大家好，今天跟大家分享一篇题为Integr ating network toxicology, transcri ptomics and metabo lomicsun coversthe hepatotoxic mecha nisms of okadaic acid inLO2cells（整合网络毒理学、转录组学和代谢组学，揭示冈田酸在LO2细胞中的肝毒性机制）是不是总愁多技术整合难、发文分数上不去？北中医团队发在《Ecotoxicology and Environmental Safety》（IF 6+）的OKA肝毒性研究，直接给了“生信+实验”满分攻略——靠“网络毒理学+转录组+代谢组”组合拳轻松破6+！
01
研究背景
冈田酸 （OKA） 是一种存在于贝类中的强效藻毒素，已知会导致肝损伤。然而，其毒性背后的肝脏机制仍然知之甚少。在这项工作中，我们旨在通过将网络毒理学与转录组学和代谢组学分析相结合来阐明 OKA 的肝毒性机制。结果表明，OKA通过 LO2细胞的细胞周期停滞和细胞凋亡诱导肝毒性。网络毒理学和转录组学分析均确定 MAPK 信号通路高度富集。参与 MAPK 通路的关键基因，包括 MAP2K3、MAP3K14、MAP3K8、TNF、IL1A和NFKB2型，通过qPCR验证并发现上调。
Western blot分析进一步表明，OKA显著上调p-p38表达，对p-ERK和p-JNK水平无显著影响。用 p38 抑制剂处理 LO2 细胞SB203580减轻 OKA 诱导的肝毒性，支持 p38 MAPK 信号传导在 OKA 介导的肝毒性中的关键作用。此外，代谢组学数据表明，OKA 主要破坏代谢途径，包括半胱氨酸和蛋氨酸代谢、谷胱甘肽代谢和脂肪分解调节。
转录组学和代谢组学的进一步整合表明，OKA 通过改变重要的代谢物（包括邻苯二甲酸二异辛酯、γ-谷氨酰谷氨酸和 γ-谷氨酰谷氨酰胺）引起代谢功能障碍。总之，这些发现为了解OKA诱导的肝毒性机制提供了宝贵的见解，强调了网络毒理学、转录组学和代谢组学的整合作为研究生物毒素作用模式的新策略。
见图一暴露于 OKA 的 LO2 细胞的肝毒性。
图一
（A）OKA的化学结构。
（B）暴露于OKA48小时后LO2细胞活力的评估。
（C）用OKA处理48小时后使用流式细胞术分析细胞周期分布。
（D）使用膜联蛋白V-FITC/PI测定法测定凋亡细胞百分比。数据表示为平均值 ± S.D. **p < 0.01，***p < 0.001，****p < 0.0001 与载体组相比 （n ≥ 3）。
见图二
通过网络毒理学研究OKA诱导的肝毒性机制。
图二
（A） GO：BP 富集分析中确定的前 10 个术语。
（B）KEGG通路富集分析中确定的前10个术语。
（C）MAPK信号通路中关键枢纽基因的PPI网络。
见图三
暴露于 OKA 后 LO2 细胞的转录组学。
图三
（A）DEGs的火山图。
（B）DEG表达热图。
（C-D）显着富集的 GO：BP 术语和 KEGG 通路。
（E）GSEA显示用载体或1μM OKA处理的LO2细胞中MAPK信号通路的富集。NES，归一化富集评分。
见图四
图四
（A）通过qRT-PCR验证用载体或1μM OKA处理的LO2细胞中MAPK信号通路中的关键基因。
（B）相应的RNA-seq基因表达谱。与载体组相比，数据表示为平均值± SD *p < 0.05、**p < 0.01、***p < 0.001 （n = 3）。TPM，每千碱基每百万映射读数的转录本。
见图五
图五
LO2细胞中（A）p-p38，（B）p-ERK1 / 2，（C）p-JNK的蛋白质印迹分析。与载体组相比，数据表示为平均值 ± S.E.M. *p < 0.05 （n = 3）。
（D）用DMSO（载体），OKA（1μM），SB203580（50μM）或OKA（1μM）和SB203580（50μM）的组合处理LO2细胞48小时，然后使用CCK-8测定进行细胞活力评估。数据表示为平均值 ± S.E.M. ***p < 0.001 （n = 3）。
见图六
图六
（A）代谢组学谱的PLS-DA评分图。
（B）基于KEGG数据库的细胞代谢物功能分类。
（C）描述差异表达代谢物（DEM）的火山图。
（D）DEMs的KEGG通路富集分析。
02
研究结论
总之，本研究表明，OKA暴露诱导LO2肝细胞凋亡和细胞周期停滞。通过网络毒理学、转录组学分析和分子生物学实验的整合，我们确定了p38-MAPK通路是介导OKA诱导的肝毒性的核心，其中MAP2K3、MAP3K14、MAP3K8、TNF、IL1A和NFKB2是参与这一过程的关键基因。
代谢组学分析显示，OKA会破坏关键途径，包括半胱氨酸和蛋氨酸代谢、谷胱甘肽代谢和脂肪分解调节。转录组学和代谢组学的联合分析表明，OKA通过改变邻苯二甲酸二异辛酯、γ-谷氨酰谷氨酸和γ-谷氨酰谷氨酰胺等关键代谢物引起代谢功能障碍。
据我们所知，这是第一项将网络毒理学、转录组学和代谢组学整合到评估 OKA 引起的肝毒性的研究，为更深入地了解 OKA 暴露的分子和细胞后果提供了一种新方法。需要进一步的研究来阐明已鉴定的途径、靶标和代谢物的具体作用。
好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。