变量的单核苷酸多态性对暴露和结局因果关系影响的敏感性。

结果与结论：①逆方差加权法检测结果显示，躯干脂肪量与椎间盘退变发病风险呈正向因果关联(OR=1.25，95%CI：1.15-1.35，P < 0.001)，双下肢脂肪量与椎间盘退变发病风险呈反向因果关联(OR=0.7，95%CI：0.63-0.78，P < 0.001；OR=0.69，95%CI：0.62-0.76，P < 0.001)；②MR-Egger截距分析未检测到潜在的水平多效性；③MR-PRESSO未检测到偏倚单核苷酸多态性，异质性检验存在，留一法敏感性分析提示分析结果可靠；④上述结果证实，躯干脂肪量与椎间盘退变有正向因果关系，随着躯干脂肪量增加，椎间盘退变的风险升高；双下肢脂肪量与椎间盘退变有反向因果关系，即随着双下肢脂肪量增加，椎间盘退变风险降低；脂肪的含量及分布会影响椎间盘退变的发病风险，应给予更多的关注。

https://orcid.org/0009-0004-4123-2841(杨敬言)

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有限元方法在脑震荡领域的热点：脑损伤模型、测试方法与防护装备的改进

罗卫东, 邹丽华, 黄达

中国组织工程研究 2024, 28 (34): 5487-5493. DOI: 10.12307/2024.838

摘要（36）

PDF （3075KB）（30）

文题释义：

脑震荡：是一种由生物力学力量引起的创伤性脑损伤。可能是由头部、面部、颈部或身体其他部位受到直接打击，并将“冲力”传递到头部造成的；典型结果是神经功能的短期损伤迅速发作，并自行消退；可能导致神经病理学改变，但急性临床症状主要反映的是功能紊乱，而不是结构损伤，因此，在标准的结构神经影像学研究中没有发现异常；会导致一系列的临床症状，这些症状可能包括也可能不包括意识丧失。脑震荡临床和认知症状的解决通常遵循一个连续的过程。
有限元分析：利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟，还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。

背景：由身体接触性运动或交通事故造成的脑震荡远比人们想象的更为严重与常见，近年来引起了媒体、医学界及体育界的广泛关注与高度重视。

目的：采用文献计量学方法对有限元方法在脑震荡领域的研究热点与趋势进行可视化分析，从而为中国在该领域的研究提供一定的参考。
方法：基于Web of Science核心集数据库进行文献检索，检索主题词策略为(TS=(Concussion)) AND TS=(Finite element)，利用CiteSpace 6.2.R4可视化工具对纳入文献的作者、国家、机构、关键词及被引文献等进行可视化分析。

结果与结论：①共计纳入215篇文献，发文量与被引量总体上呈上升趋势；学科分布涉及生物医学工程、生物物理学、运动科学、临床神经学及神经科学等学科，呈现多学科交叉融合的趋势；发文量最多的作者是来自爱尔兰都柏林大学的Gilchrist M，发文量最多的机构是渥太华大学，发文量最多的国家是美国。②通过关键词分析发现研究的热点聚焦于脑损伤模型的建立用来模拟和预测脑震荡的损伤；脑震荡损伤机制的解析；防护设备和装置的优化设计。③通过文献共被引分析发现脑损伤的预测与评估是该领域的知识基础亦是研究热点。④有限元方法运用在脑震荡领域的研究热点主要围绕头部损伤预测为主题展开，结合探索大脑损伤机制以及防护装备的设计与改进。⑤随着人工智能与材料学的进步，未来有限元方法在脑震荡损伤领域的研究热点将集中于脑损伤模型、测试方法与防护装备的改进。

https://orcid.org/0000-0002-6380-9793(罗卫东)；https://orcid.org/0000-0002-4092-2929(黄达)

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眩晕相关组织病理学、前庭康复、物理康复及中医西医治疗的文献计量学分析

孙一鸣, 杨鑫明, 蔡力群, 刘爱宁

中国组织工程研究 2024, 28 (34): 5500-5507. DOI: 10.12307/2024.839

摘要（40）

PDF （1572KB）（27）

文题释义：

眩晕症：是一种患者感到自身或周围环境在旋转或摇摆，同时可能伴有站立不稳、恶心及呕吐等症状的病症，这种症状可以是暂时的，也可以是长期的。眩晕症的病因可能包括内耳疾病、脑血管疾病、颈椎病及精神疾病等。眩晕症的具体病因和发病机制需咨询医生进行详细检查和诊断。
文献计量学分析：是一种利用统计学和信息学方法，对学术、科技和创新领域的文献进行量化分析和评估的研究方法。

背景：眩晕与临床神经科疾病密切相关。当神经元受损或死亡时，可能导致前庭系统的异常，引发眩晕症状，因此有必要探讨并分析临床神经科常见的眩晕相关热点问题。

目的：采用文献计量学方法分析临床神经科常见的眩晕相关国内外的研究热点。
方法：由第一作者检索2014-2023年万方数据库和Web of Science核心集数据库，检索临床神经科常见的眩晕治疗的研究相关文献，采用VOSviewer_1.6.19软件对文献的发文量、国家/地区、机构、关键词、共被引文献及高被引文献进行计量学分析，剖析总结该研究领域的研究热点。

结果与结论：①Web of Science核心集数据库2022年该领域文献发文量174篇最高，万方数据库2020年该领域文献发文量最高133篇；发文量最高的国家前3位分别是美国、德国、中国；国际机构中发文量最高的是德国慕尼黑大学，中国机构中发文量最高的是成都中医药大学。②关键词分析结果显示，中国该领域的研究热点疾病主要为梅尼埃病、颈性眩晕、老年性眩晕、良性阵发性位置性眩晕、孤立性眩晕和高血压眩晕，治疗方法包括针刺、康复、药物(天麻素、半夏白术天麻汤)和手法复位。国际上该领域的研究热点疾病主要包括良性阵发性位置性眩晕、新冠病毒病例的前庭性疾病、梅尼埃病、前庭神经鞘瘤、听神经瘤和前庭性偏头痛等，热点治疗方法为传统抗眩晕药物、抗抑郁、抗焦虑治疗和显微手术等。③文献共被引分析结果显示，对于以持续性眩晕为主要症状的急性前庭综合征而言，三步骤床边眼动检查(HINTS：头部-冲击-眼球震颤-斜视测试)在急性前庭综合征患者合并脑卒中的诊断方面比早期MRI更敏感，此观点是最被同行认可的前庭综合征脑卒中检测方法；对以阵发性眩晕为主要症状的前庭神经炎患者而言，使用激素治疗更有效。④高被引文献分析结果显示，在万方数据库中近10年热点文献中，针刺风池穴、“小醒脑开窍”针刺法改善后循环缺血性眩晕均取得了一定成效，近3年文献发现银杏叶提取物+天麻素、针刺+半夏白术汤、倍他司汀+天麻素、前庭康复训练+Epley耳石复位法，都可以不同程度地改善眩晕症状。而近10年Web of Science核心集数据中的文献并无特色性抗眩晕药物受到关注，大部分以传统抗眩晕药物和显微手术为主，但近3年国际文献中有少数病例报告发现COVID-19感染后可能导致前庭神经炎并出现眩晕症状。⑤眩晕的发生和发展可能与神经元的损伤和再生密切相关，例如，病毒感染、炎症刺激或其他病理因素可能导致神经元损伤或死亡，从而影响前庭系统的功能。目前国内外都发布了眩晕相关的诊治规范指南，国际指南较为推荐前庭康复和物理康复联合治疗眩晕症状，中国指南较为推荐中西医药物、复位及针刺联合治疗，但研究证据级别并不高，因此未来还需要大量的大样本、多中心关于抗眩晕治疗的随机对照试验来验证。

