结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是常见且致死率最高的癌症之一,其发病率在中国呈逐年递增趋势,并且发病年龄越来越小。现有治疗策略有效率低、毒副作用大,并且依赖特定基因突变状态。临床上迫切需要研究结直肠癌进展的机制并开发靶向小分子药物。小泛素样修饰分子(Small ubiquitin-like modifier,SUMO)化修饰参与肿瘤信号通路调节、肿瘤干细胞更新和肿瘤发生,SUMO1是潜在的治疗靶点。通过胞内蛋白降解体系,可以使肿瘤相关蛋白成为药物靶标。我们发现靶向SUMO1的小分子降解物(Small molecular degrader of SUMO1,SMDS1)可以诱导胞浆激活/增殖相关蛋白1(Cytoplasmic activation/proliferation-associated protein 1,CAPRIN1)与F-box only蛋白42(F-box only protein 42,FBXO42)相互作用,募集SUMO1至E3连接酶复合物,并完成对SUMO1的降解。这一发现为结直肠癌治疗提供了新的方向。为了初步探索靶向降解SUMO1对细胞带来的变化,我们首先检索了GEO(Gene expression omnibus)公共数据库,挖掘到GSE163884数据集。该数据集的研究者使用CRISPR/Cas9技术分别敲除了人骨肉瘤U2OS细胞中SUMO1和SUMO2的表达,利用RNA-seq分析SUMO1和SUMO2敲除细胞系的转录组。然后,我们选用数据集pro‐inflammatory mediators中的对照组和SUMO1敲除组样本,将筛选出的差异表达基因进行了加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)、GO基因功能富集、KEGG通路富集和基因集富集分析(Gene set enrichment analysis,GSEA)。通过WGCNA分析,我们鉴别出了2个与SUMO1敲除密切相关的共表达模块。对模块内特征基因进行GO/KEGG富集分析,结果显示线粒体的呼吸链传递、氧化磷酸化通路与SUMO1敲除可能有关。进一步的GSEA分析也发现氧化磷酸化通路、呼吸链电子传递在SUMO1敲除样本中呈上调趋势,而Wnt/β-catenin通路呈受抑制状态。这些信息提示我们SUMO1敲除后可能使线粒体呼吸功能受到影响,Wnt/β-catenin通路可能在其中发挥了作用。这为我们后续的实验设计提供了参考思路,并将细胞代谢指标作为研究切入点。表型研究方面,我们证明了SMDS1可在结直肠癌细胞系、小鼠移植瘤和病人来源的肿瘤异种移植模型(Patient-derived xenografts,PDX)中发挥良好的肿瘤抑制作用。结合此前生物信息学分析的提示,全基因组CRISPR/Cas9文库敲除筛选结果中出现的戊糖磷酸途径(Pentose phosphate pathway,PPP)的关键酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(Glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PD)引起了我们的注意。后续实验我们发现SMDS1在不降低G6PD蛋白水平的前提下可以显著抑制其酶活性,同时使PPP主要产物还原型辅酶磷酸腺苷二核苷酸(Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)水平明显降低。NADPH的供应对于维持脂类的正常合成非常重要。对应的,我们也观察到SMDS1抑制了CRC细胞的脂类合成。进一步检测我们发现该小分子使CRC细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)过量累积,打破了氧化应激稳态,同时导致了细胞内质网应激。另外,通过对Caspase 8活性和Annexin V信号测定,结合对移植瘤的免疫组化染色结果,我们证实小分子SMDS1并未引起CRC细胞凋亡。在进行GSE163884差异基因的GSEA分析时,我们还发现SUMO1敲除会导致DNA双链损伤修复、碱基剪切修复、DNA复制和细胞周期等通路呈现出下调趋势。而且免疫印迹实验也显示SMDS1降低了细胞周期NSC 125973蛋白依赖型激酶4/6(Cyclin-dependent kinases 4/6,CDK4/6)的蛋白水平。