Potential therapeutic significance of resveratrol for autism spectrum disorders based on clinical bioinformatics

LYU Yanhua， ZHONG Xiaoyun， WANG Kanglong， ZHAO Hongxia， YU Qi

School of Management， Shanxi Medical University， Shanxi 030600 China

*Corresponding Author LYU Yanhua， E?mail：lvyanhua01@163.com

Abstract Objective：To explore the potential therapeutic effect of resveratrol on autism spectrum disorders （ASD）based on clinical bioinformatics.Methods：Obtain whole genome expression profiles of resveratrol and ASD from GEO database；Perform differentially expressed gene analysis，Gene Ontology enrichment analysis，Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway enrichment analysis，and protein-protein interaction network analysis on the whole genome expression profile data of resveratrol and ASD，and screen for core genes；Using domain knowledge scoring method to validate the effectiveness of core genes with important regulatory effects on resveratrol in Chinese and English databases.Results：294 and 256 differentially expressed genes（DEGs）were identified in the resveratrol group and ASD group，respectively；The genes enriched in the resveratrol group GO are mainly related to nervous system development，neurogenesis，synaptic tissue，etc. The KEGG pathway enrichment is mainly related to animal mitochondrial autophagy，cholesterol metabolism，thyroid hormone synthesis，etc；The enrichment of KEGG pathway in ASD group is mainly related to mitogen activated protein kinase signaling pathway，thyroid hormone synthesis，oxytocin signaling pathway，etc；A total of 11 core genes were identified in the PPI network of resveratrol group DEGs，mainly related to cell cycle，synaptogenesis and synaptic plasticity，inflammation，and immune response，etc.Conclusions：Resveratrol has functions such as inhibiting inflammatory response，promoting immune regulation，improving oxidative stress，regulating synaptogenesis and synaptogenesis processes，and regulating neurotransmitter release. It has potential therapeutic significance for ASD.

Keywordsresveratrol；autism spectrum disorders；differentially expressed gene analysis；enrichment analysis；protein-protein interaction network；domain knowledge score；clinical bioinformatics

摘要目的：基于臨床生物信息學(xué)探討白藜蘆醇對(duì)自閉癥譜系障礙（ASD）的潛在治療作用。方法：從基因表達(dá)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)（GEO）中獲取白藜蘆醇和ASD的全基因組表達(dá)譜數(shù)據(jù)；分別對(duì)白藜蘆醇和ASD的全基因組表達(dá)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行差異基因分析、基因本體（GO）富集分析、京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路富集分析和蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)（PPI）分析并篩選核心基因；采用領(lǐng)域知識(shí)得分法在中英文數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)白藜蘆醇具有重要調(diào)控作用核心基因的有效性進(jìn)行文本驗(yàn)證。結(jié)果：白藜蘆醇組和ASD組分別篩選出294個(gè)和256個(gè)差異基因（DEGs）；白藜蘆醇組GO富集的基因主要與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、神經(jīng)發(fā)生、突觸組織等有關(guān)，KEGG通路富集主要與動(dòng)物線粒體自噬、膽固醇代謝、甲狀腺激素合成等有關(guān)；ASD組KEGG通路富集主要與絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路、甲狀腺激素合成、縮宮素信號(hào)通路等有關(guān)；白藜蘆醇組DEGs的PPI網(wǎng)絡(luò)分析中共獲得11個(gè)核心基因，主要與細(xì)胞周期、突觸發(fā)生和突觸可塑性、炎癥、免疫反應(yīng)等有關(guān)。結(jié)論：白藜蘆醇具有抑制炎癥反應(yīng)、促進(jìn)免疫調(diào)節(jié)、改善氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)突觸發(fā)生和突觸生成過程、調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放等功能，對(duì)ASD具有潛在的治療意義。

