清開(kāi)靈單一組分干預(yù)缺血小鼠海馬細(xì)胞分子藥理機(jī)制的生物信息學(xué)研究.pdf

1、1、目的
　　 比較清開(kāi)靈組分黃芩苷(Baicalin,BA),梔子苷(Jasminoidin,JA),膽酸(cholic acid,CA)與珍珠母(Concha margaritiferausta,CM)治療腦缺血小鼠的基因表達(dá)譜和藥理作用通路,揭示清開(kāi)靈不同組分藥效差異的內(nèi)在分子藥理機(jī)制。
　　 2、方法
　　 75只6周齡小鼠隨機(jī)分為BA、JA、CA、CM和模型組(model group,M)五個(gè)組,每組1

2、5只,建立全腦缺血再灌注小鼠模型,2小時(shí)后實(shí)驗(yàn)組分別經(jīng)尾靜脈按0.3mL藥液/100g體重注射相應(yīng)藥物,24小時(shí)后斷頭取腦,制作冠狀切片,氯化四唑染色劑(2,3,5Triphenyltetrazolium chloride,TTC)染色,計(jì)算不同組別梗死體積百分比；同時(shí)抽提小鼠海馬組織的總RNA,Cy3/cy5標(biāo)記,Cy3標(biāo)記藥物組,Cy5標(biāo)記模型組。從science STKE數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選出與腦缺血相關(guān)的374個(gè)基因的cDNA芯片,點(diǎn)制

3、芯片檢測(cè)全基因組表達(dá)譜,每組至少三次生物學(xué)重復(fù),技術(shù)重復(fù)四次。將所有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后,進(jìn)行聚類(lèi)分析,初步了解各組分的情況,以美國(guó)FDA研發(fā)的Arraytrack軟件為平臺(tái),分別將BA、JA、CA與CM進(jìn)行T檢驗(yàn)選出P<0.05,Fold change>1.5的差異表達(dá)基因,同時(shí)將差異表達(dá)基因按照GeneBank ID上傳到GO、GeneGo、KEGG數(shù)據(jù)庫(kù),根據(jù)各個(gè)不同組分的GO功能分類(lèi)和藥理通路特點(diǎn)分析不同組分的藥效機(jī)制。
　　

4、 3、結(jié)果
　　 3.1 BA,JA,CA與模型組比較均能有效減少腦缺血梗塞面積(p<0.05),CM組與模型組比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05)。
　　 3.2 BA、JA、CA與CM比較差異基因數(shù)量分別為41條(上調(diào)24,下調(diào)17),22條(上調(diào)13,下調(diào)9),11條(上調(diào)8,下調(diào)3)；BA與JA共同基因有13條(上調(diào)10,下調(diào)3),BA與CA共同基因有2條(上調(diào)1,下調(diào)1),JA與CA共同基因有1條上調(diào)基因；三組共

5、同基因?yàn)橄抡{(diào)的Myb基因。
　　 3.3根據(jù)GO生物學(xué)過(guò)程分類(lèi)可以看出:單一組BA及BA與JA的重疊基因的基因功能基本類(lèi)似:都對(duì)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白氨基酸磷酸化、鈣調(diào)控、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞變異功能具有顯著調(diào)節(jié)作用。另外BA還具有調(diào)控細(xì)胞骨架、細(xì)胞增殖和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育方面功能的類(lèi)基因；BA與JA的重疊基因還參與蛋白酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)過(guò)程。JA、CA、BA與CA、JA與CA及三組共同的重疊基因的功能分類(lèi)中都只涉及1個(gè)基因。
　　 根據(jù)

6、GO分子功能分類(lèi)可以看出:BA、JA、CA都有蛋白結(jié)合和ATP結(jié)合的功能類(lèi)基因,另外BA還具有DNA結(jié)合、核苷酸結(jié)合、轉(zhuǎn)錄酶和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)激活的功能；BA與JA的重疊基因還表現(xiàn)為調(diào)節(jié)GTP酶的功能。其他組另外的功能分類(lèi)結(jié)果都只涉及1個(gè)基因。
　　 3.4根據(jù)KEGG信號(hào)通路分析發(fā)現(xiàn),BA與CM比較差異基因參與的信號(hào)通路有22條,JA與CM比較有7條,CA與CM比較有3條(P<0.05),它們都共同參與了有絲分裂原活化蛋白激酶(mit

7、ogen-activated protein kinase,MAPK)和癌癥相關(guān)的信號(hào)通路,BA還調(diào)節(jié)促性腺激素釋放激素(gonadotropin—releasing hormone,GNRH)、焦點(diǎn)粘附(Focaladhesion)和黏合連接(adherens junction)信號(hào)通路等；JA調(diào)節(jié)細(xì)胞周期信號(hào)通路；CA單獨(dú)調(diào)控的信號(hào)通路未發(fā)現(xiàn)。BA與JA共同調(diào)控血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(Vascular endothelialgrowth

8、factor,VEGF)和ErbB信號(hào)通路；BA與CA共同調(diào)控mTOR和insulin信號(hào)通路。
　　 3.5根據(jù)GeneGo的前三位信號(hào)通路(相似度最大,即P值最小)分析可以看出:BA主要調(diào)控P38和JNK信號(hào)通路、重建細(xì)胞骨架信號(hào)通路和凋亡與存活信號(hào)通路；JA主要調(diào)控免疫反應(yīng)、凋亡與存活和A2A受體信號(hào)通路；CA只有兩個(gè)基因靶點(diǎn)參與了抑制巨噬細(xì)胞變異過(guò)程。它們的差異基因共同抑制ERK信號(hào)通路。
　　 4、結(jié)論

9、　　 4.1 BA,JA,CA與CM比較后發(fā)現(xiàn)它們有共同的作用靶點(diǎn)為Myb基因和MAPK信號(hào)通路,都有調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合和ATP結(jié)合類(lèi)基因。
　　 4.2各組分也有各自特異性的調(diào)控特點(diǎn)。BA發(fā)揮藥效作用主要表現(xiàn)為抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)神經(jīng)保護(hù)和損傷修復(fù)及重建細(xì)胞骨架和調(diào)節(jié)鈣離子內(nèi)流等方面。JA主要表現(xiàn)為抗凋亡和抑制炎癥反應(yīng)；CA參與抑制巨噬細(xì)胞變異過(guò)程。BA與JA、JA與CA的共同通路表現(xiàn)為組織修復(fù)和神經(jīng)保護(hù)等。
　　 總之,通