基于miRNA和比较蛋白质组学联合研究参志苓片（开心散方）治疗抑郁症的分子调控网络

Our previous study shows that the traditional Kai-xin San exhibits anti-depression effect by interacting with multiple targets in the molecular pathway of depression. Its tablet formulation Shenzhiling exhibits high efficacy in the clinical treatment of patients with mild to moderate depression. We have demonstrated that the expression levels of several plasma miRNAs vary greatly after the treatment. Moreover, we have identified target miRNAs and predicted the related genes. In this proposal, based on the most recent advances in the study of miRNA in depression patients and preclinical and clinical investigation, we plan to analyze and identify the differentially expressed miRNAs and proteins in depression patients before and after Shenzhiling treatment. System biology techniques of proteomics and transcriptomics will be utilized. The miRNA-mRNA-protein networks and regulation axis related to the pathogenesis of depression and the treatment effect of Shenzhiling will be constructed and further investigated on the cellular and body levels. Based on these results, the molecular networks involved in the anti-depression activity of Shenzhiling will be described in the aspects of gene transcription and translation.

课题组前期研究表明，经典古方开心散通过多靶点调控抑郁相关分子通路发挥抗抑郁作用，其成药制剂参志苓片在治疗轻/中度抑郁症临床试验中表现出明显的治疗优势，发现参志苓治疗后抑郁症患者血浆中多个miRNAs的表达水平发生显著变化，并进一步筛选目标miRNA及预测了相关靶基因。本项目结合miRNA转录后调控参与抑郁症发生发展进程的最新研究进展，在前期抗抑郁临床及临床前研究成果的基础上，拟基于蛋白质组学和miRNA转录组学多组学联合的系统生物学研究方法，筛选参志苓治疗前后抑郁症患者血浆中差异表达的miRNAs及蛋白质，并对差异miRNAs和蛋白进行生物信息学分析及验证；建立与抑郁症发病机制及参志苓抗抑郁相关的miRNAs-mRNA-蛋白质调控轴/网络，并在细胞水平和动物水平进行验证和深入的生物学功能研究；综合上述研究结果，最终在转录后及翻译后多个层面系统阐释参志苓抗抑郁的分子网络。

本项目基于RCT临床研究的血液样本开展了参志苓片（开心散方）的转录后调控和蛋白质组学研究。筛选并验证了来自健康受试者、抑郁症患者和参志苓治疗显效者相关的差异miRNAs，共有45个miRNAs表达差异显著，其中17个上调，28个下调，既可能是抑郁症发病的生物标记物，又可能是参志苓抗抑郁的作用靶标。miR-1281、miR-2861、miR-940和miR-1202这4个miRNA参与了调控的与抑郁及认知相关的核心功能和重要通路；而miR-1281 （初步进行的生物学功能研究表明ADCY1与DVL1均为miRNA-1281的靶基因）作为一种新的可能与参志苓抗抑郁作用相关的miRNA，具有深入研究的价值。.在健康受试者、抑郁症患者和参志苓治疗显效者血清样本中的差异表达的蛋白质中共鉴定出878种蛋白质，抑郁患者组有31种蛋白质呈显著性差异，其中12种蛋白质（8种上调，4种下调）在参志苓给药8周后逆转；对7种候选蛋白质进行扩大血清样本验证，抑郁组的SERPINA1（具有蛋白酶抑制作用的急性时相反应蛋白）、VWF（血小板黏附与聚集起重要作用的糖蛋白）、APOC3（脂质代谢相关载脂蛋白）的表达显著高于健康组，参志苓治疗后显著下调；与免疫系统相关的差异蛋白α2巨球蛋白（A2M）是广谱蛋白酶抑制剂，其表达在抑郁组下调，参志苓治疗后上调。提示这4种蛋白质可能作为抑郁状态和SZL抗抑郁作用的生物标记物，其主要功能涉及内皮损伤血小板活化（VWF，SERPINA1），炎症免疫反应（A2M）和脂质代谢（APOC3）。.初步的脂质代谢组学研究发现APOE既与APOB、APOC、CALR、HSP90B1、APP、KNG1、CLU、SERPINA1、PON1、APOA、ABCA1之间存在互作，也与炎症因子IL-6的表达密切相关；HMDB07995、HMDB07996、HMDB13420和HMDB11281四个差异代谢物，对抑郁患者组和参志苓治疗显效组均有较高的灵敏度和特异性，提示可能是潜在的抑郁症生物标记物，也是参志苓治疗抑郁症可能的调控靶点。.本研究的完成发现了抑郁症病潜在的生物标记物和参志苓抗抑郁作用的靶标，并首次报道了开心散对抑郁患者的脂质代谢紊乱和血小板活化具有显著的调控作用以及参与了相关的免疫应答，其结果和发现具有新见解和原创性。为基于临床疗效阐明经典中药复方的分子机制提供了良好范例。