基于periostin基因互作网络的抗心肌纤维化中药成分筛选及靶标识别

基本信息
批准号:81703945
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:李鹏
学科分类:
依托单位:山西农业大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张武霞,陈畅,郭文锋,咸婧,李功辉,谈美霞,张宇婷
关键词:
心肌纤维化骨膜蛋白基因相互作用网络中西医结合研究新技术和新方法中药活性成分
结项摘要

Anti-cardiac fibrosis is one of the key therapeutic strategies for the treatment of various cardiovascular diseases. Therefore, development of drugs targeting cardiac fibrosis is promising. It has been proved that many herbal medicines display definite therapeutic effects on preventing cardiac fibrosis. However, there are very few studies that systemically explore the underlying effective ingredients and their corresponding targets. In this research, we aim to build an integrated model for systematic pursuit of anti-cardiac fibrosis compounds and their targets based on a tissue-specific molecular network. Firstly, we develop a heart-specific periostin-based functional gene interaction network using a data-driven Bayesian methodology that integrates thousands of diverse experiments spanning tissue and disease states. Secondly, data mining technology is used to collect potential medical herbs against cardiac fibrosis in the literature. Then, these potential herbs are investigated using a mouse model with cardiac fibrosis induced by myocardial infarction. Thirdly, PCR array is applied to determine mRNA expression changes of all genes in the periostin-based gene networks affected by anti-cardiac fibrosis herbs. And then, a gene expression inference method is used to predict the pharmacological target space of anti-cardiac fibrosis herbs. Finally, three ligand-target interaction prediction methods are integrated to discern the binding ability between chemical ingredients of anti-cardiac fibrosis herbs and the pharmacological target space. Then, a network convergence method is used to integrate compound-target dataset and periostin-based gene network to build a compound-target-effect network. Those key compound–target pairs are extracted by analysis of the compound-target-effect network. Biochemical and cell experiments are used to investigate the interaction of these key compound–target pairs and the change of downstream pathways. This strategy integrating different types of technologies is expected to help create new opportunities for development of drugs targeting cardiac fibrosis.

抗心肌纤维化是改善各种心血管疾病的关键治疗策略之一,但其药物研发以针对相关靶标的零散研究为主,缺乏系统性。本项目以抗心肌纤维化的中药为研究对象,探索基于组织特异性病理分子网络的抗心肌纤维化中药成分筛选研究新模式。利用数据驱动的贝叶斯方法构建心脏组织特异性periostin基因相互作用网络;采用数据挖掘在文献中收集抗心肌纤维化潜在中药,以小鼠心梗后心肌纤维化为模型,筛选得到抗心肌纤维化中药;利用PCR列阵测定中药对periostin基因网络表达谱的影响,结合基因表达推演法预测靶标;联合配体-靶标相互作用预测方法识别中药成分和靶标之间的直接结合能力,利用网络融合方法融合成分-靶标数据集与periostin基因网络建立成分-靶标-效应网络,通过网络分析挑选关键成分-靶标组合,进行后续实验验证。本项目的完成有望识别一批抗心肌纤维化中药成分及靶标,建立一套适宜于中药抗心肌纤维化活性成分筛选的新方法。

项目摘要

以心肌纤维化为特征的心脏组织异常重构是多种心血管疾病发展到一定阶段的核心病理改变,是心功能及恶性心血管事件的重要病理基础。因此,抑制甚至逆转心肌纤维化过程,已经成为治疗心血管疾病的重要途径之一。在临床实践工作中,中西医在抗心肌纤维化领域均取得了明确的疗效,但目前成果仍不能满足临床需要,大部分靶向心肌纤维化的药物在临床转化中均遇到一定的困难。本项目提出抗心肌纤维化药物筛选的新思路,该思路以中药为研究对象,围绕心肌纤维化强效标志物periostin,建立组织特异性病理分子网络,并以此为基础筛选抗心肌纤维化中药效应成分。①成功构建心肌纤维化的多重分子网络,包括以periostin基因为核心的心肌纤维化功能网络,心脏组织特异的以periostin基因为中心的PPI(protein-proteininteraction)网络和心脏组织特异的以periostin基因为中心的基因共表达网络。这些网络作为标签,代表心肌纤维化病理过程,用于抗心肌纤维化药物的筛选和病理机制研究;②建立两种适用于中药的靶标预测方法:转录谱推演法和中药-靶标相互作用网络(HTINet)方法,从中药标签数据包括转录组、化学成分、中药症状等数据出发,可高效预测中药的效应靶标;③鉴于炎性免疫过程和心肌纤维化的紧密联系,我们从304份免疫细胞状态变化的转录谱中捕获了608个免疫标签(signatures)代表炎性免疫过程。通过该标签数据,成功发现一批中药和中药单体可通过改善炎性免疫治疗心肌纤维化;④在上述方法的基础上,成功建立了潜在抗心肌纤维化中药及其效应成分库,已成功识别了34个潜在抗心肌纤维化中药及其效应成分,实验验证了中药复方芪参颗粒和3个中药单体红景天甙、连翘苷、五味子酯甲的抗心肌纤维化效应。本项目的研究成果在抗心肌纤维化药物发现领域具有重要意义和应用价值,有望开发成为潜在的抗心肌纤维化药物,为预防和治疗心肌纤维化开辟新的路径,为临床选择有效的治疗手段提供重要的科学依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