因此,我们推测小分子SMDS1通过诱导细胞周期停滞来发挥其抑制肿瘤生长的作用。我们进一步探究了SMDS1引起这些表型变化的机制。在SMDS1的全基因组CRISPR/Cas9文库敲除筛选结果中,位列第一的类固醇生成急性调控蛋白(Steroidogenic acute regulatory protein,St AR)相关脂类转运(St AR-related lipid transfer,START)结构域蛋白7(START domain containing 7,StarD7)是SMDS1发挥作用的关键。我们在CRC细胞系、3D类器官、PDX水平验证了SMDS1确实可降低StarD7蛋白水平。接下来,我们证明了StarD7与肿瘤增殖密切相关。相较于正常组织,CRC中存在着过度表达StarD7的现象。我们利用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术敲除HCT116细胞系的StarD7后,其生长明显受到抑制。应用StarD7敲除细胞株建立的皮下移植瘤模型成瘤速度也显著减慢,小鼠生存期延长。另外,我们还观察到敲除StarD7基因使细胞对SMDS1抑制肿瘤生长的作用产生了抗性。在StarD7敲除细胞株中,小分子SMDS1对G6PD活性抑制作用减弱,降低NADPH和脂类合成的作用也明显减小。同时,SMDS1无法在StarD7敲除细胞株中诱发氧化应激和内质网应激。可见,该小分子依赖于StarD7发挥作用。SMDS1对StarD7的调控依赖于SUMO1降解。我们发现敲除SUMO1与SMDS1处理有着类似的细胞效应,均使得StarD7蛋白水平降低。但在SUMO1敲除的基础上,小分子SMDS1无法进一步减少StarD7表达,也无法诱导氧化应激和内质网应激。通过染色质免疫沉淀(Chromatin immunoprecipitation,ChIP)实验联合聚合酶链反应(Polymerase chain reaction,PCR),我们发现转录因子T细胞因子4(T cell factor 4,TCF4)可与StarD7启动序列结合。荧光素酶报告基因实验显示小分子SMDS1极大的抑制了TCF4转录活性。SMDS1靶向降解SUMO1导致了SUMO1对于TCF4的SUMO化修饰也相应减少。这使得TCF4被定向到蛋白酶体途径进行降解,因此其转录活性受到抑制。这进而导致StarD7基因的转录水平下降,最终引起Sselleck化学tarD7蛋白质水平的降低。我们注意到SMDS1作用后使得CRC细胞中ADP/ATP比值明显升高,意味着SMDS1诱发了细胞能量应激。AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作为胞内能量应激的“感应器”,其具有酶活性的α亚基被激活,从而抑制了G6PD活性。使用AMPK抑制剂可逆转SMDS1对G6PD活性的抑制,但无法缓解SMDS1引起的StarD7蛋白降低。StarD7敲除可缓解SMDS1引起的能量应激。我们还证明G6PD活性降低是由于SMDS1阻止了其活性二聚体的形成。本研究中,SMDS1在结直肠癌中的作用机制可以概括如下:1.SMDS1与CAPRIN1结合,促使SUMO1的泛素化和降解;2.SUMO1水平降低导致TCF4的SUMO化修饰减弱,使TCF4经蛋白酶体降解增多,进而抑制了TCF4的转录活性;3.TCF4转录活性受到抑制,导致StarD7基因转录水平下降,从而减少StarD7蛋白质水平;4.StarD7蛋白质水平降低引发内质网应激和ROS过度累积;5.SMDS1通过减少StarD7蛋白质水平诱发细胞能量应激,并激活AMPK,这进而抑制G6PD的活性,导致细胞内NADPH水平下降,从而抑制脂肪酸合成代谢;6.NADPH的减少进一步加重了氧化应激,造成细胞周期停滞,抑制结直肠癌细胞增殖。
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槟榔碱对H_(2)O_(2)诱导SH-SY5Y神经细胞氧化应激损伤的保护作用及机制研究