https://orcid.org/0009-0001-4394-7267(孙一鸣)

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高精度经颅直流电刺激研究热点的可视化分析

闫杰, 周静, 赵敬璞, 张清芳, 周明超, 王玉龙

中国组织工程研究 2024, 28 (32): 5110-5115. DOI: 10.12307/2024.500

摘要（76）

PDF （2777KB）（73）

文题释义：

高精度经颅直流电刺激：使用多个小面积电极组合，将直流电集中作用于特定脑区，通过恒定、聚焦、低强度的电流精准调控大脑皮质，从而引起大脑皮质兴奋性的改变。
可视化分析：借助图谱等视觉化手段，将复杂的文献信息呈现出来，以便更直观地理解和分析数据间的相互关系。

背景：近年来，高精度经颅直流电刺激因其非侵入性调控大脑功能的潜在益处而备受关注，但目前仍未有研究对其进行可视化分析。

目的：对高精度经颅直流电刺激相关研究进行可视化分析，探索研究现状及热点趋势。
方法：从Web of Science(WOS)核心合集数据库中检索2010-01-01/2023-05-06发表的与高精度经颅直流电刺激相关的英文文献，应用VOSviewer软件对纳入文献的来源期刊、国家/地区、作者、机构、被引文献和关键词进行可视化分析并绘制知识图谱，探索该领域的研究现状及热点。

结果与结论：①共纳入336篇文献，高精度经颅直流电刺激的发文量逐年增加。其中，美国的发文量最多(141篇)，被引次数为4 221，中国发文量仅次于美国(70篇)，被引次数为401。②《Brain Stimulation》是发文量最多的期刊(28篇)，Marom Bikson是发文量最多的作者(37篇)，纽约市立大学城市学院是发文量最多的机构(35篇)。③运动皮质、调控、工作记忆、兴奋性及背外侧前额叶是该领域出现频次排名前5的关键词。近5年的热点关键词主要包括注意力缺陷/多动症、脑网络及刺激强度等。④目前，高精度经颅直流电刺激领域的研究文献数量相对较少，但总体呈现上升趋势，这反映出该领域具备较大的研究潜力。预计该领域的研究将持续聚焦于高精度经颅直流电刺激在认知精神类疾病的应用，并基于脑网络进一步揭示其作用于运动皮质及背外侧前额叶等靶点的治疗机制。

https://orcid.org/0009-0005-8860-4734(闫杰)；https://orcid.org/0000-0002-0947-6967(王玉龙)

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类风湿关节炎脂肪酸代谢相关基因的生物信息学鉴定与验证

陆晓铃, 刘斌, 徐斌

中国组织工程研究 2024, 28 (32): 5116-5121. DOI: 10.12307/2024.544

摘要（73）

PDF （2902KB）（19）

文题释义：

类风湿关节炎：一种病因尚未明确的自身免疫性疾病，主要表现为滑膜慢性炎症、手及足小关节对称性肿胀、软骨破坏，进而导致关节功能丧失。
脂肪酸代谢：能量稳态所必需的合成代谢和分解代谢过程，维持细胞膜结构和功能、能量储存和细胞信号传递所需代谢中间体的形成，脂肪酸代谢对于细胞能量产生、储存、细胞膜组成、信号分子的产生具有重要意义。

背景：研究表明，脂肪酸代谢基因与类风湿关节炎发展紧密相关，因此基于脂肪酸代谢基因探索类风湿关节炎发病进展具有重要的临床意义。

目的：探究脂肪酸代谢基因是否可以作为预测类风湿关节炎进展的可靠生物标志物。
方法：从基因表达综合数据库(GEO)下载与滑膜组织相关的基因数据，应用STRING构建蛋白质-蛋白质相互作用网络分析，对其使用Cytoscape进行生物学注释(GO基因本体论)和信号通路富集分析(KEGG京都基因与基因组百科全书)。从分子特征数据库(MSigDB)筛选脂肪酸代谢相关基因，使用套索算法和支持向量机的递归特征消除算法筛选潜在生物标志物。通过CIBERSORT算法评估正常人和类风湿关节炎患者的免疫细胞浸润水平。最后，在GSE77298使用受试者工作特征曲线验证脂肪酸代谢相关基因的表达水平。

结果与结论：①确定了361个类风湿关节炎差异表达基因，其中13个与报告的脂肪酸代谢相关基因重叠；②基于机器学习算法筛选出5个基因，受试者工作特征曲线显示有5个基因(PCK1、PDK1、PTGS2、PLA2G2D、DPEP2)可以预测类风湿关节炎的发展；③CIBERSORT算法结果表明上述5个基因和活化肥大细胞、中性粒细胞、静息肥大细胞、记忆性静息CD4+ T细胞浸润水平密切相关；④受试者工作特征曲线显示，PLA2G2D和PCK1具有较高的诊断价值；⑤提示脂肪酸代谢相关基因表达特征可作为预测类风湿关节炎临床结果的潜在生物标志物，可进一步提高类风湿关节炎预测的准确性。

https://orcid.org/0000-0002-3498-3733(陆晓铃)

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自噬及铁死亡相关靶点与慢性肾病肾功能损伤的进展：生物信息学分析及实验验证

