温阳益气活血解毒法抗心肌纤维化的分子网络调控机制研究

Qishenkeli has definite therapeutic effects on reversing cardiac fibrosis. This research is to systematically explore the underlying molecular network regulatory mechanism of the efficacy and how the principles of warming yang, tonifying qi, promoting blood circulation and detoxication work on cardiac fibrosis. Integrated bioinformatics techniques such as RNA-SEQ, co-expression analysis, network fusion et al. are applied to build a multilevel molecular network of anti-cardiac fibrosis of herbs,, which contains different dimensions of “gene-transcription (mRNA、miRNA、lncRNA)-protein” levels. And then, a forecast of qishenkeli’s direct drug targets will be predicted based on large-scale direct target prediction technology ADME/T, integrating with entity grammar system network and demonstration technology. Then multidimensional efficacy molecular regulation networks of anti-myocardial fibrosis were established from mRNA-miRNA-lncRNA to protein levels by using known effective proteins as probes, and critical node modular were screening based on network topology and mode functional analysis. After that, the main active ingredients and potential targets are validated by get/lose molecular biology experiments both in vivo and in vitro. And finally revealing the molecular network regulatory mechanism and substantial base of qishenkeli, on reversing cardiac fibrosis by the method of warming yang, tonifying qi, promoting blood circulation and detoxication, thus to provide scientific evidence for setting up novel strategies, therapeutic principles and methods to improve the clinical anti-cardiac fibrosis efficacy for Chinese medicine.

本课题以抗心肌纤维化具有确切作用的芪参颗粒为研究对象，深入研究温阳益气活血解毒法防治心肌纤维化的分子网络调控机制。采用基于RNA-SEQ测序，基于共表达分析、网络融合等生物信息学技术，构建中药干预心肌纤维化的mRNA-miRNA-lncRNA多层面药效实体网络；利用基于ADME/t和WES的大规模直接靶标预测技术，结合实体语法系统的网络推理与实证技术，预测芪参颗粒的直接药靶；以已知效应蛋白为探针，构建抗心肌纤维化mRNA-miRNA-lncRNA-蛋白多维度药效分子调控网络，并以网络拓扑结构为基础进行功能模块化分析与关键节点筛选；最终通过功能获得/缺失实验验证主要有效成分与主要靶标，进而揭示温阳益气活血解毒法防治心肌纤维化的分子网络调控机制和效应物质基础，为提高中医抗心肌纤维化的临床疗效建立新策略、新治法、新手段提供科学依据。

心衰是指由于心脏的收缩和（或）舒张功能发生障碍，是心脏疾病发展的终末阶段。心肌纤维化被认为是不可逆心衰终末发展阶段的特征病理过程。由于心衰心肌纤维化的病理机制复杂，其在转录调控层面的机制尚未揭示。不同层面的lncRNA-microRNA-mRNA也会影响心肌纤维化进程，也是心衰的潜在治疗靶标。目前临床缺乏确有疗效的治疗药物，并且已知的治疗靶点，临床可用药物缺少；单靶点的药物作用疗效不明显；未知治疗靶点尚未完全揭示。.本课题以抗心肌纤维化具有确切作用的芪参颗粒为研究对象，深入研究了温阳益气活血解毒法防治心肌纤维化的分子网络调控机制。采用基于RNA-SEQ测序，基于共表达分析、网络融合等生物信息学技术，构建了中药干预心肌纤维化的mRNA-miRNA-lncRNA多层面药效实体网络，结果显示差异显著的miRNA, lncRNA主要集中在能量代谢和细胞外基质环境方面的调控方面，成为芪参颗粒潜在的作用靶点；利用基于ADME/t和WES的大规模直接靶标预测技术，结合实体语法系统的网络推理与实证技术，预测出了芪参颗粒的直接药靶，共获得与心力衰竭相关的靶点14个，其中芪参颗粒中丹参的靶点数占全方治疗心力衰竭总靶点数的57.14%；以已知效应蛋白为探针，成功构建了抗心肌纤维化mRNA-miRNA-lncRNA-蛋白多维度药效分子调控网络；并以网络拓扑结构为基础进行功能模块化分析与关键节点的筛选，共筛选出29个抗心肌纤维化的具体活性成分，构建了成分-靶点-疾病网络；最终通过功能获得/缺失实验验证主要有效成分与主要靶标，进而揭示温阳益气活血解毒法防治心肌纤维化的分子网络调控机制和效应物质基础，本研究为提高中医抗心肌纤维化的临床疗效建立新策略、新治法、新手段提供科学依据。.本课题共发表论文38篇，其中SCI论文22篇；累计影响因子 74.366；JCR 1区杂志共13篇；他引244次。培养已毕业博士研究生3名，已毕业硕士生1名。依托本课题，课题负责人王伟入选国家中医药领军人才支持计划(岐黄学者)，吴阶平医药创新奖获得者，国际欧亚科学院院士。获2018年国家科技进步二等奖。课题组成员也入选多项人才项目。