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研究目的:
本研究采用尿液代谢组学方法探索过敏性紫癜(Henoch-Schonlein purpura,HSP)风热伤络证潜在的生物标志物,结合网络药理学技术初步探讨祛风消癜方(QuFengXiaoDian Formula,QFXDF)治疗HSP的作用机制,为临床辨证分型的客观化诊断和进一步推广应用QFXDF提供依据。本课题第一部分是河南省科技厅攻关项目课题(项目编号:172102310061)。
研究方法:
1.运用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间串联质谱仪(UPLC-QTOF/MS)将HSP风热组患儿和健康对照组儿童尿液进行代谢组学检测,将质谱检测数据导入ProgensisQI软件依次进行数据对齐、峰提取、样品分组、去卷积及归一化处理,然后以ProgenesisMetaScope数据库为基础查找鉴定化合物,并导入SIMCA-P13.0软件中进行偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA),根据变量权重值(VIP值)筛选出差异性代谢物。通过HMDB数据库和文献检索,结合其质谱离子碎片信息和相关文献,鉴定化合物结构,筛选出具有代表性的潜在生物标记物,利用MetaboAnalyst对所筛选出的潜在生物标记物进行通路分析,探讨潜在生物标志物的生物学意义。
2.利用TCMSP数据库根据药动学参数以口服生物利用度(OB)[1]≥30%且类药性(DL)[2]≥0.18为条件筛选QFXDF中8味中药的有效活性成分,并通过文献挖掘的方式进行补充,得到QFXDF潜在活性成分数据库,结合SwissTargetPrediction数据库查找潜在活性成分对应的靶点,整合后得到QFXDF成分对应的靶点信息。利用DAVID数据库检索所获取的靶点进行作用通路分析,并通过文献检索整理出与HSP可能相关的通路,将上述通路所对应的潜在活性成分及靶点整理后导入Cytoscape3.6.1软件,构建QFXDF成分-靶点-通路网络,并进行核心网络筛选,确定QFXDF主要活性成分、主要靶点以及干预的信号通路并进行分析。
研究结果:
1.基于代谢组学技术对HSP风热证患儿和健康儿童的尿液进行差异性化合物分析,PLS-DA模式识别图示:HSP风热证患儿与健康对照组晨尿标本各自呈组内聚集分布,代谢轮廓区分明显,说明二者代谢状态有显著差异;最终鉴定出7种(肌酸、十二烷二酸、雄甾酮葡萄糖醛酸苷、左旋肉碱、α-N-苯乙酰基-L-谷氨酰胺、皮质酮、3β-羟基-5-胆甾酸酯)差异性代谢产物,这些差异性化合物主要涉及类固醇激素生物合成、原发性胆汁酸生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢。风热组与健康对照组比较,肌酸、十二烷二酸和左旋肉碱和3β-羟基-5-胆甾酸酯相对含量显著上升(P<0.05);雄甾酮葡萄糖醛酸苷、α-N-苯乙酰基-L-谷氨酰胺和皮质酮相对含量显著下调(P<0.05)。
2.通过整合药理学平台,初步得到QFXDF活性成分222个、靶点263个。利用DAVID数据库结合文献检索得到与HSP可能相关的通路42条,整理得到对应的靶点145个及活性成分219个。通过构建核心网络图筛选出槲皮素、鼠尾草酚酮、美迪紫檀素、4-亚甲丹参新酮、芹菜素、β-谷甾醇、四氢丹参酮、7-甲氧基-2-甲基异黄酮等42种成分,主要基因包括ESR1、PTGS2、NOS2、ESR2、PIK3CG等,主要涉及钙信号通路、cAMP信号通路、5-羟色胺能突触和PI3K-Akt信号通路。
研究结论:
1.HSP风热证患儿和健康儿童相比,存在7种差异性代谢产物:肌酸、十二烷二酸、雄甾酮葡萄糖醛酸苷、左旋肉碱、α-N-苯乙酰基-L-谷氨酰胺、皮质酮、3β-羟基-5-胆甾酸酯,可作为HSP风热证型的潜在生物标志物。
2.通过网络药理学研究筛选出QFXDF的主要基因是ESR1、PTGS2、NOS2、ESR2、PIK3CG等40个,主要通过作用于钙信号通路、cAMP信号通路、5-羟色胺能突触、PI3K-Akt信号通路以发挥细胞分化、增殖、免疫调节、抗炎、信号传导等功能,为深入研究QFXDF的分子机制奠定了基础。