關(guān)鍵詞白藜蘆醇；自閉癥譜系障礙；差異基因分析；富集分析；蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)；領(lǐng)域知識(shí)得分；臨床生物信息學(xué)

doi：10.12102/j.issn.1009-6493.2024.21.002

自閉癥譜系障礙（autism spectrum disorders，ASD）被歸類為一種由于神經(jīng)系統(tǒng)失調(diào)導(dǎo)致的發(fā)育障礙，是以社會(huì)交往障礙、溝通交流障礙、興趣受限和行為重復(fù)刻板為典型特征的精神類疾病^[1?2]。在藥物治療方面，目前對(duì)ASD通常是對(duì)癥治療，沒有特效藥物，會(huì)使用一些抗精神病藥、抗抑郁藥、促進(jìn)腦細(xì)胞功能藥、維生素和其他補(bǔ)充劑等緩解癥狀。本課題組運(yùn)用語(yǔ)義挖掘技術(shù)抽取ASD相關(guān)文獻(xiàn)中的三元組并構(gòu)建自閉癥藥物實(shí)體知識(shí)圖譜，采用3種語(yǔ)義路徑開展ASD藥物知識(shí)發(fā)現(xiàn)，篩選出27種ASD潛力藥物，其中，白藜蘆醇排在第12位。白藜蘆醇（resveratrol，RSV）是一種多酚類化合物，多酚類化合物是日常膳食中的非營(yíng)養(yǎng)素，具有一定的藥物學(xué)特性，如抗氧化、抗感染、抗病毒、抗細(xì)菌、抗過敏、抗出血和增強(qiáng)免疫力等，非營(yíng)養(yǎng)素是防治慢性病的重要組成成分^[3]。白藜蘆醇主要來源于葡萄、堅(jiān)果、虎杖、漿果等，具有抗炎和抗氧化的特性，可調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境，它在慢性病特別是心腦血管疾病、糖尿病、肥胖、腫瘤等疾病的治療中具有潛在的優(yōu)勢(shì)^[3]。而自閉癥也屬于一種慢性病，同時(shí)，眾多的臨床試驗(yàn)研究顯示，白藜蘆醇具有一定的神經(jīng)保護(hù)作用，對(duì)精神障礙疾病具有治療作用，如重度抑郁癥、雙相情感障礙、阿爾茨海默病和自閉癥等^[4]。本研究利用臨床生物信息學(xué)的研究方法，分析白藜蘆醇作用于ASD的潛在機(jī)制，以期為ASD的治療和白藜蘆醇的臨床應(yīng)用及價(jià)值提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)獲取

分別以“resveratrol”和“autism”為檢索詞在基因表達(dá)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)（Gene Expression Omnibus，GEO）中進(jìn)行檢索，設(shè)置條目類型為“series”，各得到135條和655條檢索結(jié)果。篩選出符合條件的數(shù)據(jù)集GSE11291（GPL1261?56135）和GSE28521（GPL6883?11606）。其中，GSE11291數(shù)據(jù)集包含白藜蘆醇作用于小家鼠心臟、大腦新皮質(zhì)、腓腸肌的全基因組表達(dá)譜數(shù)據(jù)。GSE28521數(shù)據(jù)集源自從ASD病人和正常人個(gè)體死后的小腦、額葉皮層和顳葉皮層中提取的核糖核酸（RNA）樣本。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 白藜蘆醇

對(duì)數(shù)據(jù)集GSE11291中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，考慮ASD的病因，選擇提取小家屬組織為大腦新皮質(zhì)的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)填喂白藜蘆醇和正常飲食的條件將篩選后的數(shù)據(jù)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。見表1。

1.2.2 ASD

對(duì)數(shù)據(jù)集GSE28521中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，根據(jù)組織來源為小腦、額葉皮層、顳葉皮層，將篩選后的數(shù)據(jù)分為3組實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。見表2。