跨社交网络用户对齐技术综述

跨社交网络用户对齐技术综述

DOI:10.12198/j.issn.1673 − 159X.3895
发表时间:2021
3

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
4

卫生系统韧性研究概况及其展望

卫生系统韧性研究概况及其展望

DOI:10.16506/j.1009-6639.2018.11.016
发表时间:2018
5

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

DOI:
发表时间:2015

李鹏的其他基金

批准号:61403407
批准年份:2014
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21606210
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81501158
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11026130
批准年份:2010
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:51605075
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21875189
批准年份:2018
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:41301090
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30960042
批准年份:2009
资助金额:21.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81272329
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51203186
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71401133
批准年份:2014
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11774289
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:41075115
批准年份:2010
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:41501146
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30900183
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61364024
批准年份:2013
资助金额:47.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51309026
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61403204
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51875431
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21571001
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61763049
批准年份:2017
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61672296
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:61602517
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61601348
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31000954
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81472596
批准年份:2014
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:51405257
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31901846
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81260517
批准年份:2012
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11701059
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41571472
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11074177
批准年份:2010
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:41471226
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:51365012
批准年份:2013
资助金额:52.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11704105
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81571842
批准年份:2015
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:51909040
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39570272
批准年份:1995
资助金额:9.00
项目类别:面上项目
批准号:10947205
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:专项基金项目
批准号:21203192
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:38770184
批准年份:1987
资助金额:3.00
项目类别:面上项目
批准号:41761111
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61204108
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61501244
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41806108
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81071974
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:21201001
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61402466
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30901458
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61475143
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:41361107
批准年份:2013
资助金额:46.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51909250
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51805008
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31160065
批准年份:2011
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51475348
批准年份:2014
资助金额:86.00
项目类别:面上项目
批准号:30960470
批准年份:2009
资助金额:24.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:71703082
批准年份:2017
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61601263
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51207100
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50977029
批准年份:2009
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:81874312
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:31200942
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61103149
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71401064
批准年份:2014
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81760883
批准年份:2017
资助金额:34.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11047155
批准年份:2010
资助金额:4.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11404285
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81400315
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51001104
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11147606
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51577068
批准年份:2015
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:81673098
批准年份:2016
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:51403173
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81301098
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11247610
批准年份:2012
资助金额:20.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51577127
批准年份:2015
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:51779204
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61604048
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31500461
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61877037
批准年份:2018
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:51902049
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51408331
批准年份:2014
资助金额:10.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61502359
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91850118
批准年份:2018
资助金额:80.00
项目类别:重大研究计划
批准号:30600469
批准年份:2006
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61602173
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81000860
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81570507
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81700143
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31872538
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:51207007
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21673237
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81202560
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11905210
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11302183
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41901117
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31671158
批准年份:2016
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:11801383
批准年份:2018
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31900061
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11604187
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51704202
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81172589
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81700975
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39070365
批准年份:1990
资助金额:4.00
项目类别:面上项目
批准号:51505055
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51804356
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41071182
批准年份:2010
资助金额:39.00
项目类别:面上项目
批准号:11404262
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11402187
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31300872
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51775306
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

小麦TaLr19TLP1基因抗叶锈病功能鉴定及互作蛋白的筛选

批准号:31501623
批准年份:2015
负责人:王海燕
学科分类:C1401
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于异质网络的中药复方多成分多靶标协同组合方法研究

批准号:81303152
批准年份:2013
负责人:卢朋
学科分类:H3303
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于分子互作网络的癌症驱动突变识别方法研究

批准号:61702396
批准年份:2017
负责人:黄晓太
学科分类:F0213
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
4

中药苦参中肝脏细胞膜结合成分的筛选及其靶标鉴定研究

批准号:81202496
批准年份:2012
负责人:曹岩
学科分类:H3410
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目