陈冠廷, 张琳琪, 王希茜, 陈旭

中国组织工程研究 2024, 28 (32): 5122-5129. DOI: 10.12307/2024.510

摘要（110）

PDF （6017KB）（184）

文题释义：

铁死亡：铁死亡被定义为由脂质过氧化介导的膜损伤引起的铁依赖性调节性坏死，受氧化还原稳态、铁代谢、线粒体活性及氨基酸、脂质和糖代谢等多种细胞代谢事件的调节，主要特征为铁蓄积、谷胱甘肽过氧化物酶活性降低和脂质过氧化物沉积。
自噬：细胞自噬是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程。自噬发生时，一些损坏的蛋白质或细胞器等被双层膜结构的自噬小泡包裹，并最终送到溶酶体中降解，降解产生的氨基酸等小分子物质可被细胞再利用，在能量代谢、细胞内质量控制以及细胞发育和分化过程中起到平衡作用。

背景：自噬及铁死亡在慢性肾病的病程发展过程中发挥着重要作用，但目前对于慢性肾病肾组织自噬及铁死亡相关分子机制及基因靶点尚不清楚。

目的：基于生物信息学筛选慢性肾病相关数据集中差异表达基因，并探讨其中适合作为筛查慢性肾病患者肾功能进展的潜在关键生物标志物。
方法：①从GEO数据库获取GSE137570数据集，通过Networkanalyst数据库分析筛选差异表达基因，OMIM，GENECARD，FerrDb及HAMdb数据库分别获取铁死亡及自噬相关靶点，各数据取交集以获取慢性肾病自噬和铁死亡相关差异表达基因，并行富集分析。利用STRING网站构建差异表达基因蛋白互作网络，导入Cytoscape软件后利用MCODE及CytoHubba插件对蛋白互作网络进行功能模块分析，筛选潜在核心靶点，经富集分析以获取潜在核心靶点功能。②体外实验：将小鼠源肾小管上皮细胞分为2组，空白组不予任何干预，模型组加入5 ng/mL 转化生长因子β1刺激24 h以诱导肾小管上皮细胞间充质转化，流式细胞术检测细胞中活性氧含量及线粒体膜电位变化，RT-PCR法检测细胞中铁死亡、自噬相关指标及潜在核心靶点mRNA表达。

结果与结论：①GSE137570数据集筛选后共计获取480个差异基因，其中表达上调基因104个，表达下调基因376个(log2|(FC)| > 1，P < 0.05)；OMIM、GENECARD、FerrDb及HAMdb数据库获取铁死亡相关靶点562个，自噬相关靶点1 266个，将差异基因与铁死亡、自噬相关靶点取交集，分别获得铁死亡相关靶点15个，自噬相关靶点18个。②富集分析结果表明，铁死亡相关差异基因主要涉及硫氨基酸代谢、中性粒细胞脱粒等生物学过程及铁死亡信号通路，自噬相关差异基因主要富集于血小板脱颗粒、细胞外基质降解等生物学过程及受体酪氨酸激酶的信号传导。③经MCODE及CytoHubba筛选蛋白互作网络中关键基因，分别为CD44，ALB，TIMP1，PLG，CCL2，DPP4。④免疫浸润分析结果显示B细胞、CD4+T细胞、NK细胞及单核细胞等免疫细胞在慢性肾病肾组织中表达具有显著差异，而核心靶点与此类免疫细胞同样存在显著相关性(P < 0.05)。⑤ROC曲线分析结果进一步表明可通过CD44，ALB，TIMP1，PLG，CCL2，DPP4有效诊断慢性肾病病理进展。⑥经单细胞测序结果显示，除PLG外，各模型组小鼠肾组织靶点基因表达与该实验结果基本一致。⑦RT-PCR结果显示，对于自噬及铁死亡表型的验证，与空白组比较，模型组中LC3B，Nrf2，SLC7A11 mRNA表达显著降低(P < 0.05)，P62 mRNA表达显著增高(P < 0.05)；潜在核心靶点验证方面，与空白组比较，模型组中ALB、PLG mRNA表达显著降低(P < 0.05)，TIMP1，CCL2 mRNA表达显著升高(P < 0.05)。⑧上述结果显示，经生物信息学分析与实验验证，CD44，ALB，TIMP1，PLG，CCL2在慢性肾病患者肾组织中异常表达，与肾小球滤过率及肾间质纤维化密切相关，对慢性肾病进展或具有预测作用。

https://orcid.org/0000-0003-1207-4325(陈冠廷)；https://orcid.org/0009-0006-0949-7342(张琳琪)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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长距离跑步着地模式运动生物力学特征的可视化分析

杨俊聪, 黄睿, 伍勰

中国组织工程研究 2024, 28 (32): 5159-5166. DOI: 10.12307/2024.515

摘要（97）

PDF （2655KB）（50）

文题释义：

跑步着地模式：是指在跑步过程中，脚部与地面接触的方式和顺序。前足跑和后足跑是常见两种着地模式。不同的跑步着地模式可以影响跑步的效率、运动员的表现以及潜在的风险因素。
前足跑：强调使用脚掌和脚趾来吸收冲击，也称为“前脚掌着地”。在这种模式中，跑者的前脚掌首先接触地面，然后足部逐渐降低，使整个足部与地面接触。
后足跑：较为传统的一种跑步模式，也称为“后脚掌着地”。在这种模式中，跑者的脚跟首先着地，然后脚部逐渐滚动向前，使整个足部与地面接触，最后将重心转移到前脚掌。
运动生物力学：运动生物力学是生物力学的一个分支领域，它专注于研究生物体的运动、姿势、肌肉力量和关节运动的力学特性。通过运动生物力学的研究，可以更好地理解和优化运动性能、提高运动表现、降低运动损伤风险以及改善训练和康复过程。

背景：近年来，随着长距离健身跑的热度持续上升，相关的科学问题也有了更多的研究进展，其中长距离跑的着地模式在跑步技术层面上是一个重要的生物力学研究热点。

目的：借助CiteSpace对相关文献进行可视化分析，对近10年来足着地模式为主题的文献进行梳理，明晰足着地模式的现状、热点和趋势。在此基础上，从生物力学角度对足着地模式的主要研究热点进行进一步讨论。
方法：以“Foot strike pattern，Rearfoot strike，non-Rearfoot strike，Forefoot strike，Midfoot strike”作为英文关键词，在Web of Science核心集数据库中检索，对纳入文献采用CiteSpace软件进行可视化分析。