1.3 方法

1.3.1 數(shù)據(jù)處理及差異基因（DEGs）篩選

下載R語(yǔ)言程序包并安裝RStudio軟件，用于數(shù)據(jù)處理和DEGs篩選^[5]。首先，利用平臺(tái)文件對(duì)數(shù)據(jù)集中的探針名稱進(jìn)行基因注釋，并分別使用Impute包、biomaRt包、limma包對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行缺失值填充、基因同源轉(zhuǎn)化、差異表達(dá)分析，獲得實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組樣本之間的DEGs，并使用ggplot2包繪制火山圖可視化差異分析結(jié)果，然后設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)篩選可靠DEGs。使用Venny 2.1^[6]和Excel工具，去除ASD組3組DEGs中調(diào)控作用相反的交集基因，并對(duì)3組調(diào)控作用相同的DEGs表達(dá)量取最大值，匯總差異分析結(jié)果。

1.3.2 構(gòu)建蛋白互作網(wǎng)絡(luò)（PPI）并計(jì)算核心基因

利用STRING v11.0數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)上述篩選出的DEGs進(jìn)行PPI網(wǎng)絡(luò)分析^[7]。運(yùn)用CytoScape軟件^[8]繪制PPI網(wǎng)絡(luò)圖，并根據(jù)軟件中CytoHubba插件^[9]提供的12種蛋白質(zhì)重要性評(píng)分算法對(duì)蛋白質(zhì)在網(wǎng)絡(luò)中的屬性進(jìn)行評(píng)分和排名，分別輸出12種算法中排名前10位的蛋白質(zhì)，并統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)頻次，將排名前10位的蛋白質(zhì)作為核心基因。

1.3.3 基因富集分析

為分析白藜蘆醇作用于ASD潛在的生物學(xué)功能，使用clusterProfiler包分別對(duì)白藜蘆醇和ASD的DEGs進(jìn)行基因本體（GO）^[10]和京都基因與基因組百科全書（KEGG）^[11]通路富集分析，并使用ggplot2包繪制條形圖，對(duì)聚類結(jié)果進(jìn)行可視化處理。

1.3.4 基于領(lǐng)域知識(shí)得分的文本驗(yàn)證

采用領(lǐng)域知識(shí)得分法，在中英文數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)白藜蘆醇關(guān)鍵作用靶點(diǎn)的有效性進(jìn)行文本驗(yàn)證，若文獻(xiàn)中通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證顯示白藜蘆醇關(guān)鍵靶點(diǎn)與ASD有關(guān)聯(lián)，有1篇?jiǎng)t計(jì)1分，重復(fù)文獻(xiàn)不累計(jì)得分。具體操作：將CytoHubba插件計(jì)算出的核心基因作為關(guān)鍵靶點(diǎn)，以“（autism[Title/Abstract]） AND （key target[Title/Abstract]）”為檢索式，在英文數(shù)據(jù)庫(kù)PubMed中進(jìn)行檢索，以“[（主題：自閉癥）OR（主題：孤獨(dú)癥）]AND（主題：關(guān)鍵靶點(diǎn)）”為檢索式，在中國(guó)知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，記錄相關(guān)檢索結(jié)果并統(tǒng)計(jì)其累計(jì)得分。

2 結(jié)果

2.1 白藜蘆醇組和ASD組的DEGs篩選

2.1.1 白藜蘆醇

白藜蘆醇組差異分析結(jié)果見圖1。以“|Log2FC|>0.5，F(xiàn)DR<0.01”為閾值篩選出294個(gè)DEGs（46個(gè)上調(diào)和248個(gè)下調(diào)）。

2.1.2 ASD

ASD組差異分析結(jié)果見圖2。以“|log2FC|>0.5，<0.05”為閾值得到3組DEGs，依次為小腦33個(gè)，額葉皮層121個(gè)，顳葉皮層189個(gè)。將3組差異結(jié)果匯總，得到256個(gè)DEGs（140個(gè)上調(diào)，116個(gè)下調(diào)）。

2.2 構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)并計(jì)算核心基因

將白藜蘆醇DEGs導(dǎo)入STRING數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行PPI網(wǎng)絡(luò)分析，以置信度>0.4作為閾值進(jìn)行篩選，共得到293個(gè)節(jié)點(diǎn)、679條相互關(guān)系，平均點(diǎn)度為4.63，蛋白質(zhì)之間具有較強(qiáng)的相互關(guān)聯(lián)性。在CytoScape軟件中構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)圖，部分結(jié)果見圖3。

