目的:基于网络药理学探讨决明子治疗高脂血症的作用机制,并通过斑马鱼实验进行验证.方法:在中药分子机制生物信息学注释数据库(BATMAN-TCM)和中药系统药理学分析平台(TCMSP)检索并筛选决明子活性成分及相关靶点,通过GeneCards、DisGeNET、在线人类孟德尔遗传数据系统(OMIM)检索得到与高脂血症有关的靶点,利用Venny 2.1.0平台获得药物与疾病的共同靶点.使用Cytoscape3.8.2绘制决明子-活性成分-作用靶点网络图,采用String数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络图,将决明子-高脂血症共同靶点通过注释、可视化和集成发现数据库(DAVID)进行基因本体(GO)功能及京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析.根据网络药理学研究结果,推测橙黄决明素(AO)为决明子降血脂的有效作用成分,在此基础上进行斑马鱼实验验证.以蛋黄液高脂饮食诱导斑马鱼高脂血症模型,造模后给予AO干预,验证AO治疗高脂血症的效果及作用机制.首先进行AO对高脂血症斑马鱼的毒性实验,确定AO最大给药浓度;后续观察AO对高脂血症斑马鱼总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)含量及肝脏组织形态学的影响;采用实时荧光定量PCR检测核心靶点mRNA在高脂血症斑马鱼中的表达.结果:共获得包括AO在内的13个决明子活性成分,决明子作用于高脂血症的潜在靶点109个,包括核心靶点肿瘤坏死因子(TNF)、白介素(IL)-1β、前列腺素内过氧化物合酶2(PTGS2)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(CASP3)、过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(PPAR-γ)等,主要涉及IL-17信号通路、TNF信号通路、脂质和动脉粥样硬化相关作用通路等.斑马鱼验证实验结果显示:造模后斑马鱼出现明显的脂质聚积,AO可显著降低高脂血症斑马鱼组织中的TG、TC含量(P＜0.05,P＜0.01),减少肝脏组织内脂肪空泡和脂滴形成,并可显著下调核心靶点TNF-α、IL-1βmRNA表达(P＜0.01).结论:基于网络药理学获得了决明子治疗高脂血症的核心通路与靶点,并通过斑马鱼实验初步揭示AO对高脂血症的改善效果,其机制可能是通过TNF-α、IL-1β等核心靶点发挥治疗作用,旨在为后期研究AO在高脂血症中的临床应用提供参考依据.

目的:探讨同源盒家族中的人类同源盒C6(HOXC6)基因在前列腺癌中的表达情况及其对前列腺癌细胞增殖、侵袭和迁移能力的影响及机制.方法:应用基于基因表达水平值的交互式分析平台(GEPIA)数据库中关于HOXC6 研究的数据,对其在前列腺癌中的表达水平变化进行分析.采用GEPIA数据库分析HOXC6 表达水平与前列腺癌患者生存预后之间的关系.通过Western印迹检测HOXC6 蛋白在前列腺癌组织、正常前列腺组织及不同前列腺癌细胞株 DU-145、PC-3 以及正常人前列腺上皮细胞 RWPE-1 中的表达情况.在人前列腺癌细胞DU145、PC-3 和正常人前列腺上皮细胞RWPE-1 中,利用siRNA质粒稳定干扰HOXC6 基因表达,采用CCK8、平板克隆、划痕、Transwell侵袭实验检测HOXC6 基因对前列腺癌细胞增殖、迁移、侵袭能力的影响.通过GEPIA数据库分析Wnt抑癌因子分泌型卷曲相关蛋白 1(SFRP1)基因与 HOXC6 的相关性,采用 Western 印迹检测 HOXC6-siRNA转染后PC-3 细胞中HOXC6、SFRP1、Wnt及β-catenin蛋白表达.结果:HOXC6 在前列腺癌组织中的表达高于正常前列腺组织(P<0.01),在前列腺癌细胞中的表达高于正常前列腺上皮细胞(P<0.01).结合生物信息学分析,HOXC6 高表达的PCa患者比低表达的生存率低(P=0.011).siRNA组HOXC6 蛋白相对表达量、吸光度值、克隆形成数、侵袭细胞数低于阴性对照组,差异有统计学意义(P<0.05).通过GEPIA数据库发现SFRP1 高表达的前列腺癌患者预后较好,在体外实验中,前列腺癌PC-3 细胞系中,Western印迹分析Wnt及β-catenin蛋白的表达均上升,SFRP1 蛋白表达明显下降(P<0.05);与siRNA-NC、前列腺癌PC-3 相比,siRNA-HOXC6 转染组中的Wnt及β-catenin蛋白的表达均明显下降,SFRP1 蛋白表达上升(P<0.05).结论:HOXC6 在前列腺癌组织中高表达,并与前列腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭有关;HOXC6 通过抑制 SFRP1/Wnt/β-catenin信号通路从而促进前列腺癌DU145、PC-3 细胞的生长,HOXC6 有可能是临床治疗前列腺癌的潜在靶标.