结果与结论：①最终纳入896篇相关文献。年发文量总体呈上升趋势，发文量Top 3 国家依次为美国、中国和英国；Top 3 机构依次为哈佛大学、上海体育大学和马萨诸塞大学；Top 3 作者依次为Davis Irene S，Hamill Joseph和傅维杰教授。②研究关键词以“裸足跑、跑者、损伤、足着地模式、运动学”出现频次较高，关键词聚类以“能量成本、负载率、足着地模式、危险因素、步态分析”研究至今仍持续火热。③详细分析上述数据后发现，近年来足着地模式整体研究热度保持稳定，热点主要集中于足着地模式的生物力学研究，此类研究趋势集中于不同着地模式 (前足着地和后足着地) 对于长距离跑者 (裸足、穿鞋、距离、速度、损伤风险、跑步经济性和能量消耗等方面) 的影响和适应性。④因此，目前研究提示，并无所谓“标准化最佳着地模式”，但可能存在“个性化最佳着地模式”，建议研究者未来要根据自己习惯方式、动作模式特征、运动水平以及任务属性进行有针对性的选择最优的着地模式和跑步技术策略，切勿生搬硬套。

https://orcid.org/0009-0001-5525-8522(杨俊聪)；https://orcid.org/0000-0002-0459-7065(伍勰)

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泛凋亡因子在骨质疏松症中的诊断标记物及亚型分析

丁强, 熊波, 刘金富, 田照, 容向宾, 陈立民, 陶红成, 李豪, 曾平

中国组织工程研究 2024, 28 (28): 4505-4510. DOI: 10.12307/2024.431

摘要（132）

PDF （2994KB）（165）

文题释义：

骨质疏松症：是一种以骨密度降低，易于发生骨折为特征的骨骼疾病，随着人口结构的变化，骨质疏松症正在成为全球卫生保健的一个日益增加的负担，若早期诊断与防治有望取得良好的临床疗效，因此寻找可靠的诊断生物标志物是目前值得关注的问题。
泛凋亡(PANoptosis)：是基于对炎症小体/焦亡与凋亡和坏死性凋亡之间交互作用的研究而建立的概念。它是一种炎症性程序细胞死亡，受到泛凋亡复合体的调控，具有细胞焦亡、凋亡和/或坏死性凋亡的关键特征，且不能被焦亡、凋亡和坏死性凋亡中任意一种死亡方式单独表征。

背景：研究推测泛凋亡可能参与了骨质疏松的病理过程，但目前尚未有泛凋亡基因在骨质疏松中的相关机制研究。

目的：分析泛凋亡调节因子在骨质疏松症发生发展过程中的生物学机制。
方法：从Gene Expresion omnibus(GEO)数据库中获得GSE56815数据集，提取泛凋亡基因进行差异分析。通过随机森林树模型筛选泛凋亡关键基因，构建疾病风险预测模型。运用共识聚类算法、单样本基因组富集分析以及免疫浸润分析探讨不同泛凋亡分子亚型间的差异性。通过医学本体信息检索平台 Coremine medical 数据库预测调节泛凋亡关键基因的中药药物。

结果与结论：①基于4个泛凋亡关键基因(CASP1、CASP10、MEFV、TNF)，确定了骨质疏松症中的诊断标志物，构建了患病风险预测模型并进行验证；②将骨质疏松患者分为2种不同的泛凋亡亚型(簇A、B和基因簇A、B)，且簇B和基因簇B的泛凋亡评分分别高于簇A和基因簇A；③通过 Coremine medical 数据库预测出人参等能调节泛凋亡关键基因的中药药物。

https://orcid.org/0009-0008-7591-4313(丁强)

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绝经后骨质疏松症潜在铁死亡及细胞焦亡相关诊断生物标志物

李树栋, 梁学振, 骆帝, 李嘉程, 阎博昭, 李刚

中国组织工程研究 2024, 28 (28): 4511-4515. DOI: 10.12307/2024.493

摘要（124）

PDF （2632KB）（48）

文题释义：

铁死亡：于2012年提出的一种由脂质过氧化驱动、受调节的铁依赖性细胞程序性死亡方式，其本质是谷胱甘肽耗尽、谷胱甘肽过氧化物酶活性降低，脂质氧化物无法发生还原反应，Fe2+氧化脂质产生活性氧，诱导铁死亡发生。铁死亡广泛参与了肌肉骨骼疾病的发生发展进程，在防治绝经后骨质疏松症方面具有巨大潜力。

细胞焦亡：是一种新的细胞裂解性程序性死亡方式，主要表现为细胞胀大导致细胞膜破裂，释放细胞内容物进而激活炎症反应。细胞焦亡的机制分为经典途径和非经典途径，经典途径主要依赖于Caspase-1，非经典途径则主要依赖于Caspase-4、Caspase-5、Caspase-11。成骨细胞焦亡可能是绝经后骨质疏松症的发病机制之一，基于细胞焦亡的绝经后骨质疏松症治疗策略是新的研究方向。

背景：铁死亡及细胞焦亡可能在绝经后骨质疏松症的发生发展过程中起到作用，可能存在诊断绝经后骨质疏松症的相关生物标志物。
目的：利用生物信息学手段寻找绝经后骨质疏松症过程中铁死亡及细胞焦亡相关的关键基因，以进一步阐明其生物学机制。
方法：使用美国国家基因表达综合数据库(GEO数据库)下载绝经后骨质疏松症的数据集GSE56815和GSE7429，对两数据集进行预处理，借助R软件limma包进行数据差异表达分析，通过DIVID、KOBAS数据库进行富集分析，借助STRING、Cytoscape绘制蛋白互作网络，通过CytoHubba选取Hub基因，通过铁死亡基因数据库及细胞焦亡数据库筛选关键基因。利用CIBERSORT包测定绝经后骨质疏松症样本的免疫浸润情况，进行关键基因与免疫细胞的相关性分析。

结果与结论：①于实验样本中共计筛选出30个绝经后骨质疏松症的差异基因，其中9个基因表达上调，21个基因表达下调；②GO、KEGG通路富集显示差异主要集中在丝氨酸型内肽酶活性、先天免疫反应、特殊颗粒管腔、肾素分泌等；③PPI网络显示差异基因的相关性，CytoHubba选出Degree值前10的Hub基因；④Hub基因与FerrDb铁死亡数据库及细胞焦亡数据集取交集得到关键基因ELANE、LCN2；⑤受试者工作特征曲线及箱图表明，ELANE、LCN2在绝经后骨质疏松症血清样本中的表达较正常样本明显降低，具有良好的诊断价值；⑥免疫浸润分析显示，ELANE可能与记忆性静息CD4 T细胞、M0巨噬细胞、M2巨噬细胞有关，LCN2可能与M0巨噬细胞有关。

https://orcid.org/0009-0009-1052-9382(李树栋)