采用CytoHubba插件的12種拓?fù)浞治龇椒▽?duì)PPI網(wǎng)絡(luò)結(jié)果進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)12種算法得出的排名前10位的蛋白質(zhì)出現(xiàn)頻次。最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果中排名第10位、第11位的蛋白質(zhì)頻次相同，并列第10位，故選擇前11位蛋白質(zhì)作為具有重要調(diào)控作用的核心基因。這11個(gè)核心基因分別為AKT1、GRB2、HRAS、JUN、DLG4、HIF1A、KAT2A、HSPA5、FYN、MED1、VAMP2，是白藜蘆醇關(guān)鍵作用靶點(diǎn)。

2.3 白藜蘆醇和ASD的基因富集分析

2.3.1 白藜蘆醇

對(duì)白藜蘆醇的DEGs進(jìn)行GO富集和KEGG通路富集分析（部分結(jié)果見圖4）。以“<0.01，<0.05”為閾值對(duì)GO富集結(jié)果進(jìn)行篩選，獲得生物學(xué)過程（biological process，BP）136條、細(xì)胞組分（cellular components，CC）80條、分子功能（molecular function，MF）13條。在BP方面，富集的基因大多與膜電位、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和神經(jīng)元投射發(fā)育的調(diào)節(jié)以及神經(jīng)元死亡等有關(guān)。在CC方面，富集的基因大多與神經(jīng)元細(xì)胞體、遠(yuǎn)端軸突、突觸后特化、神經(jīng)元間突觸等有關(guān)。在MF方面，富集的基因大多與DNA結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合、RNA聚合酶Ⅱ?特異性DNA結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合、蛋白質(zhì)?大分子銜接器活性、轉(zhuǎn)錄共激活因子活性等有關(guān)。

以“<0.10，<0.50”為閾值對(duì)KEGG通路富集結(jié)果進(jìn)行篩選，獲得上調(diào)基因所在通路13條、下調(diào)基因所在通路93條。排除一些疾病通路，結(jié)果顯示，上調(diào)基因富集的通路主要參與動(dòng)物線粒體自噬、蛋白質(zhì)輸出、谷胱甘肽代謝、甲狀腺激素信號(hào)通路等相關(guān)功能或過程。下調(diào)基因富集的通路主要參與絲裂原活化蛋白激酶（mitogen?activated protein kinases，MAPK）信號(hào)通路、Ras蛋白（Ras proteins，Ras）信號(hào)通路、環(huán)磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）信號(hào)通路、促性腺激素釋放激素（gonadotropin?releasing hormone，GnRH）信號(hào)通路、縮宮素信號(hào)通路等相關(guān)功能或過程。白藜蘆醇部分重要信號(hào)通路見圖5。

2.3.2 ASD

對(duì)ASD病人的DEGs進(jìn)行KEGG通路富集分析（部分結(jié)果見圖6）。以“<0.10，<0.50”為閾值對(duì)KEGG通路富集結(jié)果進(jìn)行篩選，獲得上調(diào)基因所在通路59條、下調(diào)基因所在通路50條。排除一些疾病通路，其中上調(diào)基因富集的通路主要參與MAPK信號(hào)通路、核因子Kappa B（nuclear factor?Kappa B，NF?Kappa B）信號(hào)通路、低氧誘導(dǎo)因子1（hypoxia?inducible factor 1，HIF?1）信號(hào)通路、縮宮素信號(hào)通路等相關(guān)功能或過程。下調(diào)基因富集的通路主要參與γ?氨基丁酸能突觸、神經(jīng)活性配體?受體相互作用、cAMP信號(hào)通路、鈣信號(hào)通路等相關(guān)功能或過程。