目的:探索葛根素抑制膀胱癌(bladder cancer,BLCA)T24及5637细胞系的作用机制.方法:利用Cell Counting Kit-8(CCK-8)检测法证实葛根素抑制BLCA T24及5637细胞的能力.通过串联质谱标签(Tandem Mass Tags,TMT)技术获得差异表达蛋白列表,并进行功能富集分析.通过生物信息分析筛选关键蛋白并对其进行表达分析、生存分析和上游转录因子预测.分子对接及Western blotting实验用于上游转录因子的验证.结果:CCK-8检测结果显示葛根素对T24和5637细胞系的IC50分别为218 μmol·L-1和198 μmol·L-1.功能富集分析显示差异表达蛋白主要富集在细胞周期和DNA复制通路.筛选出的关键蛋白为CDK1、CCNB1和PLK1.CHEA3网站预测关键蛋白上游转录因子为着丝粒蛋A(centromere protein A,CENPA.分子对接显示葛根素与 CENPA 的结合能为-6.3 kcal·mol-1(1 cal=4.184 0 J),Western blotting显示葛根素可显著降低CENPA的表达.结论:葛根素可能通过抑制CENPA的表达来影响蛋白CCNB1和PLK1,从而调控BLCA细胞的细胞周期或DNA复制以抑制其增殖.

目的 本文旨在通过网络药理学和在线生物学分析,探究E7766治疗膀胱癌的作用靶点以及作用机制.方法 借助多个药物与疾病数据库,获得E7766和膀胱癌的相关靶点.利用Cytoscape软件,确定E7766治疗膀胱癌的核心靶点.通过David数据库对筛选出的靶点进行基因本体(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集通路分析.运用基因表达谱交互分析(GEPIA)数据库分析核心靶点在膀胱癌中的表达以及与患者预后的关系.用肿瘤免疫评估资源(TIMER)数据库对核心靶点基因进行免疫浸润分析.结果 获取了药物-疾病核心基因靶点:胱天蛋白酶3(CASP3)、基质金属蛋白酶9(MMP9)、西罗莫司靶蛋白(mTOR)、前列腺素内过氧化物合酶2(PTGS2)、丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1).KEGG富集分析结果表明细胞凋亡通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路等多个通路对膀胱癌产生治疗作用.GEPIA数据库分析发现MMP9在膀胱癌组织中高表达,PTGS2低表达,差异有统计学意义(P＜0.05);MAPK1表达水平与预后呈负相关,MAPK表达越低,患者的预后越好(P＜0.05).TIMER肿瘤免疫数据库发现了核心靶点与多种免疫细胞的浸润水平密切相关,在树突细胞和CD8+T细胞的浸润中起重要作用.结论 E7766通过CASP3、MMP9、mTOR、PTGS2、MAPK1等多个靶点及细胞凋亡、TNF信号通路等多条通路影响膀胱癌细胞的凋亡、炎症等生物学过程.

目的 基于网络药理学和动物实验探讨达原饮治疗幽门螺杆菌(Hp)阳性口周痤疮的作用机制.方法 通过TCMSP获取达原饮的有效活性成分及其对应靶点,从GeneCards、OMIM、TTD数据库检索Hp和口周痤疮靶点,取药物与疾病的交集靶点作为达原饮治疗Hp阳性口周痤疮靶点,采用Cytoscape3.7.2及STRING数据库构建交集靶点蛋白相互作用网络,筛选核心靶点,利用DAVID数据库与微生信平台对核心靶点进行GO和KEGG通路富集分析.采用Hp菌液灌服和痤疮丙酸杆菌混悬液皮内注射建立Hp阳性口周痤疮大鼠模型,观察达原饮干预效果,并对核心靶点及相关通路进行初步验证.HE染色观察口周皮肤及胃组织形态,ELISA检测大鼠口周皮肤组织Toll样受体4(TLR4)、髓样分化因子88(MyD88)、核因子-κB(NF-κB)表达及血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)含量.结果 筛选出达原饮活性成分145个,对应靶点253个,药物与疾病交集靶点57个,达原饮治疗Hp阳性口周痤疮核心靶点为IL6、TNF、IL1B、AKT1、TP53等,KEGG通路富集分析得到153条信号通路,主要涉及癌症信号通路、脂质与动脉粥样硬化、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、TLR信号通路、TNF信号通路等.达原饮能够下调Hp阳性口周痤疮大鼠口周皮肤组织TLR4、MyD88、NF-κB表达及血清TNF-α、IL-6含量(P<0.01).结论 达原饮可能通过调控TLR4/NF-κB信号通路,降低炎症因子TNF-α、IL-6水平,减轻口周皮肤的炎症损伤,发挥对Hp阳性口周痤疮的治疗作用.