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菟丝子治疗骨关节炎：网络药理学分析及实验验证

张天栋, 彭青平, 刘欢, 冯建国, 易茜, 黄文华

中国组织工程研究 2024, 28 (28): 4516-4521. DOI: 10.12307/2024.456

摘要（153）

PDF （3387KB）（86）

文题释义：

分子对接：分子对接技术原理源自19世纪Fisher的受体学说，发展至今人们认为药物与体内蛋白质分子即受体会发生相互作用而进行连接，相互作用的稳定性依赖于两者的空间匹配和能量匹配。该文采用的分子对接技术软件AutoDockTools通过建立药物配体和蛋白质受体结构的半柔性模型，分析判断配体和受体之间是否能够相互作用(空间匹配)，并对作用稳定性进行评分(能量匹配)。
核因子κB信号通路：核因子κB(P 65)是参与关节炎症和组织破坏病理生理的重要转录因子，涉及滑膜、软骨、软骨下骨等多个组织。在骨关节炎中，激活关节软骨细胞表面的机械受体和细胞因子受体的细胞外基质降解产物、纤连蛋白分子、机械应力、老化因素和促炎细胞因子(如肿瘤坏死因子α或白细胞介素1β)，均可导致核因子κB信号通路的激活，诱发或加重骨关节炎。

背景：菟丝子具有补肝肾、益精髓的功效，而骨关节炎的主要病机为肝肾亏虚，推测菟丝子与骨关节炎之间有一定的联系。

目的：基于网络药理学和分子对接的分析手段挖掘骨关节炎和菟丝子之间的潜在联系，对中药本草菟丝子的作用机制进行合理的推测与验证。
方法：先在中草药数据库TCMSP中筛选菟丝子的有效活性成分和作用靶点，另在疾病数据库GeneCards、OMIM、TTD中收集骨关节炎的相关基因；取交集后进行一系列分析，并筛选出核心基因；通过对核心基因的富集分析选择菟丝子作用于骨关节炎的通路，通过分子对接验证核心基因的作用，并依此选择合适的有效活性成分进行实验验证。

结果与结论：①筛选出11种菟丝子的有效活性成分，菟丝子和骨关节炎有66个交集靶点基因，后续筛选出12个核心基因，包括肿瘤坏死因子、白细胞介素1B、TP53、RACα丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT1)、血管内皮生长因子A、基质金属蛋白酶9、前列腺素过氧合酶2、胱天蛋白酶3、表皮生长因子、过氧化物酶体增生激活受体γ、白细胞介素10、血管细胞黏附因子1；②对核心基因进行富集分析后，选择经典炎症通路核因子κB信号通路进行后续菟丝子缓解骨关节炎炎症的分析验证；根据各活性成分和通路核心基因前列腺素过氧合酶2进行分子对接后得到的结果，选择亲和力最高的芝麻素进行后续细胞实验验证，结果证实了菟丝子的有效成分芝麻素可以通过抑制白细胞介素1β诱导的核因子κB信号通路降低环氧合酶2的表达；③结果表明，菟丝子的活性有效成分芝麻素通过抑制白细胞介素1β诱导的核因子κB信号通路降低环氧合酶2的表达，达到改善骨关节炎炎症的作用，证实了菟丝子在骨关节炎方面的治疗效果。

https://orcid.org/0009-0002-8009-2648(张天栋)

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孟德尔随机化分析血液代谢物与肌少症相关特征的因果关系

陈天鑫, 董婷婷, 李妍, 张晟, 张磊

中国组织工程研究 2024, 28 (27): 4288-4292. DOI: 10.12307/2024.572

摘要（68）

PDF （2462KB）（14）

文题释义：

肌少症：是一种与年龄相关的肌肉萎缩和虚弱综合征，其特征包括肌肉质量减少、肌肉力量下降及日常活动能力受限。肌少症可能与衰老过程中骨骼肌肌量流失、神经肌肉疾病、营养不良和慢性疾病等多种因素相关。
孟德尔随机化：是流行病学研究中评估病因推断的数据分析分法，将遗传变异作为工具变量，以评估暴露因素与结局因素之间的因果关系。

背景：临床证据显示代谢因素与肌少症之间存在相关性，血液代谢物已被用于揭示肌肉骨骼疾病的生物学机制，然而血液代谢物与肌少症之间的因果关系尚不明确。

目的：运用两样本孟德尔随机化分析方法探讨血液代谢物与肌少症相关特征之间的因果关系，分析其代谢通路。
方法：从公共数据库获取486种血液代谢物与肌少症相关特征的数据集。运用逆方差加权、MR-Egger和加权中位数法评估血液代谢物与不同性别肌量、肌力的因果关系，并进行异质性、基因多效性等敏感性分析探讨结果稳健性。运用Metaboanayst 5.0工具对具有潜在因果关系的代谢物进行代谢通路分析。

结果与结论：①观察到124种代谢物和肌少症相关特征具有潜在因果关系(P < 0.05)；②甘露糖、1-花生四烯酸甘油磷酸胆碱与男性肌量增加存在显著因果关系(P < 1.03×10-4)；十五烷酸酯、甘氨酸分别与女性肌量、肌力下降存在显著因果关系(P < 1.03×10-4)；③代谢通路分析显示“乙醛酸和二羧酸代谢”“甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢”等8条代谢通路与肌少症的肌量、肌力水平改变相关；④鉴定出的血液代谢物可被视为临床实践中筛查和预防肌少症的有效循环代谢生物标志物，也可作为未来机制探索和药物靶点选择的候选分子。

https://orcid.org/0000-0002-9663-6294(陈天鑫)；https://orcid.org/0000-0002-1397-4133(张磊)

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CA9作为激素性股骨头坏死中软骨铁死亡特征基因的生物信息学鉴定

余鹏, 孟东方, 李慧英, 张向北

中国组织工程研究 2024, 28 (27): 4293-4299. DOI: 10.12307/2024.520

摘要（60）

PDF （2191KB）（8）

文题释义：

铁死亡：铁死亡区别于凋亡形成的细胞死亡调节模式，主要因铁离子过载和脂质过氧化导致细胞死亡。
激素性股骨头坏死：长期或者大剂量使用类固醇激素，导致股骨头周围和头内血供受损，骨吸收与骨形成的平衡被打破，软骨发生变性和形变，股骨头内结构失稳，最终出现骨坏死。

背景：激素性股骨头坏死中骨代谢的紊乱与铁死亡密切相关，同时激素性股骨头坏死的病理过程中伴随着软骨的损伤与退变。但关于铁死亡与软骨之间的关系和具体调控靶点尚不明确。