2.4 白藜蘆醇與ASD的生物信息學(xué)分析結(jié)果對(duì)比

2.4.1 基因?qū)Ρ?/p>

將白藜蘆醇與ASD病人的DEGs進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)調(diào)控作用相反的基因有ALPL和JUN。白藜蘆醇作用下小家鼠ALPL和JUN基因表達(dá)下調(diào)，而在ASD病人中，ALPL和JUN基因表達(dá)上調(diào)。ALPL基因在大腦、小腦、卵巢、結(jié)腸、皮膚等組織中普遍表達(dá)，JUN基因在大腦、小腦、卵巢、肝臟、甲狀腺等組織中普遍表達(dá)。ALPL和JUN都在腦部和卵巢組織中表達(dá)。ASD與遺傳因素、母體環(huán)境等有關(guān)，ASD病人使用白藜蘆醇有望減輕癥狀，在母體中應(yīng)用白藜蘆醇有望起到預(yù)防作用。

2.4.2 通路對(duì)比

將白藜蘆醇與ASD病人的DEGs分別富集到的KEGG通路進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)調(diào)控作用相反的基因所富集的共同通路有23條，排除一些疾病通路，包括HIF?1信號(hào)通路、Janus激酶?信號(hào)傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子（janus kinase?signal transducers and activators of transcription，JAK?STAT）信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路、縮宮素信號(hào)通路等。其中，在白藜蘆醇和ASD中同時(shí)滿足<0.05的通路有JAK?STAT信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路、縮宮素信號(hào)通路、甲狀腺激素合成和癌癥的膽堿代謝5條，白藜蘆醇與ASD有共同的生物信息學(xué)基礎(chǔ)。通路對(duì)比情況見圖7。

從圖7可以看出，在JAK?STAT信號(hào)通路中，白藜蘆醇影響配體與膜受體結(jié)合過程；ASD影響JAK磷酸化STAT和啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程。JAK?STAT信號(hào)通路是一種普遍表達(dá)的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡和免疫調(diào)節(jié)等關(guān)鍵生物過程，該信號(hào)通路與許多免疫和炎癥性疾病密切相關(guān)^[12]。在MAPK信號(hào)通路中，白藜蘆醇和ASD影響該通路的各個(gè)方面。MAPK信號(hào)通路參與調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、凋亡、應(yīng)激反應(yīng)、免疫細(xì)胞的活化、炎癥反應(yīng)等細(xì)胞生理和病理過程，該信號(hào)通路在腫瘤、心血管疾病等疾病中扮演重要角色^[13]。在甲狀腺激素合成通路中，白藜蘆醇和ASD影響的部分調(diào)控作用相反。甲狀腺激素會(huì)影響海馬體的神經(jīng)發(fā)生，小腦中甲狀腺激素的缺失可導(dǎo)致小腦形態(tài)發(fā)生變化，還可能導(dǎo)致突觸數(shù)量減少、神經(jīng)元和顆粒細(xì)胞遷移、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞分化和異常連接模式，妊娠期充足的甲狀腺激素對(duì)胎兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育至關(guān)重要^[14?16]。在縮宮素信號(hào)通路中，白藜蘆醇和ASD影響的部分調(diào)控作用相反?？s宮素是由下丘腦合成的一種神經(jīng)肽，在人類社會(huì)行為和認(rèn)知、焦慮、情緒以及恐懼學(xué)習(xí)和消退中起著核心作用^[17]。因此，白藜蘆醇可能通過調(diào)控這5條通路達(dá)到治療ASD的目的。

2.5 基于領(lǐng)域知識(shí)得分的文本驗(yàn)證

為了驗(yàn)證PPI網(wǎng)絡(luò)中篩選出的11個(gè)白藜蘆醇關(guān)鍵作用靶點(diǎn)的有效性，分別在中英文數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索與白藜蘆醇關(guān)鍵靶點(diǎn)相關(guān)的ASD文獻(xiàn)（見表3）并閱讀。文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，其中9個(gè)靶點(diǎn)與ASD密切相關(guān)，這些靶點(diǎn)主要參與突觸發(fā)生和突觸可塑、炎癥、細(xì)胞周期進(jìn)程、感染、免疫反應(yīng)等過程。

