[00893532]基于系统生物学模式天然牛磺酸对肝星状细胞基因-转录-蛋白-代谢网络调控的研究

肝星状细胞(HSC)参与肝硬化、肝纤维化、肝癌等多种肝病病理过程。前期研究发现天然牛磺酸具有促进HSC凋亡、抑制其增殖作用。该课题在国家自然科学基金"天然牛磺酸对HSC调控作用转录组和蛋白组研究"的基础上，采用系统生物学模式，进一步分析天然牛磺酸对HSC调控的基因组和代谢组的变化。然后按照生物学中心法则从"基因-转录-蛋白-代谢"的生物学途径，采用生物信息学方法从复杂生物网络出发挖掘药物-靶标网络之间的拓扑信息及各物质之间的相互作用及关系，以期从细胞增殖凋亡、信号转导通路、代谢等不同方面对其机制进行分析，寻找在疾病相关网络中具有特定治疗通路的位点，并建立初步的调控网络生物模型，从基因-转录-蛋白-代谢全面阐明天然牛磺酸对HSC调控的整合机制和组合靶点，为系统生物学方法评价中药作用机理及中医药疗效与安全性评价制提供方法支持和借鉴思路。 该课题结合国家自然科学基金"天然牛磺酸对HSC调控作用转录组和蛋白组研究"的基本情况：首先，结合已有的研究基础，提取未经处理HSC总RNA和经天然牛磺酸作用后HSC总RNA，基因芯片检测，筛选出与天然牛磺酸作用相关的差异表达基因，并采用荧光定量PCR对芯片结果进行验证。根据基因功能分类数据库(gene Ontology)对差异表达基因进行生物学功能分类、表达谱分析及分子调控路径分析。采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)的代谢组学技术对天然牛磺酸作用的不同时间点HSC内源性代谢产物进行代谢谱检测，分析天然牛磺酸对HSC内源性代谢产物影响。基于相互组学理论，按照生物学中心法则“DND-RNA-蛋白”的原则，从基因-转录-蛋白-代谢不同的方面检索分子生物学数据分析各物质之间相互作用，从细胞凋亡、增殖、信号转导通路、细胞代谢等不同的方面进行，建立初步的生物学模型。从相互组学角度，整合基因-转录-蛋白-代谢数据，综合分析天然牛磺酸对HSC网络的调控。 (1)方法创新：采用生物信息学方法整合多“组学”(DNA、mRNA、蛋白质和代谢产物)研究技术成果，从复杂生物网络出发挖掘药物-靶标网络之间的拓扑结构及各物质之间的相互作用及关系，从整体上全面阐明天然牛磺酸对HSC调控的作用机制和作用靶点。 (2)思路创新：按照生物学中心法则从“基因-转录-蛋白-代谢”的生物学途径，从细胞增殖、凋亡、信号转导通路、代谢等不同方面对其机制进行分析，探索系统生物学方法在中药作用机理和中医药疗效与安全性评价等方面的应用，为全面阐释中医药多因多效多靶点的作用机制提供方法支持和借鉴思路。通过LC-MS检测实验，进一步针对检测结果，通过组间对比进行差异代谢物筛选及鉴定。初步发现天然牛磺酸对肝星状细胞基因表达的影响。 发表学术论文3篇，其中中文核心2篇，其它1篇。培养硕士研究生2名。