本研究通过建立H_(2)O_(2)诱导的SH-SY5Y神经细胞氧化应激模型,旨在探究槟榔碱对氧化应激诱导神经细胞损伤的保护作用及其作用机制。采用CCK-8法检测细胞活力;分光光度法检测LDH释放、MDA、SOD、CAT含量;流式细胞术检测细胞凋亡、线粒体膜电位;Western blot 检测Nrf2、HO-1、Keap1、Bcl-2、Bagenetic analysisx、Caspase3的表达。结果表明:槟榔碱干预均能有效降低细胞凋亡并显著上调线粒体膜电位;在提高SOD、CAT水平的同时降低MDA水平;槟榔碱140ZD1839μmol/L组能够显著上调Nrf2、HO-1、Bcl-2蛋白表达(P<0.001,P<0.0001),并下调Keap1、Bax、Caspase3蛋白表达(P<0.001,P<0.0001)。结论:槟榔碱能够有效改善H_(2)O_(2)诱导的氧化应激损伤,其作用机制与激活Nrf2/HO-1信号通路,提升细胞抗Berzosertib试剂氧化活力,调控Bcl-2/Bax/Caspase3信号通路,抑制细胞凋亡有关。
蛋白酪氨酸激酶抑制剂PP1对膝骨关节炎作用的实验研究
目的:膝骨关节炎(Knee Osteoarthritis,KOA)发病过程中普遍发现基质金属蛋白酶和聚蛋白多糖酶的表达增加,导致胶原和蛋白多糖降解、关节软骨细胞出现变性坏死。但骨关获悉更多节炎的发病机理尚未十分明确,目前临床常用药物仅能使OA症状缓解,尚缺少改善OA病情的药物,因此寻找新的有效治疗OA的药物具有重要意义,本文拟通过细胞层面的体外实验、组织层面的体内动物实验的研究,来探讨并验证蛋白酪氨酸激酶抑制剂PP1在骨关节炎软骨细胞中的表达情况,探讨通过腹腔注射PP1对小鼠关节退行性变及骨关节炎进展的影响。方法:(1)体外细胞实验:利用大鼠乳鼠提取正常的软骨细胞并培养,将培养的软骨细胞分为4组,利用白细胞介素1β(Interlcukin-1beta,IL-1β)构建软骨细胞炎症模型,对照组(予F12基础培养基培养)、IL-1β组(予10ng/ml IL-1β+F12共培养)、PP1组(分别予5μM、50μM PP1+IL-1β10 ng/ml共培养),通过实时聚合酶链反应(Real-time PCR,RT-PCR)、Western blot实验以及免疫荧光技术(Cellular immunofluorescence technique)检测PP1干预IL-1β诱导的炎症软骨细胞的抗炎作用及调控机制。(2)体内实验:将小鼠分为4组假手术组、OA组、PP1低、高剂量组,每组6只。采用内侧半月板失稳(Destabilization of the Medial meniscus,DMM)模型构建小鼠的KOA模型,假手术组及0A组每2天通过腹腔注射生理盐水10m L/kg/次,PP1低、高剂量组分别腹腔注射PP1 0.5mg、5mg/kg/次,每2天注射1次,连续干预治疗4周后处死小鼠,行小鼠膝关节Micro-CT扫描、三维重建及统计学分析和小鼠膝关节软骨组织苏木精一伊红染色(Hematoxylin-Eosinstaining,HE)、番红O-快绿染色、阿尔新蓝染色、免疫荧光检测分析研究小鼠KOA关节退行性变及炎症反应中的PP1的作用和影响膝骨关节炎进展的机制。结果:(1)通过软骨细胞实验中与ILMesoporous nanobioglass-1β组相比,PP1组细胞调亡比例更少,RT-PCR、Western blot、免疫荧光结果显示PP1降低了炎症因子的表达量,PP1对软骨细胞起保护作用,且随着PP1药物浓度的增加成正比。(2)在小鼠膝骨关节炎动物实验中,HE、阿尔新蓝、番红o-固绿、组织荧光等染色结果,以及Micro-CT扫描结果表明腹腔注射PP1可以抑制DMM手术诱导的软骨破坏和骨赘生成,PP1能有效延缓膝骨关节炎骨微结构的病理变化。结论:(1)体外实验通过IL-1β构建炎症软骨细胞,发现炎症状态下PP1可抑制软骨细胞炎症介质表达,减轻炎症反应。点击此处(2)本研究通过构建小鼠KOA模型,采用PP1腹腔注射干预,发现PP1能延缓小鼠膝骨关节炎的退行性性变。
深圳地区孕产前人群脊髓性肌萎缩症基因检测及产前诊断