目的:通过生物信息学方法,揭示肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)的异质性,探讨铁死亡相关基因与HCC肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)的关系,并构建基于铁死亡相关基因的预后模型,为预防HCC患者复发提供新的思路.方法:基于TCGA数据库和NODE数据库,利用非负矩阵分解聚类分析鉴定分子亚型,通过ESTIMATE算法和CIBERSORT算法用于构建免疫评分,利用Cox回归进行拟合风险评估模型并计算风险得分,并基于风险得分及临床信息构建列线图,利用体外实验验证mRNA的表达水平.结果:HCC的异质性体现为两种不同铁死亡相关的免疫分子亚型,其免疫评分差异显著(P＜0.001).筛选出G6PD、KIF20A、RRM2和TXN四个最佳候选铁死亡相关基因,并进行拟合构建风险评估模型,列线图对HCC患者的复发具有良好的预测能力.体外实验提示四个最佳候选基因均在人肝癌细胞表达水平增高(P＜0.05).结论:HCC可分为两种分子亚型,分子亚型与HCC的复发有关,铁死亡在TME中可能起着关键作用.四个铁死亡相关基因可能是预防HCC复发的潜在因素,预后模型对HCC复发有一定的预测价值.

为探究独脚金内酯抑制剂Tis108对天麻生长的影响,该研究采用10 μmol·L-1的Tis108溶液处理白麻块茎,对块茎的内源激素赤霉素(GA)含量进行测定,通过RT-PCR技术克隆GA失活关键酶GeCYP714A1基因,借助ExPASy、SWISS-MODEL、MEGA 等软件对该基因进行生物信息学分析,并测定其在天麻不同组织部位的表达水平.结果显示,Tis108处理后天麻块茎的GA含量显著升高,GA失活关键酶GeCYP714A1的转录水平显著降低.GeCYP714A 1基因的编码区全长1 173 bp,编码390个氨基酸,蛋白的相对分子质量为44.85 kDa,理论等电点为9.83,不稳定系数为49.20,脂肪系数为89.03,总平均亲水指数平均值为-0.235,属于碱性亲水性不稳定蛋白;且GeCYP714A1蛋白定位于线粒体,无信号肽,不具有跨膜结构.系统进化树分析显示,GeCYP714A1与铁皮石斛DcCYP714C2(PKU78454.1)蛋白亲缘关系最近,序列一致性达67.25％.利用qRT-PCR技术分析天麻GeCYP714A1基因的表达模式,结果显示在天麻块茎中GeCYP714A1转录水平最高,其次是茎和花序.该研究表明Tis108可抑制天麻块茎中GA失活酶GeCYP714A1的转录水平,提高GA的积累量,影响天麻块茎生长,为进一步揭示独脚金内酯调控天麻GA信号和块茎发育奠定基础.

AP2转录因子属于AP2/ERF超家族,参与调节植物生长发育的各种生物学过程,以及对生物和非生物胁迫的响应.然而,关于紫苏(Perilla frutescens)AP2转录因子家族的研究未见报道.在本研究中,从紫苏基因组中鉴定到18个AP2家族成员,使用生物信息学方法分析了基因结构、保守基序和顺式作用元件.WRINKLED 1(WRI1)是许多植物物种中脂质生物合成的关键调节因子,在油脂合成过程中发挥重要调控作用.通过序列比对发现其中1个成员与AtWRI1序列高度同源,含有2个保守的AP2结构域,命名为PfWRI1.结合转录物组数据分析了 PfAP2家族基因在紫苏不同组织和种子发育不同阶段的表达水平,结果表明,PfWRI1仅在紫苏种子中高表达,暗示Pf-WRI1 可能与种子的发育过程有关.进而构建植物过表达载体pCAMBIA1303-PfWRI1,通过农杆菌侵染技术转化野生型(Col)以及突变体(wri1-1)拟南芥,分别获得过表达和回补株系.结果表明,相比于Col,PfWRI1的表达导致拟南芥种子含油率提高了 8.90％～13.57％,并促进转基因拟南芥种子中油酸(C18:1)和亚油酸(18:2)的积累,减少棕榈酸(C16:0)、花生酸(C20:0)和花生一烯酸(C20:1)的积累.此外,外源PfWRI1基因的表达增加了糖酵解和脂肪酸生物合成相关基因At-PKP-α、AtPKP-β1、AtBCCP2、AtSUS2和AtLIP1的表达.综上所述,PfWRI1可能通过与上述基因互作,增加不饱和脂肪酸含量来促进油脂积累.

