参附注射液作用机制的计算机系统生物学分析

目的:参附注射液是传统中药红参与附子的复方制剂,临床主适应症为充血性心力衰竭、缺血性脑卒中等。以缺血性脑卒中为导向,采用系统生物学和实验研究方法,对参附注射液调节生物学网络的分子机制做一阐释。方法:以参附注射液的28个成分出发,分别从TCMGene DIT数据库系统和Agilent literature search系统中挖掘参附注射液中成分作用的蛋白质数据,并辅助以Pharmmapper反向对接靶标,构建参附注射液多成分-蛋白网络,在Genecards,BIND,Bio GRID,Int Act,Mint等数据库中挖掘蛋白之间关联,建立蛋白相互作用网络。提取显著性差异蛋白子网络一个,并对其中通路以Western blot蛋白印迹方法加以验证。结果:参附注射液成分与55个蛋白有连接,构成53个无孤立结点的蛋白相互作用网络。应用Cluster One模块对蛋白相互作用网络富集分析,提取显著性差异P0.05的子网络1个,子网络中含有关键蛋白15个,经Biocart信号通路映射,涉及NF-κB信号通路,AKT信号通路,Toll样受体信号通路,MAPK信号通路等。采取Western blot方法对富集指数P值最小的NF-κB信号通路进行验证,发现参附注射液在缺血1 h再灌注24 h的MCAO模型上对NF-κB p65和IκB-α的磷酸化表达有明显下调作用。结论:采用计算机系统生物学和实验验证方式初步阐释了参附注射液主要化合物防治疾病的分子机制,并以分子生物学实验方式对所预测的信号通路进行验证,为中药复方的系统研究提供参考。     

丹参与红花配伍机制的系统生物学分析

目的:应用系统生物学方法模拟分析丹红注射液中丹参与红花配伍的分子机制。方法:采用TCMGene DIT和Agilent literature search(ALS)结合搜索方式,挖掘丹参、红花各自作用的蛋白,在BIND,Bio GRID等数据库中查询蛋白间关联,分别构建丹参、红花及丹红注射液蛋白相互作用网络,应用Merge程序中的difference和intersection功能比较网络间异同。结果:采用intersection分析得丹参和红花共有的高连接区蛋白网络含934个蛋白,经cluster ONE方法提取出P0.05的高连接区蛋白子网络4个,Bi NGO插件的基因本位论聚类分析表明,其主要与RNA代谢,核因子kappa B(nuclear factor kappa B,NF-κB)级联反应,脂质代谢,Rho蛋白及小GTP酶调节4类生物学途径相关。将丹红注射液蛋白相互作用网络与丹参、红花共有高连接区蛋白网络进行difference分析,得由1 431个蛋白构成的差异网络,其主要影响细胞增殖、迁移和自噬等。结论:本研究采用系统生物学方法模拟丹参和红花的配伍机制,其可能主要在RNA代谢,NF-κB级联反应以及细胞增殖、迁移和自噬等生物学途径上协同发挥防治疾病的作用。     

胆固醇氧化酶降解效果的研究

胆固醇氧化酶在食品加工、医疗检测、生物抗虫方面的作用日益受到人们的重视,并且显示出巨大的应用潜力。为了检验其对食品原料中胆固醇的降解效果,本实验选取液体鸡蛋黄为试验对象,采用直接添加法温育24小时后测定残余胆固醇含量,对比菌体、胞内酶提取液和发酵上清液对胆固醇的降解能力。结果显示,三者均有很好的降解效果,降解率分别为49.26%,40.92%和37.05%。经降解后的鸡蛋黄颜色气味正常,略有熟鸡蛋香味,无不良感官变化。本试验有力地证明了胆固醇氧化酶的实用性,预示着其在食品加工过程中蕴藏着巨大的应用潜力,有必要进一步研究开发。     