目的:调查深圳地区孕产前人群脊髓性肌萎缩症(SMA)携带率,研究SMA基因型分布频率并分析携带者SMN1拷贝数减少的遗传学机理,探讨临床实践中SMA产前诊断指征。方法:采用多重连接探针扩增(MLPA)技术检测3162例深圳孕产前个体以及384例胎儿的SMN1和SMN2外显子genetic perspective7、外显子8(SMN1-E7,SMN1-E8,SMN2-E7,SMN2selleck PR-171-E8)拷贝数。对疑似“2+0”家系个体额外分析单核苷酸多态性(SNP)位点g.27134T>G、g.27706-27707delACCRG 81045T。结果:孕产前人群共检出66例缺失型携带者,携带率为2.09%。根据“SMN1-E7_SMN1-E8_SMN2-E7_SMN2-E8”拷贝数进行基因分型,携带者中共发现6种基因型,可归于基因缺失或转换等4类遗传学原因,其中最常见的原因是SMN1缺失。本研究产前诊断样本中未检出SMA患儿,但夫妇双方或单方为携带者的产前诊断样本中均检出SMA缺失型携带胎儿。疑似“2+0”家系个体未检出相关SNP,尚不能确定“2+0”特殊携带存在与否。结论:本研究首次报道了深圳地区孕产前人群SMA携带率(缺失型变异);揭示了研究群体SMN1、SMN2基因型分布;并通过分析携带者遗传学原因,为认识疾病机制提供了理论基础。临床实践中,建议产前夫妇先明确SMA基因信息,夫妇同为携带者按标准流程产前诊断;其他情况需详细告知检测残余风险,知情同意后行产前诊断。
川芎嗪联合神经干细胞移植干预脑缺血再灌注大鼠的作用机制研究
旨在研究川芎嗪(tetramethylpyrazine,TMP)联合神经干细胞(neural stem cells,NSCs)移植对大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型大鼠的干预作用,并基于干细胞生物学行为调控探讨TMP联合NSCs移植对缺血性脑卒中的作用机制。将MCAO大鼠按神经功能评分随机分层分为模型组、TMP组、神经干细胞移植(NSCs)组和TMP联合神经干细胞移植(TMP+NSCs)组,同时设立假手术组。以神经功能评分来评价TMP联合NSCs移植对MCAO大鼠神经功能的改善情况;分别以BrdU、BrdU/DCX、BrdU/NeuN和BrdU/GFAP免疫荧光标记法评价NSCs的增殖、迁移、分化情况;蛋白质免疫印迹检测基质细胞衍生因子1(SDF-1)、趋化因子C-X-C-基元受体4(Precision Lifestyle MedicineCXCR4)的蛋白表达及氧化应激通路核因子E2相关因子2(Nrf2)、胞浆蛋白伴侣分子(KEAP1)、血红素加氧酶-1(HO-1)、磷酸酰胺腺嘌呤二核苷酸醌氧化还原酶-1(NQO1)的蛋白表达,研究TMP联合NSCs发生迁移的作用机制。结果发现,TMP联合NSCs移植可以显著改善MCAO大鼠神经功能评分;免疫荧光染色结果显示TMP组、NSCs组、TMP+NSCs组的BrdU~(+)、BrdU~(+)/DCX~(+)、BrdU~(+)/NeuN~(+)、BrdU~(+)/GFAP~(+)细胞数均明显升高,且以联合治疗组最明显;进一步的免疫印迹结果分析SCH727965发现TMP组、NSCs组、TMP+NSCs组的CXCR4蛋白表达均显著升高,Nrf2、HO-1、NQO1的蛋白表达上调,KEAP1蛋白表达降低。该研究表明TMP以及NSCs移植均可促进NSCs增殖、https://www.selleck.cn/products/kpt-330.html迁移和分化,进而促进神经功能恢复,两者联合作用更佳,其作用机制可能与激活Nrf2/HO-1/CXCR4通路有关。
麻黄水提物减轻脂多糖诱导急性肺损伤的作用及机制研究
目的 研究麻黄水提物通过活性氧(reactive oxygen species, ROS)/硫氧还蛋白相互作用蛋白(thioredoxin-interacting protein, TXNIP)/Nod样受体蛋白3(Nod like receptor protein 3, NLRP3)通路减轻脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)诱导急性肺损伤(acute lung injury, ALI)的作用及机制。方法 雄性SD大鼠随机分为正常对照组、模型组、麻黄水提物(400 mg/kg)组、三甲胺N-氧化物(trimethylamine N-oxide, TMAO,110 mg/kg)组、麻黄水提物(400 mg/kg)+TMAO(110 mg/kg)组,灌胃给药10 d后采用腹腔注射LPS(5 mg/kg)的方法建立LPS诱导ALI模型。