肺表面活性物质有助于维持肺泡结构,促进呼吸作用和对氧的吸收及利用,磷脂酰胆碱为肺表面活性物质磷脂主要成分.为进一步研究高原动物对低氧环境的适应机制,本文以青藏高原特有物种高原鼢鼠(Eospalax baileyi)和高原鼠兔(Ochotona curzoniae)为研究对象,应用生物信息学方法对编码磷脂酰胆碱合成途径中关键酶胆碱激酶基因Chok-α和Chok-β、磷酸胆碱胞苷转移酶基因Pcyt-α和Pcyt-β以及胆碱磷酸转移酶基因Cpt的序列进行进化分析,并以SD大鼠(Rattus norvegicus)为对照,测定了这些基因在肺组织中的mRNA表达水平.生物信息学结果表明,Chok-α、Chok-β、Pcyt-α、Pcyt-β和Cpt基因序列高原鼢鼠与以色列鼹鼠(Nannospalax galili)的同源性最高,高原鼠兔与北美鼠兔(O.princeps)的同源性最高,均高达90％以上;高原鼢鼠Cpt与以色列鼹鼠,高原鼠兔Chok-β、Pcyt-β和Cpt与北美鼠兔有平行进化位点.选择压力分析表明,高原鼢鼠Chok-α亚基第4位的赖氨酸、第5位点的苯丙氨酸和第10位的谷氨酸,高原鼠兔Chok-β亚基第4位蛋氨酸,高原鼢鼠Cpt第163位谷氨酸,这些位点均存在显著差异(P＜0.05);SIFT评估结果发现,高原鼠兔的Chok-β亚基中第212位氨基酸变异位点和Pcyt-β亚基第18位氨基酸变异位点对其功能有显著影响(P＜0.05).mRNA表达水平分析结果表明,高原鼢鼠Chok-α和Chok-βmRNA表达水平均显著高于高原鼠兔与SD大鼠(P＜0.01),高原鼠兔Chok-β mRNA表达水平显著高于SD大鼠(P＜0.05);SD大鼠Pcyt-α、Pcyt-β和Cpt mRNA表达水平显著高于高原鼠兔和高原鼢鼠(P＜0.01),而高原鼠兔与高原鼢鼠间无差异(P＞0.05).以上结果表明,与SD大鼠相比,高原鼢鼠和高原鼠兔磷脂酰胆碱合成途径中关键酶氨基酸变异和基因表达水平的差异以及两种高原动物的生理适应,更利于它们在高寒低氧的独特环境中获取氧并利用氧,从而促进呼吸作用,以加强能量代谢并适应低氧环境.

为科学评估黄河鮈(Gobio huanghensis)种质资源状况,进一步加强其种质资源保护工作,本研究在连续3年开展黄河宁夏段资源调查的基础上,同期定点采集青铜峡坝上南长滩村、余丁乡和坝下梅家湾村、月牙湖乡、红崖子乡等5个不同地理群体样本,基于线粒体cox1基因序列及生物信息学分析探讨其遗传多样性和系统发育关系.研究结果表明,在长度为1 428 bp的cox1基因序列区域共检测到162个多态位点,界定了26个单倍型;5个群体中除南长滩群体具有"低Hd低Pi"(Hd:0.468;Pi:0.000 62)特点外,其余群体均呈现出"高Hd 高Pi"(Hd:0.721～0.840;Pi:0.009 18～0.035 88)的分布特点,且青铜峡坝上与坝下群体间具有显著的遗传分化(P＜0.05),尤其南长滩、余丁乡2个群体与月牙湖群体达到了种群分化水平;系统发育分析显示黄河鮈与蛇鮈(Saurogobio dabryi)亲缘关系最近.综上所述,结合历年资源调查结果推测,黄河鮈因青铜峡大坝形成了明显的种群地理阻隔,因此建议将黄河鮈划分为青铜峡坝上与坝下2个地理种群,在加强原地保护的基础上,通过人工繁育、增殖放流等人工干预措施,促进坝上、坝下种质资源基因交流,以有效恢复和保护黄河鮈这一珍贵种质资源.