摘要:目的基于网络药理学和生物信息学方法探讨丹参(SM)通过干预Müller细胞(MC)特征性基因和关键蛋白表达治疗视网膜色素变性(RP)的分子机制。方法运用中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)检索、筛选SM的入血活性成分和作用靶点;通过GEO数据库获取正常和RP小鼠MC差异表达基因;通过疾病数据库检索RP相关的基因靶点;采用Cytoscape构建MC差异表达基因和疾病靶点、成分靶点的蛋白质-蛋白质交互作用网络并提取交集;运用DAVID数据库对特征性基因进行基因本体和KEGG通路分析;采用cytoHubba分析筛选关键蛋白靶点。结果检索得到与SM相关的化学成分个,依据ADME参数筛得活性成分65个,其中入血活性成分13个,进一步检索配对得到这些成分可能作用的靶点个;从芯片数据中分析得到正常和RP小鼠MC中差异表达基因个;从疾病数据库获得与RP密切相关的靶点个;提取交集得到85个SM影响RP病理过程MC的特征性基因;这些基因主要涉及转录调控、凋亡信号通路调控、DNA核内复制调节等生物学过程,分子功能主要包括转录辅激活子活性、蛋白激酶活性、核心启动子结合等,富集于细胞核、核质、转录因子复合物、Rb-E2F复合体等区域,主要与剪接体信号通路、肌动蛋白细胞骨架调控信号途径、细胞周期调控通路等有关;分析筛选出SM干预RP病理过程MC中的8个关键蛋白靶点。结论SM药效作用的物质基础为隐丹参酮、木犀草素、丹参酮IIA等13个化学成分;其所干预的RP病理过程MC特征性基因与剪接体信号通路、肌动蛋白细胞骨架调控信号途径、细胞周期调控通路等机制相关,关键靶点包括RB1、E2F1、TFDP1等8个蛋白。
视网膜色素变性(retinitispigmentosa,RP)是一组以视网膜光感受器(视锥细胞和视杆细胞)退化及视网膜色素上皮功能丧失为主要特征的进行性可致盲遗传性眼底疾病。其主要临床症状表现为进行性视野缺损、夜盲、视神经乳头蜡黄或苍白、赤道部或后极部出现骨细胞样色素沉着、视网膜电流图明显异常或无波形等[1]。RP通常为双眼发病,多起病于青少年时期,30~40岁症状明显加重,40~50岁时可见显著视力损害甚至全盲[2]。
RP在世界范围内的发病率为1∶~1∶,平均发病率接近1∶,我国的发病率为1∶。全球约有万RP患者,其中我国患病人数约为75万,受累家庭的直系成员数量近万。RP的发病机制十分复杂,在遗传和表型上都具有明显的异质性,尽管目前已经发现了一些与RP有关的致病基因,但在已鉴定的致病基因中,只能解释5%左右的原发性视网膜色素变性(primaryretinitispigmentosa,PRP)和60%左右的家族遗传型视网膜色素变性(familialretinitispigmentosa,FRP),仍有很多未知的致病基因未被识别[3]。
RP至今尚无有效的预防和治愈方法。Müller细胞(MC)是存在于哺乳动物视网膜中最主要的神经胶质细胞,几乎贯穿于整个视网膜,同时具备星形胶质细胞和少突胶质细胞的功能特性。MC对视网膜正常生理功能的发挥和病理反应的产生均具有极其重要的作用。近年研究表明,MC具有神经干细胞特性,当视网膜损伤后,MC通过增殖、分化成为视网膜神经元,可促进视网膜修复[4]。通过分子生物学、高通量测序等方法探讨MC在RP发生发展过程中特征性基因的改变,阐明其作用机制,通过延缓或逆转其结构功能异常改变以防治RP是当前眼科疾病领域研究的热点。
RP的中医学病名为“高风内障”,本课题组前期大量临床实践表明,RP的病理机制为虚中夹瘀,在RP病变过程中自始至终存在血瘀的病理改变,中医药治疗RP应以补虚活血为基本原则[5]。丹参SalviamiltiorrhizaBge.具有活血祛瘀、通经止痛、清心除烦、凉血消痈的功效[6],是临床治疗RP的常用药和代表药,具有良好的临床疗效,但其作用的分子机制不甚明确,相关研究亦较少。本研究通过提取NCBI(NationalCenterforBiotechnology)基因表达综合数据库(GeneExpressionOmnibus,GEO,
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