目的：运用生物信息学和机器学习方法筛选靶向软骨的铁死亡特征基因，探究铁死亡与软骨之间的关系，为研究和治疗激素性股骨头坏死提供新的思路与方法。
方法：通过GEO数据库和FerrDb数据库下载相关疾病数据集和铁死亡相关基因，采用R语言对疾病数据集进行归一化处理和差异分析，筛选出铁死亡相关差异基因。对铁死亡相关差异基因进行GO功能富集分析和KEGG信号通路富集分析，同时根据铁死亡相关差异基因的PPI网络和机器学习方法筛选铁死亡特征基因。最后，将兔子分为正常组和模型组，正常组给予相同剂量的生理盐水模拟造模药物，模型组采用改良马血清联合注射用甲泼尼龙构建兔激素性股骨头坏死模型，造模成功后，验证不同组别间特征基因的表达，分析软骨中铁死亡的表型。

结果与结论：①通过对数据集的归一化处理和差异分析，最终获得1 315个差异表达基因，通过FerrDb数据库获取379个铁死亡相关基因。二者取交集后，最终获得19个铁死亡差异表达基因。②GO分析铁死亡相关差异基因主要涉及细胞迁移和细胞对氧化应激反应等生物过程；涉及激酶复合物、氨基酸复合体和细胞质膜等细胞组分；涉及激酶活性、受体活性和蛋白结合等分子功能。KEGG分析铁死亡相关差异基因主要在FoxO信号通路、血管内皮生长因子信号通路和FcγR介导的吞噬作用中富集。③通过PPI网络和机器学习筛选出铁死亡特征基因CA9。④特征基因的GSEA分析发现，CA9在脂肪酸代谢、O-GlcNAc糖基化修饰等生物过程中上调表达，而在神经活性配体受体相互作用方面被抑制。⑤RT-PCR和Western blot检测结果显示，与正常组对比，模型组中的ACSL4，CA9 mRNA和蛋白表达水平显著增高(P < 0.05)，SLC7A11和GPX4 mRNA和蛋白表达水平显著降低(P < 0.05)，与数据集中特征基因的表达水平吻合。结果表明，激素性股骨头坏死的软骨与铁死亡密切相关，靶向特征基因CA9可以为研究和治疗激素性股骨头坏死提供一定的思路与方向。

https://orcid.org/0009-0005-3669-6358(余鹏)

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可视化分析关节软骨修复领域的研究热点与趋势

张智龙, 杨胜平, 陈天鑫, 朱瑜琪

中国组织工程研究 2024, 28 (27): 4306-4311. DOI: 10.12307/2024.547

摘要（69）

PDF （3047KB）（15）

文题释义：

关节软骨：是人体分布最广泛的承重软骨，主要由软骨细胞、软骨前体细胞、Ⅱ型胶原纤维和蛋白聚糖等组成，覆盖于关节表面，具有均匀分散关节负荷、减震和润滑等作用。
软骨组织工程：是一种利用生物医学工程重建和修复软骨组织的技术，主要通过生物材料、细胞和某些功能性活性因子等构建工程软骨，以此来进行软骨缺损的修复。

背景：由于关节软骨的自我修复能力非常有限，自然退变或创伤等引起的关节软骨缺损往往无法自行修复，进而引发或加重骨关节炎，甚至导致严重残疾，因此关节软骨损伤的修复治疗已成为临床上亟待解决的问题。

目的：运用文献计量学方法分析归纳关节软骨修复领域的研究热点及发展趋势。
方法：从Web of Science核心合集中检索2000-2023年关节软骨修复的相关文献，运用VOSviewer、Citespeace和Bibliometrix R-package进行文献计量与可视化分析。

结果与结论：关节软骨修复领域年度发文量总体呈现上升趋势，美国、中国、德国是发文量前三的国家，研究机构集中于大学和医院，哈佛大学、纽约特种外科医院、上海交通大学是发文量前三的机构。《AMERICAN JOURNAL OF SPORTS MEDICINE》是出版该领域研究文献最多的期刊，《BIOMATERIALS》则是该领域被引次数最多的期刊。“Injectable hydrogels for cartilage and bone tissue engineering”是近10年间发表的被引次数最多的文献，发文量最多的作者是Madry Henning，该领域的活跃作者相互之间形成了多个结构稳定的研究团队，不同团队间的合作有待进一步加强。关节内注射、胫骨高位截骨、水凝胶、药物递送、炎症、软骨再生及支架是当前该领域研究的热点内容，3D打印技术、生物墨水、蚕丝蛋白、可注射水凝胶、外泌体等在关节软骨修复中的应用可能是该领域研究前沿。整合各种创新技术和方法以实现更有效、持久且功能性的关节软骨再生和修复，并通过开展更多高质量的临床研究以促进相关技术和方法的临床转化可能是该领域未来的研究趋势。

https://orcid.org/0009-0001-7187-5766(张智龙)

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类风湿性关节炎中免疫相关基因表达及免疫细胞的双样本孟德尔随机化分析

范以东, 秦刚, 何凯毅, 龚玉芳, 李威材, 吴广涛

中国组织工程研究 2024, 28 (27): 4312-4318. DOI: 10.12307/2024.571

摘要（88）

PDF （4334KB）（20）

文题释义：

孟德尔随机化：是一种遵循孟德尔遗传定律的遗传变量分析，该方法能利用单核苷酸多态性作为工具变量来评估暴露因素与临床结局之间的因果关系。
单核细胞：是人体内重要的先天性免疫细胞，能分泌细胞因子、趋化因子和炎症递质等促进炎症反应的进行。

背景：类风湿性关节炎是一种慢性全身性自身免疫疾病，研究其涉及的免疫学特征改变对诊断和治疗具有重要意义。

目的：通过生物信息学方法筛选类风湿性关节炎中免疫相关生物标志物，分析其免疫细胞浸润变化及与免疫细胞的潜在因果关系。
方法：基于GEO与ImmPort数据库，采用差异表达分析筛选类风湿性关节炎中表达上调的免疫相关基因，采用GO与KEGG富集分析探索这些上调基因的潜在作用。采用支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)、最小绝对收缩和选择算法(Lasso)筛选类风湿性关节炎中免疫特征基因，独立的数据集进行差异验证，绘制特征基因的受试者工作特征曲线评价诊断性能。采用免疫细胞浸润分析类风湿性关节炎中免疫细胞的差异情况及特征基因与免疫细胞的相关性。最后，进行孟德尔随机化分析，以确定免疫细胞中单核细胞与类风湿性关节炎的因果效应。

