基于RNA-Seq和iTRAQ技术的蒙药苏格木勒-3汤治疗 “乌那德格额布秦”病机制研究

Mongolian medicine disease “Wunade gebuqin” severely impairs human health and generally can’t be cured effectively in clinic. Long term treatment for it with chemicals will bring severe adverse effects. A great quantity of experimental studies on the effects of Mongolian medicine sugmel-3 decoction indicated that it can cure Mongolian medicine disease “Wunade gebuqin” with less adverse reaction. However, the specific mechanisms are not clear. Learning from the new technologies for researching traditional Chinese compound preparations and based on previous clinical observations and experimental studies, we plan to measure the content of neurotransmitter by LC-MS/MS method through PTZ-induced rat “Wunade gebuqin” model in this project, explore the molecular mechanisms of sugmel-3 in treating “Wunade gebuqin” disease from gene and protein levels using RNA-Seq and iTRAQ technologies respectively, apply bioinformatics software for interaction analysis of the results obtained, and verify the analysis results by modern molecular biological technique, thus to explore the correlation of sugmel-3 in intervention of network regulatory mechanism and neurotransmitter release, and the effect mechanism of sugmel-3 in curing Mongolian medicine disease “Wunade gebuqin”, which will provide experimental bases for sugmel-3 in curing Mongolian medicine disease “Wunade gebuqin”.

蒙医“乌那德格额布秦”病严重危害人类健康，临床常用化学药物不能有效广泛地治疗，并且长期应用化学药物存在严重不良反应。大量临床疗效观察及实验研究表明蒙药苏格木勒-3汤可以有效治疗蒙医“乌那德格额布秦”病,不良反应少。但是具体作用机制不清。本课题借鉴中药等传统复方制剂研究新手段，在前期实验研究的基础上，拟通过PTZ诱发大鼠“乌那德格额布秦”模型，采用LC-MS/MS测定海马组织的神经递质含量；采用RNA-Seq技术和iTRAQ技术分别从基因水平和蛋白水平探讨蒙药苏格木勒-3汤治疗“乌那德格额布秦”病的分子机理；采用生物信息学相关软件对上述结果进行互作分析，并采用现代分子生物学技术对分析结果进行验证。从而探讨蒙药苏格木勒-3汤干预网络调控机制与神经递质释放相关性；探索蒙药苏格木勒-3汤治疗蒙医“乌那德格额布秦”病机制。为蒙药苏格木勒-3治疗蒙医“乌那德格额布秦”病提供实验依据。

蒙医“乌那德格额布秦”病严重危害人类健康，临床常用化学药物不能有效广泛地治疗，. .并且长期应用化学药物存在严重不良反应。大量临床疗效观察及实验研究表明蒙药苏格木勒-3汤可以有效治疗蒙医“乌那德格额布秦”病,不良反应少。但是具体作用机制不清。本课题借鉴中药等传统复方制剂研究新手段，在前期实验研究的基础上，拟通过PTZ诱发大鼠“乌那德格额布秦”模型，采用RNA-Seq技术和iTRAQ技术分别从基因水平和蛋白水平探讨蒙药苏格木勒-3汤治疗“乌那德格额布秦”病的分子机理；结果表明SG-3具有一定抗癫痫活性，与空白组相比，模型组上调基因360个，下调163个。SG-3 4.5g/kg剂量治疗组上调基因425个，下调基因393个；与SG-3 4.5g/kg剂量治疗组比较，模型组上调基因702个，下调595个。经过功能富集：空白组与SG-3 4.5g/kg剂量治疗组集中于一个通路——帕金森病通路；空白组与模型组无通路富集；模型组与治疗组有六个通路富集。 iTRAQ定量蛋白组学显示：与空白组相比，模型组上调蛋白201种，下调蛋白149种，治疗组上调蛋白136种，下调蛋白93种，与治疗组相比，模型组上调蛋白115个，下调蛋白95个。功能富集在多种通路上。转录组学与蛋白组学关联分析显示，共有24个基因同时在mRNA和蛋白水平表达，这24个基因分别涉及到代谢、信号转导、细胞骨架和细胞运动、氧化应激、免疫、细胞周期等多种生物学过程，可能成为有针对性研究的作用靶点。综上所述，本实验以小鼠行为学研究为基础，综合利用RNA组学，蛋白组学及关联性分析，寻找到了SG-3调节下，小鼠脑内差异基因的表达。这些基因涉及到多种生理生化途径，提示5-羟色胺再摄取抑制剂在不同剂量下的作用机制，可能为相关活性药物寻找提供靶点。采用生物信息学方法和工具对数据整合，进行关联分析，选取交互分析中的靶标MiR-153进行深入研究，并在临床上以难治性癫痫患者为例验证了该靶标。为蒙药苏格木勒-3治疗蒙医“乌那德格额布秦”病提供实验依据。