蛇床子素对肺动脉高压的网络调控作用与机制研究

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive cardiovascular disease with high mortality,leading to right ventricular hypertrophy, right heart failure and death.Research shows that PI3K/Akt signal pathway,involved in pulmonary vasoconstriction and vascular remodeling,may be the new therapeutic target in hypoxia induced PAH.So far,single target drugs are difficult to treat complex disease-PAH,exploring the network targets and multi- target-drugs are needed.In previous research,we found that Osthole could decrease the mean pulmonary arterial pressure, ameliorate the right ventricular hypertrophy index,inhibit pulmomary vasoconstriction in human and rats,improve the hypoxia induced pulmonary vascular remodeling, may be the candidate drug in the therapy of PAH.Therefore, we copied PAH models and applied doppler,microRNA network biology technology to evaluate the effects of microRNAs-x-PI3K/Akt signal network in PAH, discuss the regulation role and mechanism of Osthole on microRNAs-x-PI3K/Akt network. Our research will provide new network targets and novel drug for PAH therapy.

肺动脉高压（PAH）导致右心肥大、衰竭甚至死亡，属高死亡率心血管疾病。研究表明PI3K/Akt信号转导通路参与缺氧致肺动脉收缩（PV）和肺血管重构（PVR），可能成为PAH治疗新靶点。目前单靶点药物已不能满足于PAH这类复杂疾病的治疗，因此探明PAH网络靶标，寻找多靶效应药物为当务之急。我们在前期研究中发现，天然产物蛇床子素(Osthole)能降低大鼠肺动脉压力，改善右心血流动力学指标，抑制人和大鼠PV，改善PVR，有可能成为治疗PAH的候选药物，但作用机制不明。因此，我们将复制大鼠PAH模型，采用多普勒、microRNA芯片等网络生物学技术，从基因-蛋白-细胞-组织四个层次，确定microRNAs-x-PI3K/Akt信号网络在PAH中的网络靶标作用，探明Osthole对该网络的调控作用及机制。本课题有望为PAH防治提供新靶标，并为PAH治疗药物提供新选择。

肺动脉高压（PAH）导致右心肥大、衰竭甚至死亡，属高死亡率心血管疾病。我们在前期研究中发现蛇床子素（Osthole） 通过激活内皮PI3K/Akt-eNOS-NO信号转导通路舒张人和大鼠离体肺动脉。本研究结果如下：1、心动超声图谱与HPLC结果明确独活70％乙醇提取物降低大鼠平均肺动脉压力，改善肺血管重构；其指纹图谱明确3种主要生物活性物质蛇床子素（Osthole，61.60%）、二氢欧山芹醇当归酸酯（11.20%）和异欧前胡素（1.90%）；其含药血清的16个化合物中Osthole含量最大。因而，Osthole为独活治疗肺动脉高压的药效物质基础。2、细胞实验研究结果明确Osthole通过调节PI3K/Akt/mTOR信号转导通路，抑制细胞周期蛋白PCNA、Cyclin A的表达，从而抑制缺氧导致大鼠肺动脉平滑肌细胞的增殖。3、ITRAQ蛋白组学研究明确Osthole主要通过调控Creatine kinase M-type，Major prion protein,Legumain等11个差异表达蛋白，28个的信号转导通路，3个能量蛋白网络干预PAH。4、Mouse & Rat miRNA OneArray® 芯片研究明确Osthole Osthole主要通过miR-21、miR-22、miR-375基因调控胰岛素受体信号（PI3K/Akt）通路干预PAH.5、UPLC-MS代谢组学结果明确Osthole下调西酞普兰醛, 上调环已基亚胺和橙皮素- 7-氧-葡萄糖苷等16个代谢产物干预PAH。肺动脉高压的发病最新机制为代谢重编和炎症反应。而Osthole能促进能量代谢酶的生成，上调气管炎和心血管治疗物质的合成，从而促进能量的合成，改善心肺功能。Osthole经由胰岛素信号通路（PI3K/Akt）、细胞色素P450信号通路、代谢信号通路、免疫信号通路、感染信号通路和心肌病等信号通路，受miR-21、miR-22、miR-375基因的调控，改善代谢重编，抑制炎症反应，改善PAH症状。本实验采用基因组学、蛋白组学、代谢组学方法，从基因-蛋白-细胞-组织四个层次，阐明Osthole对PAH的网络调控作用及机制，有望开发为治疗PAH新药。