Schizophrenia：中国学者基于生物信息学、分子对接和动态模拟的水杨酸甲酯苷类化合物治疗精神分裂症的潜在疗效和机制研究

精神分裂症（SCZ）是一种涉及多种脑功能障碍的严重疾病，表现为正性症状（如幻觉和妄想）和负性症状（如认知障碍、思维贫乏、冷漠和行为退缩）。遗传因素在很多情况下起着重要作用，环境因素如慢性压力、童年时期的身体或情感创伤也可能增加精神分裂症的风险。尽管已有多种假说试图解释精神分裂症的发病机制，但其病因和治疗仍然复杂多样。近年来，抗炎治疗被认为是潜在的治疗策略，水杨酸甲酯苷类化合物（MSGs）因其类似于阿司匹林的结构，被研究其在精神分裂症治疗中的潜在价值。

本研究采用生物信息学挖掘、网络药理学、分子对接和动态模拟等技术，探索MSGs（包括MSTG-A、MSTG-B和Gaultherin）在精神分裂症治疗中的潜在疗效和机制。通过GEO数据库筛选到581个与精神分裂症相关的差异表达基因（DEGs），其中349个基因上调，232个基因下调。利用蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析，鉴定出29个核心靶点，包括BDNF、VEGFA、PVALB、KCNA1、GRIN2A、ATP2B2、KCNA2、APOE、PPARGC1A和SCN1A等。基于分子对接分析，三种候选化合物与某些靶点的结合亲和力范围在-4.7到-109.2 kcal/mol之间。分子动力学模拟显示MSGs与ATP2B2之间的良好结合能力。

图1.显示了精神分裂症的发病机制和治疗效果的示意图

通过生物信息学挖掘，鉴定出精神分裂症患者与健康个体之间的581个差异表达基因。核心靶点PPI网络分析表明，BDNF、VEGFA、PVALB、KCNA1等29个核心靶点在精神分裂症的发病机制中起关键作用。KEGG和GO富集分析显示，精神分裂症的发病机制可能涉及cAMP信号通路、神经退行性疾病等多种通路。

图2.火山图和热图显示了差异表达基因在精神分裂症患者和健康对照组之间的分布

分子对接分析结果显示，MSGs与多个核心靶点之间具有良好的结合亲和力，特别是与ATP2B2的结合更为稳定。分子动力学模拟进一步验证了MSGs与ATP2B2之间的稳定结合能力。

图3.目标相关性的Venn图、网络分析和富集分析

本研究表明，水杨酸甲酯苷类化合物在治疗精神分裂症方面具有潜在的疗效，可能通过调节多个与突触结构和功能、离子转运、能量代谢相关的基因表达来发挥作用。分子动力学模拟结果支持了MSGs在精神分裂症治疗中的潜力，为未来的深入研究提供了新的方向。研究结果表明，MSGs可能通过与ATP2B2、KCNA1等核心靶点的相互作用，调节精神分裂症的病理生理过程，具有显著的治疗前景。

原始出处：

Wang, X., Ma, J., Dong, Y., Ren, X., Li, R., Yang, G., She, G., Tan, Y., & Chen, S. (2024). Exploration on the potential efficacy and mechanism of methyl salicylate glycosides in the treatment of schizophrenia based on bioinformatics, molecular docking and dynamics simulation. Schizophrenia, 10, 64. https://doi.org/10.1038/s41537-024-00484-y