造模后6 h,检测肺组织病理改变,支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid, BALF)中炎症细胞分类,血清及BALF中白细胞介素(interleukin, IL)-1β、IL-18、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)含量,肺组织中丙二醛(malondialdehyde, MDA)、总抗氧化力(total antioxidant capacity, T-AOC)含量、ROS活力及TXNIP、NLRP3的表达水平。结果 模型对照组大鼠出现肺组织内炎症细胞浸润、肺泡间隔增厚的病理改变,BALF中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞的数量,血清及BExtra-hepatic portal vein obstructionALF中IL-1β、IL-18、TNF-α含量,肺组织中MDA含量、ROS活力及TXNIP、NLRP3的表达水平均高于正常对照组(P<0.05);肺组织中T-AOC含量低于正常对照组(P<0.05)。麻黄水提物组大鼠肺组织的病理改变较模型对照组改善,BALF中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞的数量,血清及BALF中IL-1β、IL-18、TNF-α含量,肺组织中MDA含量、ROS活力及TXNIPevonedistat研究购买P、NLRP3的表达水平均低于模型对照组(P<0.05);肺组织中T-AOC含量高于模型对照组(P<0.05)。麻黄水提物+TMAO组大鼠肺组织的病理改变www.selleck.cn/products/Verteporfin(Visudyne)较麻黄水提物组加重,BALF中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞的数量,血清及BALF中IL-1β、IL-18、TNF-α含量,肺组织中MDA含量、ROS活力及TXNIP、NLRP3的表达水平均高于麻黄水提物组(P<0.05);肺组织中T-AOC含量低于麻黄水提物组(P<0.05)。结论 麻黄水提物可减轻LPS诱导ALI,并抑制炎症反应和氧化应激反应,其可能的分子机制与抑制ROS/TXNIP/NLRP3通路有关。
系统性红斑狼疮女性患者IgG N-糖基与红细胞分布宽度的关联性研究
目的 探讨系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)女性患者的免疫球蛋白G N-糖基(IgG N-糖基SAHA试剂)与红细胞分布宽度(red blood cell distribution width,RDW)之间的关系,为后续SLE联合标志物提供理论基础。方法 选取2018年10月—2020年5月在山东省聊城市人民医院风湿免疫科门诊确诊及住院的341例SLE女性患者为研究对象,采集血液样本进行血常规检测并提取纯化血浆IgG,采用超高液相色谱法检测血浆IgGN-糖基水平。IgGN-糖基与红细胞分布宽度的关联性分析采用Spearman秩相关与logistic回归分析。结果 RDWAutomated medication dispensers高水平组中的半乳糖基化及唾液酸化水平显著低于RDW低水平组。logistic回归分析结果显示,GP12、GP14、GP18与GP23为RDW升高的保护因素,高水平的GP4与GP8为RDW升高的危险因素。结论 SLE女性患者IgGN-糖基与RDW存在关联性,异常的IgGN-糖基化可能是影响RDW水平升高的因素更多,为后续二者联合指标对疾病进行早期诊断或反映疾病情况的研究提供了理论基础。
帕金森病患者冻结步态的临床相关因素分析及脑结构特点的研究
研究背景:帕金森病是老年人常见的一种神经退行性疾病,患者病程中常合并冻结步态,但在中、晚期患者中更为常见。冻结步态是一种常见的致残性、阵发性的步态障碍,表现为行走时双脚突然出现粘地感,可阻止开始或恢复行走,严重影响PD患者的独立生活能力和生活质量。目前冻结步态的神经病理学机制尚不完全明确,近年来基于体素的形态学分析技术广泛兴起,被应用于各类神经精神疾病,DS-3201小鼠同样也被应用于初步探讨冻结步态的神经病理学机制。研究目的:探讨伴有冻结步态的帕金森病患者的临床特征以及冻结步态严重程度的相关危险因素;在基于体素的形态学分析技术下了解伴有冻结步态的帕金森病患脑结构改变。研究方法:本研究从来安徽医科大学第三附属医院诊治的帕金森病患者中筛选伴冻结步态的帕金森病患者12例,不伴冻结步态的帕金森病患者20例以及社会招募健康对照组15例。