3 討論

ASD病因復(fù)雜，綜合國(guó)內(nèi)外研究來看，ASD發(fā)病與遺傳因素、非遺傳因素及二者之間復(fù)雜相互作用相關(guān)，其中突觸蛋白的基因突變、染色體變異、分子通路功能障礙、神經(jīng)內(nèi)分泌和神經(jīng)遞質(zhì)以及腦部炎癥反應(yīng)等是導(dǎo)致ASD發(fā)生的主要影響因素^[18]。挖掘ASD潛力藥物從而找到較合適的治療藥物成為重中之重，基于課題組的前期研究，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇有望預(yù)防或治療ASD。本研究基于GEO數(shù)據(jù)庫(kù)中白藜蘆醇和ASD的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)，從GO功能和KEGG通路等方面分析白藜蘆醇的作用機(jī)制，并從中英文數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索關(guān)鍵靶點(diǎn)和ASD的密切聯(lián)系，進(jìn)行“藥物?疾病”關(guān)聯(lián)研究。

3.1 白藜蘆醇作用機(jī)制

白藜蘆醇和ASD的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)的生物信息學(xué)分析結(jié)果顯示，白藜蘆醇可通過對(duì)ASD多靶點(diǎn)、多通路調(diào)控發(fā)揮潛在治療作用。

在GO富集結(jié)果中，白藜蘆醇主要與各類神經(jīng)組織和系統(tǒng)發(fā)育的調(diào)節(jié)、神經(jīng)元細(xì)胞周期、氨基酸分解代謝、突觸和多種膜的構(gòu)成、多種轉(zhuǎn)錄因子和受體結(jié)合等有關(guān)。在KEGG通路富集結(jié)果中，白藜蘆醇主要參與氧化應(yīng)激、神經(jīng)炎癥、免疫反應(yīng)、氨基酸合成分泌與代謝等相關(guān)功能或過程，并作用于MAPK信號(hào)通路、RAS信號(hào)通路、GnRH信號(hào)通路、谷胱甘肽代謝、縮宮素信號(hào)通路等通路。

SIRT1影響炎癥、代謝、細(xì)胞凋亡等各種生物過程，參與神經(jīng)保護(hù)，突觸在認(rèn)知功能中起著重要作用，突觸素是參與突觸形成的重要因素之一，白藜蘆醇可通過激活SIRT1/PGC?1通路增加突觸素，改善創(chuàng)傷性腦損傷后認(rèn)知障礙^[19]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇通過表達(dá)PGC?1α抑制小膠質(zhì)細(xì)胞極化到促炎（M1）表型和促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞極化到抗炎（M2）表型達(dá)到治療神經(jīng)炎癥的目的，而小膠質(zhì)細(xì)胞也是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮免疫功能的主要細(xì)胞^[20]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇可誘導(dǎo)免疫細(xì)胞釋放白介素2（IL?2）、白介素4（IL?4）和干擾素γ（IFN?γ），從而增強(qiáng)CD⁺和CD⁺T淋巴細(xì)胞以及自然殺傷細(xì)胞的增殖，調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)^[21]?；钚匝酰≧OS）產(chǎn)生增加或抗氧化機(jī)制減少會(huì)破壞氧化還原穩(wěn)態(tài)，天然抗氧化物白藜蘆醇具有清除ROS作用，且可增加抗氧化防御能力，抑制促氧化酶的釋放^[22]。線粒體自噬功能失調(diào)是神經(jīng)系統(tǒng)疾病的致病因素之一，有效的線粒體功能在大腦的正常功能中起著重要作用，白藜蘆醇可緩解β?淀粉樣蛋白（Aβ）誘導(dǎo)的線粒體功能障礙和氧化損傷，促進(jìn)線粒體自噬，起到神經(jīng)保護(hù)的作用^[23]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期服用白藜蘆醇可顯著降低興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸（Glu）、天冬氨酸（Asp）和神經(jīng)調(diào)節(jié)劑d?絲氨酸（d?Ser）的釋放，并顯著增加抑制性神經(jīng)遞質(zhì)γ?氨基丁酸（GABA）、甘氨酸（Gly）和?；撬幔═au）水平^[24]。

