摘要:
文题释义:
乳酸化修饰:是一种新发现的蛋白质翻译后修饰方式,特指乳酸分子通过酶促反应共价连接到蛋白质的特定氨基酸残基上的过程。这一修饰在调控基因表达、代谢适应及疾病发生中具有重要作用。
脊髓损伤:是指因外力、疾病或退行性病变导致脊髓结构或功能受损,引起损伤平面以下运动、感觉及自主神经功能障碍的临床综合征。脊髓损伤严重程度和后果取决于损伤的位置、范围及程度。
背景:乳酸化修饰通过调控免疫微环境在脊髓损伤中发挥重要作用,但其关键生物标志物及机制尚未明确。此研究基于GEO等多个数据库数据整合多区域脊髓损伤数据(涵盖欧洲及亚洲群体),旨在全方面系统解析乳酸代谢异常与脊髓损伤的关联。通过挖掘乳酸化相关基因调控网络揭示代谢-免疫交互作用的新机制及预测靶向药物,为开发靶向治疗策略提供理论依据。

目的:筛选脊髓损伤中乳酸化相关的核心生物标志物,解析其调控机制,并预测潜在的中药活性成分。
方法:研究整合GEO数据库(NCBI维护,收录全球公开基因表达谱)中3个脊髓损伤数据集(GSE45006、GSE114426、GSE2599,含30例脊髓损伤与10例正常样本)及验证集(GSE151371,58例样本),结合MSigDB数据库(Broad研究所开发,用于基因功能注释)的395个乳酸相关基因,通过差异表达分析、加权基因共表达网络及机器学习算法(LASSO、XGBoost、随机森林)筛选核心基因。利用IEU数据库(由MRC综合流行病学单位开发并维护,存储和共享全基因组关联研究数据的资源库)共815 376例样本的数据和孟德尔随机化分析验证乳酸代谢与脊髓损伤的因果关联,并进行免疫浸润等分析。同时从ITCM、HERB中药数据库(中国科学院建设,涵盖传统药物活性成分)预测靶向成分。
结果与结论:鉴定出SLC16A7和ACACA为脊髓损伤相关的核心乳酸化基因,其表达与M2巨噬细胞和T细胞浸润显著相关。孟德尔随机化分析表明,乳酸(OR=1.89,95%CI:0.99-3.62)及乳酸脱氢酶(OR=0.34,95%CI:0.16-0.74)与脊髓损伤存在显著因果关系(P < 0.05),而SLC16A7和ACACA是脊髓损伤的危险因素(OR > 1.00)。分子对接筛选出槲皮素、雌二醇和人参皂苷等活性成分,其与靶点结合稳定,符合类药性标准。结果表明,SLC16A7和ACACA是脊髓损伤中乳酸化修饰相关生物标志物,靶向这些基因的中药及其活性成分具有潜在治疗价值。此研究基于国际标准化数据库及欧洲群体主导的多组学数据,揭示了乳酸化修饰在脊髓损伤中的调控作用,其方法学框架(如多组学整合、孟德尔随机化因果推断)为中国生物医学研究提供了重要借鉴:一方面,推动跨种族数据共享与验证,弥补区域样本不足;另一方面,通过挖掘中药活性成分与靶点互作机制,为中西医结合治疗脊髓损伤的药物开发开辟新路径,助力精准医学的本土化实践。
https://orcid.org/0009-0002-4045-3322(梁亮)
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
关键词: 乳酸化修饰, 脊髓损伤, 生物标志物, 免疫浸润, 孟德尔随机化
引用本文:梁 亮, 严雨露, 郑 洋, 章晓云, 汪 磊, 祁 文 . 乳酸化修饰潜在靶点及靶向中药活性成分治疗脊髓损伤:GEO数据库筛选分析[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(12): 3156-3170.
乳酸化修饰潜在靶点及靶向中药活性成分治疗脊髓损伤:GEO数据库筛选分析