所有受试者需记录人口学资料,入选的的帕金森病患者需完成统一帕金森病评定量表评定、Hoehn-Yahr分级评定、情绪量表评定、神经心理学背景测试以及FOG-Q量表评定、TUG实验。完成上述实验后,所有受试者需完成脑结构成像测试。采用西门子自带T1-MPRAGE序列薄层扫描,矢状位,共176层,脉冲重复时间(Repetition Time,TR)为1700ms,回波时间(Echo Time,TE)为3.93ms,翻转角(Flip Angel)为15°(TR/TE/FA=1700ms/3.93ms/15°),层厚/层间隔=1.0/0mm,FOV:240mm×240mm,Matrix=256×256。研究结果:本研究结果表明,年龄、性别、受教育程度三组之间无显著差异(均P>0.05)。在临床资料分析中,伴冻结步态的帕金森病组在H-Y分级、病程、左旋多巴等效剂量、运动功能评分及情绪障碍评分中均高于不伴冻结步态的帕金森病组,但是首发年龄两组之间无显著差异(P>0.05)。在神经心理学测试中,伴冻结步态组与不伴冻结步态组在中文听觉词汇学习测验(延迟回忆、再认)、视觉组织测试、线方向的本顿判断、数字符号转换、Stroop色字干扰测试、数字广度-倒序中,两组具有统计学意义(均P<0.05),selleckchem FUT-175中文听觉词汇学习测验-瞬时回忆、数字广度-正序、言语流畅性测试两组之间无显著差异(均P>0.05)。在皮尔逊相关性分析中,FOG-Q量表评分与病程(r=0.940,P<0.001)、强直亚评分(r=0.887,P<0.001)呈显著Bioelectrical Impedance正相关,与简易精神状态检查量表评分(r=0.993,P<0.001)呈显著负相关。在二元Logistic回归分析中,病程、H-Y分级、统一帕金森病评定量表第三部分评分、抑郁均为帕金森病冻结步态发生的独立危险因素(均P<0.05)。在伴冻结步态的帕金森病患者脑结构特点研究方面:伴冻结步态的帕金森病患者在小脑左侧/后叶、小脑左侧/后叶/小脑角,小脑蚓部,小脑右侧/后叶/山坡均出现萎缩,萎缩最为显著的区域为小脑左侧/后叶/小脑角。研究结论:1.帕金森病伴冻结步态的患者较不伴冻结步态的患者相比,病程更长、左旋多巴等效剂量使用更多,运动功能更差,情绪障碍更突出,认知执行功能也更差。2.在回归分析中,长病程、H-Y分级、运功功能障碍、抑郁是冻结步态发生的独立危险因素。在皮尔逊相关性分析中,冻结步态的严重程度与病程以及强直的严重程度呈正相关,与认知功能呈负相关。3.在伴有冻结步态的帕金森病患者的脑结构特点研究中发现小脑后叶、小脑蚓部等小脑脑区有不同程度的灰质体积萎缩,小脑参与了冻结步态的发生过程。
维持性血液透析患者中医辨证分型与并发肺部感染的关系
目的:观察维持性血液透析(MHD)患者中医辨证分型与并发肺部感染的关系。方法:选取2020年2月~2022年2月在我院进行MHD的患者180例,以统一的中医辨证分型标准对MHD患者进行归纳分型,分析患者辨证分型分布情况,观察不同中医辨证分型与性别、年龄、透析频率、透析龄、原发病分布、肺部感染的关系。结果:180例MHD患者以脾肾气虚证多见,占比25.00%,其次是脾肾阳虚证和肝肾阴虚证,分别占比23.33%和20.00%,而气阴两虚证和阴阳两虚证相对少见,占比分别为17.78%和12.78%。阴阳两虚证和气selleck阴两虚证患者年龄相对较大,而脾肾气虚证患者年龄相对较小,肝肾阴虚证患者透析频率以每周2次为主,而脾肾气虚证患者则以每周3次为主,阴阳两虚证患者透析龄较其他4种证型长,其中脾肾气虚证和脾肾阳虚证透析Rapamycin价格龄较肝肾阴虚证患者短,有统计学意义(P<0.05)。阴阳两虚证、脾肾气虚证和脾肾阳虚证患者原发病均以原发性肾小球Bioactive char疾病为主,其次为糖尿病肾病,而肝肾阴虚证和气阴两虚证患者原发病以糖尿病肾病为主,肝肾阴虚证患者其次为原发性肾小球疾病,气阴两虚证患者其次为高血压肾病。脾肾阳虚证患者肺部感染发病率最高,占比47.22%,其次为气阴两虚证患者,占比40.62%,其余三种证型患者肺部感染发生率比较无差异(P>0.05)。结论:维持性血液透析患者以脾肾气虚证多见,气阴两虚证和阴阳两虚证相对少见,而合并肺部感染以脾肾阳虚证和气阴两虚证多见,临床需结合不同分型的自身特点进行施治。
基于代谢组学与转录组学研究人参防治糖尿病肾脏损伤的作用机制
