基于生物信息学及体外实验研究降香治疗缺血再灌注损伤作用机制

目的 运用生物信息学及细胞实验方法研究降香治疗心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia-reperfusion injury, MIRI)的作用机制。方法 在中医药系统药理学数据库分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform, TCMSP)收集降香主要活性成分;再通过Swiss Target Prediction选取降香作用靶点。在DisGeNET、人类孟德尔遗传数据库(Online Mendelian Inheritance In Man, OMIM)、治疗靶点数据库(Therapeutic Target Database, TTD)筛选MIRI有关靶点;在Venny得到相同作用靶点。在String输入构筑蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络模型。在Matescape及微生信对降香抑制MIRI损伤的作用靶点进行基因本体(Gene Ontology, GO)分析及京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)信号通路富集分析。细胞实验,按实验方案分为空白组、模型组、降香高组、降香低组。测定各组细胞活力;测定各组乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor alpha, TNF-α)、白细胞介素1β(interleukin 1 beta, IL-1β)及IL-6的含量;测定各组Src激酶、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase, PI3K)、细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases, ERK1/2)、磷酸化细胞外调节蛋白激酶(phosphorylation-extracellular regulated protein kinases, p-ERK1/2)蛋白表达。结果 得到相同作用靶点229个,其中Src、丝裂原活化蛋白激酶1(mitogen-activated protein kinase 1,MAPK1)、热休克蛋白α(heatshockprotein alpha, HSPα)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、PI3K为关键靶点。通过GO和KEGG分析,降香最可能通过凋亡信号通路抑制MIRI。降香组比模型组细胞增殖率显著升高(P<0.05)。降香组比模型组LDH、TNF-α、IL-1β、IL-6含量显著降低(P均<0.05)。降香组比模型组Src、PI3K表达显著升高,p-ERK1/2蛋白表达显著降低(P均<0.05)。结论 降香通过调节Src、PI3K、ERK1/2、p-ERK1/2表达,作用于凋亡信号通路减轻MIRI损伤。