綜上所述，白藜蘆醇可通過作用于細(xì)胞增殖、分化、凋亡等生理和病理過程及調(diào)控炎癥、免疫和氧化反應(yīng)等相關(guān)通路抑制炎癥反應(yīng)、參與免疫調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放、調(diào)節(jié)突觸發(fā)生和突觸生成過程及改善氧化應(yīng)激治療ASD。

3.2 文獻(xiàn)驗(yàn)證

本研究通過構(gòu)建白藜蘆醇DEGs的PPI網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇具有重要調(diào)控作用的11個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)。分別在中英文數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索這11個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)與ASD的關(guān)聯(lián)文獻(xiàn)，文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示其中9個(gè)基因與ASD密切相關(guān)，分別為JUN、DLG4、FYN、AKT1、VAMP2、HRAS、HIF1A（HIF?1α）、KAT2A、HSPA5。JUN是一種轉(zhuǎn)錄因子，是神經(jīng)元死亡和再生的主要調(diào)節(jié)因子，JUN的活性受磷酸化調(diào)節(jié)，磷酸化由c?Jun N末端激酶（JNK）家族介導(dǎo)，JNK基于其調(diào)節(jié)皮質(zhì)神經(jīng)元基底樹突發(fā)育的功能與ASD的病理生理機(jī)制密切相關(guān)^[25?27]。由DLG4編碼的突觸后密度蛋白?95（PSD?95）調(diào)節(jié)大腦中的興奮性突觸功能，DLG4變異的病人臨床表現(xiàn)以早發(fā)性整體發(fā)育遲緩、智力障礙、自閉癥譜系障礙和注意力缺陷多動(dòng)障礙為主^[28]。FYN與神經(jīng)元信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)，是Reelin信號(hào)通路的核心成分，Reelin參與神經(jīng)元遷移、突觸發(fā)生和突觸可塑等功能，相關(guān)疾病有ASD、抑郁癥、阿爾茨海默病等^[29]。AKT1是AKT激酶中3種密切相關(guān)的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶之一，AKT在大腦中高度表達(dá)，參與細(xì)胞進(jìn)程，可調(diào)節(jié)突觸可塑性以及神經(jīng)遞質(zhì)受體數(shù)量^[30]。VAMP2是大腦神經(jīng)元突觸傳遞中的一種工具蛋白，促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，該基因的變異會(huì)導(dǎo)致早發(fā)性軸向肌張力減退、智力障礙和ASD等神經(jīng)發(fā)育特征^[31]。有研究發(fā)現(xiàn)，ASD病人血清中HIF?1α水平較低，HIF?1α可能在母體產(chǎn)前缺氧引起的后代ASD樣行為中發(fā)揮作用^[32?33]。

4 小結(jié)

本研究基于白藜蘆醇和ASD基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)，利用臨床生物信息學(xué)方法開展“藥物?疾病”關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果顯示，白藜蘆醇可能通過抑制炎癥反應(yīng)、參與免疫調(diào)節(jié)、改善氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)突觸發(fā)生和突觸生成過程、調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放等達(dá)到治療ASD的目的?；谂R床生物信息學(xué)的研究方法為新藥發(fā)現(xiàn)、老藥新用提供了新思路，為藥物治療疾病提供了理論依據(jù)，下一步將進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)對(duì)白藜蘆醇的真實(shí)效果、作用時(shí)間和劑量等進(jìn)行研究及驗(yàn)證。

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（本文編輯崔曉芳）

基金項(xiàng)目國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金一般項(xiàng)目，編號(hào)：20BTQ064

作者簡(jiǎn)介呂艷華，副教授，博士，E?mail：lvyanhua01@163.com

引用信息呂艷華，鐘小云，王康龍，等.基于臨床生物信息學(xué)的白藜蘆醇對(duì)自閉癥譜系障礙的潛在治療意義[J].護(hù)理研究，2024，38（21）：3768?3778.