糖尿病(Diabetes mellitus,DM)是一种以胰岛素绝对或相对缺乏、并由此导致的高血糖为特征的代谢性疾病,其发病率在全球范围内逐年快速增长。1型糖尿病(Type 1 diabetes melitus,T1DM)和2型糖尿病(Type 2 diabetes melitus,T2DM)是糖尿病的主要分型,且均为肾脏疾病的独立危险因素。研究表明,即使接受常规降糖治疗,依然有30%以上的糖尿病患者并发慢性肾脏损伤。因此,开发具有降糖并缓解肾脏损伤的药物对于糖尿病肾脏并发症的预防与治疗具有重要意义。人参(Panax Ginseng C.A.Mey)是治疗糖尿病的经典中药之一。近年来研究表明,人参及其药效成分具有显著调节糖尿病大鼠血糖与胰岛功能的作用,但其防治糖尿病肾脏损伤的药效作用及其作用机制,尚缺乏系统整体性研究。代谢组学和转录组学系统生物学中主要研究方法,能够对机体应对外界刺激下内源性小分子代谢物和基因表达整体变化进行系统分析,目前已成为揭示中药药效阐释的有力手段。因此,本研究整合基于液质联用技术的代谢组学方法与有参转录测序(RNA-seq)的肾脏组织转录组学研究方法,从代谢和基因层面对人参水提物防治T1DM和T2DM大鼠肾脏损伤的作用机制进行深入研究,探索和阐明人参防治糖尿病肾脏损伤的科学内涵。主要研究内容包括以下几个方面:1.人参水提物防治糖尿病大鼠肾脏损伤的药效学与代谢组学研究本研究中,采用药效学结合代谢组学方法考察人参水提物对糖尿病大鼠肾脏损伤的药效作用与代谢调控机制。分别建立HFD联合低剂量STZ诱导的T2DM大鼠模型和高剂量STZ诱导的T1DM大鼠模型,给予人参水提物治疗四周,考察人参水提物对糖尿病大鼠糖脂代谢紊乱、胰岛功能和肾脏功能的影响。结果表明,人参水提物可显著缓解两种糖尿病模型大鼠高血糖和脂质紊乱,并能够购买GW4869明显降低糖尿病大鼠血清尿素氮和肌酐含量,延缓肾脏病理形态的改变。而后,本研究采集人参水提物治疗糖尿病大鼠四周后血清和尿液样本,利用UPLC-QTOF/MS方法结合多元统计和生物信息学等方法分析血清和尿液代谢轮廓,鉴定并分析人参水提物治疗糖尿病大鼠的代谢标志物和及其生物学意义。结果显示,人参水提物可显著改善T2DM和T1DM所致大鼠血清和尿液代谢轮廓的改变,共获得人参水提物治疗T2DM大鼠的25种血清和23种尿液代谢物标志物,主要包括苯丙氨酸、组氨酸、柠檬酸和尿嘧啶等,分布于色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、嘌呤和嘧啶等代谢途径;而人参水提物调控T1DM大鼠的代谢标志物30种(血清16种、尿液14种),则包括乳酸、甲酚硫酸盐、异柠檬酸、丙酮酸和乙酸等,涉及氨基酸(苯丙氨酸代谢、酪氨酸代谢、色氨酸代谢)和能量代谢(TCA循环、丙酮酸循环、糖酵解/糖异生)等代谢途径的调节作用。人参水提物对T2DM大鼠氨基酸代谢轮廓调节作用较T1DM的作用更为显著,而人参水提物对T1DM大鼠能量代谢的调节作用较好,主要通过抑制T1DM大鼠丙酮酸代谢,而促进下游糖酵解和TCA循环、增加机体对葡萄糖的代谢,从而发挥能量代谢调控作用。氨基酸代谢(苯丙氨酸代谢通路、色氨酸代谢等)、糖代谢(TCA循环和糖酵解/糖异生)、和亚油酸代谢是人参水提物调节两类糖尿病大鼠模型的共同代谢途径,且与肠道菌群失调、肾功能障碍和能量代谢失衡等糖尿病和糖尿病肾病进展的驱动因素密切相关。由此可见,人参水提物可能通过调节氨基酸代谢紊乱、维持能量代谢稳态和调控肠道菌群结构相关的代谢过程,在糖尿病疾病发挥延缓糖尿病肾脏损伤进程的药效作用。2.人参水提物防治糖尿病大鼠肾脏损伤的肾脏转录组学研究本研究采用基于RNA-seq的转录组学方法测定人参水提物对T1DM和T2DM大鼠肾脏基因表达的影响,整合代谢组学关联分析,探究人参水提物防治糖尿病大鼠肾脏损伤的作用机制。首先,转录组学测定结果表明,人参水提物可显著回调T2DM和T1DM引起的大鼠肾脏基因轮廓变化,结合生物信息学分析,共获得人参水提物调节的T2DM大鼠肾脏差异基因1634个,涉及细胞表面受体信号通路、跨膜转运蛋白活性、PPAR信号通路、苯丙氨酸代谢、柠檬酸代谢、糖酵解/糖异生等途径,其中关键差异基包括Ppara、Pck1、Fbp2、G6pc、Hk2等;而人参干预T1DM肾脏的差异基因数量为325个。其次,转录组学整合代谢组学关联分析,人参水提物可显著调节T2DM大鼠PPAR信号通路、氨基酸代谢和能量代谢途径中关键基因和代谢标志物的产生,发挥肾脏保护作用;而人参水提物主要参与T1DM肾脏氨基酸和脂质代谢的调节。