本研究采用尿液代谢组学方法探索过敏性紫癜(Henoch-Schonlein purpura,HSP)风热伤络证潜在的生物标志物,结合网络药理学技术初步探讨祛风消癜方(QuFengXiaoDian Formula,QFXDF)治疗HSP的作用机制,为临床辨证分型的客观化诊断和进一步推广应用QFXDF提供依据。本课题第一部分是河南省科技厅攻关项目课题(项目编号:172102310061)。
研究方法:
1.运用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间串联质谱仪(UPLC-QTOF/MS)将HSP风热组患儿和健康对照组儿童尿液进行代谢组学检测,将质谱检测数据导入ProgensisQI软件依次进行数据对齐、峰提取、样品分组、去卷积及归一化处理,然后以ProgenesisMetaScope数据库为基础查找鉴定化合物,并导入SIMCA-P13.0软件中进行偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA),根据变量权重值(VIP值)筛选出差异性代谢物。通过HMDB数据库和文献检索,结合其质谱离子碎片信息和相关文献,鉴定化合物结构,筛选出具有代表性的潜在生物标记物,利用MetaboAnalyst对所筛选出的潜在生物标记物进行通路分析,探讨潜在生物标志物的生物学意义。
2.利用TCMSP数据库根据药动学参数以口服生物利用度(OB)[1]≥30%且类药性(DL)[2]≥0.18为条件筛选QFXDF中8味中药的有效活性成分,并通过文献挖掘的方式进行补充,得到QFXDF潜在活性成分数据库,结合SwissTargetPrediction数据库查找潜在活性成分对应的靶点,整合后得到QFXDF成分对应的靶点信息。利用DAVID数据库检索所获取的靶点进行作用通路分析,并通过文献检索整理出与HSP可能相关的通路,将上述通路所对应的潜在活性成分及靶点整理后导入Cytoscape3.6.1软件,构建QFXDF成分-靶点-通路网络,并进行核心网络筛选,确定QFXDF主要活性成分、主要靶点以及干预的信号通路并进行分析。
研究结果:
1.基于代谢组学技术对HSP风热证患儿和健康儿童的尿液进行差异性化合物分析,PLS-DA模式识别图示:HSP风热证患儿与健康对照组晨尿标本各自呈组内聚集分布,代谢轮廓区分明显,说明二者代谢状态有显著差异;最终鉴定出7种(肌酸、十二烷二酸、雄甾酮葡萄糖醛酸苷、左旋肉碱、α-N-苯乙酰基-L-谷氨酰胺、皮质酮、3β-羟基-5-胆甾酸酯)差异性代谢产物,这些差异性化合物主要涉及类固醇激素生物合成、原发性胆汁酸生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢。风热组与健康对照组比较,肌酸、十二烷二酸和左旋肉碱和3β-羟基-5-胆甾酸酯相对含量显著上升(P<0.05);雄甾酮葡萄糖醛酸苷、α-N-苯乙酰基-L-谷氨酰胺和皮质酮相对含量显著下调(P<0.05)。
2.通过整合药理学平台,初步得到QFXDF活性成分222个、靶点263个。利用DAVID数据库结合文献检索得到与HSP可能相关的通路42条,整理得到对应的靶点145个及活性成分219个。通过构建核心网络图筛选出槲皮素、鼠尾草酚酮、美迪紫檀素、4-亚甲丹参新酮、芹菜素、β-谷甾醇、四氢丹参酮、7-甲氧基-2-甲基异黄酮等42种成分,主要基因包括ESR1、PTGS2、NOS2、ESR2、PIK3CG等,主要涉及钙信号通路、cAMP信号通路、5-羟色胺能突触和PI3K-Akt信号通路。
研究结论:
1.HSP风热证患儿和健康儿童相比,存在7种差异性代谢产物:肌酸、十二烷二酸、雄甾酮葡萄糖醛酸苷、左旋肉碱、α-N-苯乙酰基-L-谷氨酰胺、皮质酮、3β-羟基-5-胆甾酸酯,可作为HSP风热证型的潜在生物标志物。
2.通过网络药理学研究筛选出QFXDF的主要基因是ESR1、PTGS2、NOS2、ESR2、PIK3CG等40个,主要通过作用于钙信号通路、cAMP信号通路、5-羟色胺能突触、PI3K-Akt信号通路以发挥细胞分化、增殖、免疫调节、抗炎、信号传导等功能,为深入研究QFXDF的分子机制奠定了基础。