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

1、1、目的
　　 比較清開靈組分黃芩苷(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譜和藥理作用通路,揭示清開靈不同組分藥效差異的內(nèi)在分子藥理機制。
　　 2、方法
　　 75只6周齡小鼠隨機分為BA、JA、CA、CM和模型組(model group,M)五個組,每組1

2、5只,建立全腦缺血再灌注小鼠模型,2小時后實驗組分別經(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,計算不同組別梗死體積百分比；同時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)庫中篩選出與腦缺血相關(guān)的374個基因的cDNA芯片,點制

3、芯片檢測全基因組表達譜,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,進行聚類分析,初步了解各組分的情況,以美國FDA研發(fā)的Arraytrack軟件為平臺,分別將BA、JA、CA與CM進行T檢驗選出P<0.05,Fold change>1.5的差異表達基因,同時將差異表達基因按照GeneBank ID上傳到GO、GeneGo、KEGG數(shù)據(jù)庫,根據(jù)各個不同組分的GO功能分類和藥理通路特點分析不同組分的藥效機制。
　　

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組與模型組比較無統(tǒng)計學(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、同基因為下調(diào)的Myb基因。
　　 3.3根據(jù)GO生物學(xué)過程分類可以看出:單一組BA及BA與JA的重疊基因的基因功能基本類似:都對調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄、信號轉(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)育方面功能的類基因；BA與JA的重疊基因還參與蛋白酶級聯(lián)反應(yīng)過程。JA、CA、BA與CA、JA與CA及三組共同的重疊基因的功能分類中都只涉及1個基因。
　　 根據(jù)

6、GO分子功能分類可以看出:BA、JA、CA都有蛋白結(jié)合和ATP結(jié)合的功能類基因,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結(jié)果都只涉及1個基因。
　　 3.4根據(jù)KEGG信號通路分析發(fā)現(xiàn),BA與CM比較差異基因參與的信號通路有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)的信號通路,BA還調(diào)節(jié)促性腺激素釋放激素(gonadotropin—releasing hormone,GNRH)、焦點粘附(Focaladhesion)和黏合連接(adherens junction)信號通路等；JA調(diào)節(jié)細(xì)胞周期信號通路；CA單獨調(diào)控的信號通路未發(fā)現(xiàn)。BA與JA共同調(diào)控血管內(nèi)皮生長因子(Vascular endothelialgrowth

8、factor,VEGF)和ErbB信號通路；BA與CA共同調(diào)控mTOR和insulin信號通路。
　　 3.5根據(jù)GeneGo的前三位信號通路(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信號通路、重建細(xì)胞骨架信號通路和凋亡與存活信號通路；JA主要調(diào)控免疫反應(yīng)、凋亡與存活和A2A受體信號通路；CA只有兩個基因靶點參與了抑制巨噬細(xì)胞變異過程。它們的差異基因共同抑制ERK信號通路。
　　 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為Myb基因和MAPK信號通路,都有調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合和ATP結(jié)合類基因。
　　 4.2各組分也有各自特異性的調(diào)控特點。BA發(fā)揮藥效作用主要表現(xiàn)為抑制細(xì)胞凋亡,促進神經(jīng)保護和損傷修復(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)保護等。
　　 總之,通