参附汤治疗心力衰竭的生物分子网络机制研究

The study of Biomolecular network focuses on the mechanism of complex disease from the perspective of molecular level and intercommunication between systems, which transforms the interaction of syndromes and drugs into interaction of molecular related to diseases and molecular related to drugs on the network target. Based on the previous research on the microRNA regulation of ShenFu Decoction on the cardiac myocyte in heart failure rats,which related to myocardial hypertrophy, myocardial apoptosis, myocardial fibrosis and myocardial energy metabolism, the study on the Biomolecular Network Taget of ShenFu Decoction will be carried out. The Gene Chip and the Proteomics study will be used to clarify the target genes and proteins of the ShenFu Decoction to the heart failure rats' models. Then, the relationship of the target genes, proteins and the signal pathways to the effective constituent of the ShenFu Decoction will be evaluated in some different pathological models of the cardiac myocyte in heart failure rats. The present study is aiming to clarify the target points and the Biomolecular network regulation mechanism of the ShenFu Decoction and the effective constituent to the cardiac myocyte in heart failure rats and provide some guidances to prescription compatibility and the development of new drugs in Chinese Medicine.

生物分子网络调控研究是从分子水平和系统间的相互联系对复杂性疾病进行机制研究，将病证与药物的相互作用转化为网络靶标上疾病相关分子与药物干预分子的相互作用。我们前期研究发现参附汤对心力衰竭大鼠血清中的microRNA的调控作用，涉及到了心肌肥大、心肌凋亡、心肌纤维化及心肌能量代谢等多个病理过程，据此我们拟从参附复方在生物分子网络作用靶点的角度出发，在动物整体水平，利用基因芯片技术和蛋白质组学技术对参附复方在心力衰竭大鼠心肌细胞的作用靶点进行筛选，同时在细胞水平评估参附复方的各个药效单体对心力衰竭病理模型的药效，研究其对胞内信号转导途径、相关基因及蛋白的作用关系，阐明参附复方及各个有效成分对心力衰竭大鼠心肌细胞的作用靶点及对分子网络调控机制，对中药组方的科学配伍及新药开发提供指导。

生物分子网络调控研究是从分子水平和系统间的相互联系对复杂性疾病进行机制研究，本课题试图阐明参附汤在治疗心力衰竭过程涉及的分子网络调控机制。. 课题以前期建立的心力衰竭大鼠模型及用药剂量为基础，在动物水平，利用iTRAQ和质谱技术、高通量测序技术、circRNA芯片技术对心肌组织蛋白质组、基因组及circRNAs表达谱进行检测，并使用western blot、qPCR技术对组间差异蛋白、基因等进行验证；在细胞水平，探索了SORBS2在参附汤治疗心肌肥大过程中的功能及涉及的信号分子；进一步对参附汤有效成分人参皂甙Rb1、乌头碱（AC）、新乌头碱（MC）对心肌重构过程中细胞凋亡、肥大及纤维化的相关机制进行了研究。. 结果显示：1、经参附汤干预后，3组共同出现的差异蛋白共96个，经分析发现差异蛋白主要与能量代谢相关，验证结果显示参附汤可以明显改变模型组中糖代谢相关蛋白Rab7l1、stat6、Eml1、Ndufa7和Eno1的表达。2、基因测序结果显示，参附组与模型组相比，36个基因表达上调，32个基因表达下调，对结果进行GO分析发现差异基因主要涉及细胞黏附、迁移及心肌收缩等。经荧光定量PCR和western-blot验证得出Caspase 8、Wnt9a、SORBS2、ANO9基因和蛋白在参附汤治疗后发生了逆转。3、circRNA芯片检测结果示，模型组与假手术组相比，29条circRNAs显著上调，34条circRNAs显著下调。通过TargetScan&miRanda预测软件circRNAs的可能靶标microRNAs，发现mmu_circRNA_010567的可能靶点miR-141具有调节血管内皮细胞ICAM-1表达的作用。4、参附汤可抑制心肌细胞肥大，而经SORBS2干扰后ERK蛋白活性增高，参附汤对肥大的逆转作用也被削弱，提示SORBS2有可能是通过调控ERK信号通路的活化而发挥抗肥大效应。5、人参有效单体Rb1可通过降低缺血缺氧损伤心肌细胞内ROS、线粒体膜电位，抑制线粒体内的cyt c向细胞质中的释放，提高Bcl-2/Bax的比例，抑制Caspase-3、9的酶活而减少细胞凋亡，从而保护心肌细胞功能。6、附子有效单体AC可抑制经Ang II诱导的心肌成纤维细胞内MEK、ERK活性，从而抑制纤维化通路激活，并可减少心肌成纤维细胞的增殖和转化。