基于系统生物学的荔枝核总黄酮对肝星状细胞作用靶点及信号转导通路研究

The project preparatory work group found that total flavone of Litchi Chinensis Sonn (TFL) control the development of liver fibrosis by regulating a variety of proteins and signal transduction pathways, but these pathways are inter-loop, crosstalk. At present, there is a lack of macro research on "whole connection". According to the chemical structure of the monomer composition in TFL, using network pharmacology analysis the potential drug targets in HPRD, DrugBank, Discovery Studio database; Then TFL was used to intervene the hepatic stellate cell line HSC-T6, and the iTRAQ analysis was used to analyze the differential protein. By biological information method of differential proteins by David system for go analysis, KEGG pathway analysis, IPA, VISANT, string database of protein interaction network analysis. Finally, the prediction of drug target signal transduction pathway by immuno co precipitation and Western-blot method was verified. The project reveals TFL on HSC targets and its signal transduction pathway from a systems biology level, and the mechanism of the overall level of interpretation are polygenetic, multi effect, multi targets.

项目组前期研究发现荔枝核总黄酮(TFL)可以通过调节多种蛋白和信号转导通路来控制肝纤维化的发展，但这些通路相互交叉串扰，目前缺乏对其“整体、联系”的系统性研究。本项目先根据TFL中单体成分的化学结构，采用网络药理学方法在HPRD、DrugBank、Discovery Studio数据库中分析其潜在的药物靶点；再以TFL干预肝星状细胞株HSC-T6，采用iTRAQ分析差异蛋白后进行细胞转染验证；用生物信息学方法对差异蛋白通过DAVID系统进行GO分析、KEGG数据库进行Pathway分析，IPA、VISANT、String数据库进行蛋白之间相互作用网络分析。最后对预测的药物靶点、信号转导通路采用免疫共沉淀和Western-blot等方法进行验证。项目从系统生物学水平揭示TFL对HSC作用靶点及其信号转导通路，从整体层面阐释TFL“多因、多效、多靶点”的作用机制。

肝纤维化是各种慢性肝病发展至肝硬化过程中必经的共同病理过程，肝星状细胞激活在肝纤维化发病中起关键作用。课题组前期研究表明荔枝核总黄酮（total flavone from Litchi Chinensis Sonn ,TFL）可以通过多靶点和信号通路抑制肝纤维化的进展，但仅从单纯的组织病理学和分子生物学等方面开展了相关研究，从“系统、整体”水平调控的研究尚未开展。因此本项目在前期研究基础上，从系统生物学的角度开展TFL对肝星状细胞作用靶点的相关研究。本项目首先采用网络药理学技术对TFL抗肝纤维化作用靶点进行预测并进行生物信息学分析, 结果发现TFL作用于肝纤维化的相关潜在靶点有15个，其中包括MMP2、CCL2、TP53、HMOX1、IFNG等，进一步生物信息学分析表明上述靶点共参与21个生物学进程，9个分子功能，7个细胞组件，KEGG通路注释分析结果显示涉及32条通路，基于目前研究显示与肝纤维化相关的信号通路有9条，包括肿瘤信号通路、HIF-1信号通路、细胞因子与细胞因子受体的相互作用、TNF信号通路、癌症中的MicroRNA、PI3K-Akt信号通路、NOD样受体信号通路、NF-κB信号通路、蛋白聚糖在癌症信号通路、MAPK信号通路；其次采用蛋白质组学技术开展TFL含药血清对肝星状细胞的差异蛋白研究，并采用生物信息学方法对各组间鉴定的差异蛋白所参与的生物学功能及相关信号通路进行分析；最后分别采用Western Blot、细胞转染（过表达）、RT-PCR、流式细检测、激光共聚焦显微镜检测等技术对网络药理学与蛋白质组学鉴定的交集靶点基因HMOX1，NQO1，CDK1进行真实世界作用机制验证，上述相关检测结果表明TFL可以通过调控HMOX1，NQO1，CDK1靶点基因发挥抗肝纤维化作用。本项目从“系统、整体”角度揭示了TFL通过“多因、多效、多靶点”发挥抗肝纤维化的作用机制，为该药物进一步新药研发和临床应用提供更多基础研究支撑。

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