利用RT-q PCR方法进一步验证其对T1DM肾脏代谢相关差异基因(B3galt2、Mogat2和Pipox)和炎症反应相关差异基因(Ilb、Il21r、Clec7a和Cd84)等m RNA表达具有显著回调作用。在基础上,综合转录组学结果发现,人参水提物对T2DM和T1DM共同调控的差异基因共有68个,主要包括TlrBaricitinib体内实验剂量7、Hk2、Clec5a和Mogat2等,共同调控的核心通路为TLR信号通路、NF-κB信号通路和趋化因子信号通路等驱动DN进展的炎症反应过程密切相关联,表明改善糖尿病大鼠肾脏炎症反应,可能是人参防治糖尿病鼠肾脏损伤进程。综上,本部分从基因水平阐明人参水提物防治糖尿病大鼠肾脏损伤的作用机制,初步明确可能TLR和NF-κB等炎症信号通路可能是人参水提物干预T1DM和T2DM肾脏损伤的共同关键机制。3.人参防治糖尿病肾脏损伤的网络药理学分析采用网络药理学方法,探究人参水提物干预糖尿病肾脏损伤进展的潜在药效成分与作用靶点。首先,基于网络药理学数据库筛选人参潜在活性成分及其靶点,共获得人参活性成分66个,成分相关靶点132个。生物信息学功能富集分析结果显示,人参成分靶点主要为膜蛋白复合物和转运复合体构成蛋白,并参与细胞间信号转导的正调控、炎症因子应答等生物过程Invertebrate immunity,与TLR信号通路、NOD样受体信号和胰岛素信号等KEGG通路相关联。其次,整合网络药理学与转录组学结果,分析发现人参水提物防治肾病损伤的差异基因和人参活性成分靶点信息,发现其共同富集于TLR信号通路和趋化因子信号通路等与炎症反应相关通路。在此基础上,利用分子对接方法,验证网络药理学分析中11种活性成分与TLRs、IL1B、TNF、PTGS2、IKBKB、JUN、PPARG和GSK3B等关键靶点间的相互作用。结果显示,人参活性成分Panaxadiol、Ginsenoside-Rh4和Frutinone A可与TLRs形成稳定构象,可能抑制其蛋白表达与活性,进而阻抑TLR/NF-κB信号通路的活化。综上,转录组学与网络药理学分析相关联,进一步明确人参及其活性成分能够通过TLRs/NF-κB通路介导的炎症反应,改善糖尿病肾脏损伤中炎症环境,发挥防治糖尿病肾脏损伤的作用机制。4.人参水提物对糖尿病肾脏损伤中TLR4/NF-κB/NLRP3通路调控作用的研究基于代谢组学、转录组学和网络药理学的结果,本部分采用western blot等分子生物学方法,验证人参水提物对两种糖尿病大鼠模型肾脏中TLR家族中关键差异基因和TLR4/NF-κB/NLRP3炎症通路的调控作用。结果证明,人参水提物可显著回调T1DM和T2DM引起的大鼠肾脏组织中TLR2、TLR4、TLR7和TLR9蛋白和m RNA的表达变化,并调节NLRP3炎性小体相关蛋白和m RNA表达,抑制炎性因子释放。同时,为进一步验证人参水提物对肾脏炎症反应的调节作用,本研究以巨噬细胞细胞系RAW264.7为研究对象,采用高糖条件处理巨噬细胞模拟体内糖尿病环境,考察不同浓度人参水提物对巨噬细胞增殖、活化及TLR4/NFκB/NLRP3通路的调节作用。结果表明,人参水提物对低糖条件和高糖条件下巨噬细胞活力无明显影响;而低浓度和高浓度的人参水提物均可显著抑制TLR4蛋白表达,与高糖引起的巨噬细胞NLRP3炎性小体相关蛋白NLRP3和ASC的过表达,阻抑NLRP3炎性小体活化,进而减少巨噬细胞中NLRP3炎性小体产物IL-18和IL-1β的分泌。本部分研究,利用体内糖尿病动物模型和高糖诱导的体外巨噬细胞模型,确证人参水提物能够抑制糖尿病肾脏中TLR4/NF-κB/NLRP3通路的活化,缓解糖尿病引发的肾脏炎症反应,进而防治糖尿病肾病损伤进展的作用机制。综上所述,本研究以人参水提物为研究对象,利用传统药理学评价方法,明确人参水提物对糖尿病大鼠肾脏损伤的保护作用;整合代谢组学、转录组学与网络药理学分析方法,从代谢-基因-活性成分多层面出发,系统揭示人参水提物防治糖尿病大鼠肾脏损伤的分子机制;同时,利用体内糖尿病动物模型和体外高糖诱导的巨噬细胞模型,阐明人参水提物通过抑制TLR4/NF-κB/NLRP3通路介导的炎症反应,防治糖尿病肾脏损伤进展的作用机制。本研究结合先进的分析技术手段,探讨中药的作用机制,为阐明人参水提物防治糖尿病肾脏损伤的作用机制提供理论依据,同时也为中药作用机制的系统研究提供了新的方法路线。