结果与结论：①筛选得到了39个在类风湿性关节炎中高表达的差异基因，GO富集分析显示其主要富集在趋化性、细胞因子活性、免疫受体活性等过程，KEGG富集分析显示其在肿瘤坏死因子信号通路、白细胞外周迁移等途径显著富集；②通过Lasso与SVM-RFE两种机器学习算法确定了5个特征基因，分别为CXCL13、SDC1、IGLC1、PLXNC1和SLC29A3，独立的数据集对特征基因验证发现他们同样在类风湿性关节炎样本中高表达，5个特征基因在2个数据集中的AUC值均大于0.8；③免疫细胞浸润发现大多数免疫细胞如单核细胞、自然杀伤细胞等在类风湿性关节炎样本里表现出更高的浸润水平，相关性分析显示5个特征基因与记忆B细胞、不成熟B细胞等呈正相关性，逆方差加权法发现单核细胞与类风湿性关节炎发病风险相关。

https://orcid.org/0009-0000-3044-7311(范以东)

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肥胖和骨质疏松之间的关联：一项两样本双向孟德尔随机化分析

詹群璋, 张钰玲, 韩雨欣, 吕嘉振, 郑晓霞, 曲崇正

中国组织工程研究 2024, 28 (27): 4319-4324. DOI: 10.12307/2024.579

摘要（110）

PDF （2295KB）（13）

文题释义：

孟德尔随机化：是流行病学研究中评估病因推断的数据分析技巧，它在非实验数据中，使用遗传变异作为工具变量来估计感兴趣的暴露因素与所关注结局之间的因果关系。
全基因组关联分析(Genome-wide association study，GWAS)：是应用基因组中数以百万计的单核苷酸多态性为分子遗传标记，进行全基因组水平上的对照分析或相关性分析。

背景：多项临床研究观察表明肥胖与骨质疏松症之间存在密切关系，但肥胖与骨质疏松症之间是否存在遗传因果效应尚不清楚。

目的：利用大规模全基因组关联研究的汇总数据，通过孟德尔随机化分析探究肥胖和骨质疏松之间的关联。
方法：肥胖数据来自人体特征遗传调查(GIANT)和英国生物样本库(UKBB)的汇总统计数据。骨质疏松症的数据来自从骨质疏松症遗传因素联盟(GeFOS)获得的2种骨密度表型：全身骨密度和跟骨骨密度。逆方差加权法为主要分析方法，基于Egger回归的孟德尔随机化法(Mendelian randomization method based on Egger regression，MR-Egger)和加权中位数法作为补充方法来计算肥胖遗传变异与骨质疏松症之间的因果关联。采用敏感性分析来验证结果的可靠性，利用Cochran’s Q检验分析结果的异质性，利用MR-Egger截距检验分析结果的水平多效性，留一法评估合并的逆方差加权法估计值是否具有潜在影响的单核苷酸多态性。

结果与结论：①肥胖对骨质疏松症的影响：除身体质量指数与前臂骨密度外，身体质量指数、腰臀比、经身体质量指数调整的腰臀比与全身骨密度、跟骨骨密度、前臂骨密度、腰椎骨密度及股骨颈骨密度两两之间呈正向因果关系；进一步Meta分析显示，肥胖会增加骨密度的风险(OR=1.08，95%CI：1.05-1.11，P < 0.01)；②骨质疏松症对肥胖的影响：除了前臂骨密度、腰椎骨密度作为暴露因素对肥胖有因果关系外，其他数据集均显示全身骨密度、跟骨骨密度、股骨颈骨密度与肥胖之间不呈现因果效应；进一步Meta分析显示，骨密度并不会增加肥胖的风险(OR=0.99，95%CI：0.98-1.01，P < 0.01)。③结果证实：肥胖与骨质疏松之间存在因果关系，即肥胖可能是骨质疏松症的危险性因素，但未发现骨质疏松症对于肥胖的因果关联。

https://orcid.org/0009-0005-8055-9318(詹群璋)

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肠道菌群与药物相关性骨坏死：两样本双向孟德尔随机化分析

柴金莲, 李树栋, 李威, 杜海涛, 董丽敏, 梁学振, 王平

中国组织工程研究 2024, 28 (27): 4325-4331. DOI: 10.12307/2024.559

摘要（86）

PDF （2134KB）（12）

文题释义：

肠道菌群：是定植在人体内复杂而庞大的微生物群落，肠道菌群及其代谢物短链脂肪酸在参与人体代谢、抵御外来致病菌以及调节免疫机制等方面发挥重要作用。人体肠道内寄生的细菌数目40万亿个，基因总数约为人自身基因数目的150倍。肠道菌群在正常情况下可以和宿主及外部环境建立起动态的生态平衡，一旦肠道菌群紊乱平衡失衡，会引发宿主多种功能丧失，如屏障功能丧失、炎症和免疫功能丧失等，从而诱发疾病。
孟德尔随机化：是流行病学研究中评估病因推断的数据分析技巧，是利用与暴露因素具有强相关的遗传变异作为工具变量，来评估暴露因素与结局之间的因果关系。

背景：药物相关性骨坏死是一类应用药物后出现的严重不良反应。大量的证据表明，肠道菌群与药物相关性骨坏死有关。然而，肠道菌群对药物相关性骨坏死的因果关系尚不清楚。

目的：采用孟德尔随机化方法来评估肠道菌群与药物相关性骨坏死风险之间的潜在因果关系。
方法：使用MiBioGen联盟肠道菌群的全基因组关联分析(GWAS)汇总统计数据(n=13 266)和芬兰R9数据库中药物相关性骨坏死的GWAS数据(264例药物相关性骨坏死患者和377 013例健康对照者)。采用逆方差加权法、MR-Egger回归法、加权中位数法、加权模型法和简单模型法来研究肠道菌群与药物相关性骨坏死之间的因果关系。敏感性分析用于检验孟德尔随机化分析结果是否可靠。反向孟德尔随机化以全部肠道菌群作为结局进行效应分析和敏感性分析。

结果与结论：①逆方差加权法结果显示，黏胶球形菌门、黏胶球形菌纲、黑色素杆菌纲、嗜胃杆菌目、红螺菌目、食物谷菌目和双歧杆菌属与药物相关性骨坏死呈直接的正向因果关联；甲烷杆菌纲、芽孢杆菌目、甲烷杆菌目、毛螺菌科、甲烷杆菌科、霍尔德曼氏菌属、毛螺菌属(UCG010)、厌氧杆菌和泰泽氏菌属与药物相关性骨坏死呈直接的负向因果关联。②反向孟德尔随机化结果显示，药物相关性骨坏死与梭菌科、消化链球菌科、链球菌科、梭状芽胞杆属和链球菌属呈直接的负向因果关联，与艾森伯格菌属呈直接的正向因果关联。③双向敏感性分析均未发现存在异质性或水平多效性。④结果证实，肠道菌群作为暴露，药物相关性骨坏死作为结局，7种细菌性状对药物相关性骨坏死呈正相关因果关系，9种细菌性状对药物相关性骨坏死呈负相关因果关系；药物相关性骨坏死作为暴露，肠道菌群作为结局，药物相关性骨坏死与5种细菌性状有负相关因果关系，与1种细菌性状有正相关因果关系。改变肠道菌群的多样性和组成，有望改善药物相关性骨坏死的发病与预后，为骨科疾病的研究提供了思路。

https://orcid.org/0009-0009-5134-8721(柴金莲)；https://orcid.org/0000-0001-7517-8688(王平)；https://orcid.org/0000-0001-5649-4212(梁学振)

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右归丸治疗腰椎间盘突出症：网络药理学分析活性成分及潜在治疗靶点

杨敬言, 马涉, 黄仁俊, 杨骁侠, 汤笑尘, 于栋

中国组织工程研究 2024, 28 (27): 4346-4352. DOI: 10.12307/2024.543

摘要（79）

PDF （1905KB）（11）

文题释义：

网络药理学：是一种通过分析药物结构及规律，联合疾病基因共同构建药物-成分-靶点-疾病网络，探究药物活性成分、潜在作用靶点，筛选调节信号通路，可提高药物的治疗效果、降低毒副作用的研究方法。

分子对接实验：是通过确定药物分子和靶分子间的相互作用来辅助药物设计的研究方法，有助于提示中草药的药理作用机制，如抗炎、抗氧化等分子机制，为中草药的药效预测与设计提供依据。

背景：右归丸具有温肾助阳、益精填髓的作用，临床多用于治疗肾阳虚证的腰椎间盘突出症且具有较好的疗效。
目的：采用网络药理学、分子对接技术并结合动物实验探讨右归丸治疗腰椎间盘突出症的潜在靶点及作用机制。
方法：①网络药理学分析：通过TCMSP等数据库获取经过筛选后的右归丸有效成分与作用基因靶点，在GeneCards等数据库中收集与腰椎间盘突出症相关的基因，取二者交集进行拓扑结构分析，得到主要活性成分及核心治疗靶点。使用R软件对核心治疗靶点进行GO功能及KEGG通路富集分析。②分子对接：运用Autodock和Pymol软件进行中药活性成分与核心治疗靶点分子结合能预测。③动物实验：将18只SD大鼠随机分为对照组、退变组与退变+右归丸组，每组6只。取退变组与退变+右归丸组大鼠，采用纤维穿刺法制备椎间盘退行性变模型，造模后2周，退变+右归丸组大鼠给予右归丸汤剂(1次/d)灌胃，连续给药2周。给药结束后，采用ELISA法检测血清中肿瘤坏死因子α质量浓度，苏木精-伊红染色后观察椎间盘纤维环及髓核细胞的形态学改变。

结果与结论：①筛选出右归丸有90种活性成分和64种靶点，且主要活性成分为槲皮素、山奈酚、β-胡萝卜素、大豆黄素，4′-O-甲基尼亚萨酚。右归丸治疗腰椎间盘突出症的核心靶点为白细胞介素6、肿瘤坏死因子α、AKT1、白细胞介素1B、血管内皮生长因子A。富集分析发现，交集基因可能通过白细胞介素17、肿瘤坏死因子、MAPK、PI3K-AKT等信号通路改善椎间盘退变。②分子对接实验验证了右归丸中的槲皮素、山奈酚、β-胡萝卜素等与核心靶点有较强的结合能力。③动物实验结果显示，退变组大鼠血清肿瘤坏死因子α质量浓度高于对照组(P < 0.05)，退变+右归丸组大鼠血清肿瘤坏死因子α质量浓度低于退变组(P < 0.05)；苏木精-伊红染色显示，退变组大鼠椎间盘纤维环、髓核结构遭到破坏，髓核细胞数量减少；退变+右归丸组大鼠椎间盘纤维环可见重建趋势，髓核细胞数量较退变组增加。④结果表明，右归丸可能通过槲皮素、山奈酚、β-胡萝卜素等主要活性成分作用于肿瘤坏死因子α等核心靶点改善椎间盘退变，进而治疗腰椎间盘突出症。

https://orcid.org/0009-0004-4123-2841(杨敬言)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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细胞凋亡在缺血性脑卒中过程中作用的可视化分析

段彦哲, 滑键林, 丁智斌, 江楠, 宋丽娟, 闫玉清, 马存根

中国组织工程研究 2024, 28 (26): 4145-4150. DOI: 10.12307/2024.430

摘要（182）

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文题释义：

文献计量学：是以文献体系和文献计量特征为研究对象，采用数学、统计学等计量研究方法，研究文献情报的分布结构、数量关系、变化规律和定量管理，进而探讨科学技术某些结构、特征和规律的一门学科。
细胞凋亡：指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一个被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用。细胞凋亡并不是病理条件下自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。

背景：缺血性脑卒中是一种与细胞凋亡相关的高发性疾病。在脑缺血后会出现神经元的死亡，包括坏死和凋亡两种方式。缺血核心区以坏死为主，而半暗带内的迟发性神经元死亡则以凋亡为主，半暗带已经成为现在缺血性脑卒中治疗的靶点。此文献计量分析用于确定过去5年缺血性脑卒中中细胞凋亡的全球科学产出特征、热点和前沿。

目的：采用文献计量学的方法分析缺血性脑卒中病理过程中细胞凋亡的作用及其机制。
方法：从Web of Science Core Collection的科学引文索引扩展(SCI-Expanded)和社会科学引文索引扩展(SSCI-Expanded)中检索2018-2022年缺血性脑卒中中细胞凋亡的相关文献记录927篇。使用citespace、VOSviewer和Bibliometrix对缺血性脑卒中中细胞凋亡的研究趋势和热点进行可视化分析。

结果与结论：①在过去5年中，2018-2020年有关细胞凋亡在缺血性脑卒中中的作用发文量呈上升趋势，但在2020年发生转折，发文数量开始下降；其中中国的发文量最多，美国居于第2名；首都医科大学和《BRAIN RESEARCH BULLETIN》分别是发文最多的机构和期刊；近年来，“Expression”和“Oxidative stress”这2个关键词出现的频率较高；②文献计量学研究表明，在过去的5年中，大多数研究主要集中在基础研究上，其中细胞凋亡在缺血性脑卒中中的作用在近3年的研究中逐渐减少，呈现下降趋势；反之，神经再生逐渐成为了一个研究的热点，尤其在不同机制影响下对神经营养因子的调控，以及在血管生成和胶质细胞修复方面的研究呈上升趋势，同时在神经再生中细胞凋亡是一个潜在的发掘点。

https://orcid.org/0009-0002-8204-6442(段彦哲)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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