鹰嘴豆芽素A干预TXNIP-Wnt通路改善ox-LDL诱导脑血管内皮细胞凋亡的机制研究

目的：讨论鹰嘴豆芽素A改善ox-LDL诱导脑血管内皮细胞凋亡的作用机制。方法：将大鼠脑血管内皮细胞RBECs分为对照组、氧化型低密度脂蛋白ox-LDL诱导模型组及鹰嘴豆芽素A低、中、高剂量干预组。其中ox-LDL诱导是给予100 μg·mL^-1 ox-LDL诱导RBECs细胞凋亡,鹰嘴豆芽素A干预组是给予低、中、高剂量（25,50,100 μmol·L^-1）鹰嘴豆芽素A进行药物干预。免疫荧光法检测各组脑血管内皮细胞Dil细胞膜荧光标记的ox-LDL （Dil-ox-LDL）荧光强度的变化;Western blot法检测RBECs细胞中TXNIP、NLRP3、Wnt5a、β-catenin及bax、bcl-2、cleaved caspase-3的蛋白表达水平;免疫荧光法检测TXNIP、NLRP3蛋白在细胞中的定位表达。进一步转染siRNA-TXNIP沉默RBECs细胞中TXNIP,考察鹰嘴豆芽素A对于TXNIP介导的Wnt通路及凋亡相关蛋白表达的影响。结果：ox-LDL可诱导RBECs细胞凋亡,同时诱导NLRP3、Wnt5a、β-catenin及凋亡蛋白表达显著升高。不同剂量的鹰嘴豆芽素A干预后,均可降低RBECs细胞中Dil-ox-LDL的荧光强度,并且能够抑制TXNIP由细胞核向细胞质转移,同时显著降低凋亡蛋白bax和cleaved caspase-3的表达水平,并升高bcl-2表达。沉默TXNIP后能够明显减弱鹰嘴豆芽素A对NLRP3、Wnt5a、β-catenin蛋白的抑制作用,并减弱鹰嘴豆芽素A对ox-LDL诱导RBECs细胞凋亡的改善作用。结论：鹰嘴豆芽素A能够改善ox-LDL诱导的脑血管内皮细胞凋亡,其机制可能与TXNIP介导的Wnt信号通路的激活相关。     

4种中药单体对小鼠脑缺血再灌注损伤的神经保护作用及机制研究

目的：观察中药单体葛根素、川芎嗪、人参皂苷Rb1、羟基红花黄色素A对脑缺血再灌注模型小鼠神经行为学、脑梗死体积及脑血流量的影响,探讨其作用机制。方法按随机数字表法将小鼠分为假手术组、模型组、葛根素组、川芎嗪组、人参皂苷Rb1组、羟基红花黄色素A组,每组24只。除假手术组外,其余各组小鼠采用大脑中动脉栓塞法制备脑缺血1 h再灌注24 h模型。脑缺血后1 h,葛根素组小鼠尾静脉注射3μmol/kg葛根素溶液、川芎嗪组尾静脉注射3μmol/kg川芎嗪溶液、人参皂苷Rb1组尾静脉注射3μmol/kg人参皂苷Rb1溶液、羟基红花黄色素A组尾静脉注射3μmol/kg羟基红花黄色素A溶液。各组小鼠于脑缺血1 h再灌注后24 h进行神经行为学评分,采用2,3,5-氯化三苯基四氮唑染色观察小鼠脑梗死体积,采用多普勒激光血流检测仪测定小鼠脑皮层血流量,采用化学比色法检测脑组织NO含量,采用蛋白免疫印迹法检测活化半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(cleaved-caspase-3)、NF-κB p-p65蛋白表达。结果与模型组比较,葛根素组、川芎嗪组、人参皂苷Rb1组、羟基红花黄色素A组小鼠脑梗死体积[(15.83±1.83)%、(22.00±2.53)%、(22.83±1.83)%、(17.83±1.72)%比(34.67±2.66)%]降低(P＜0.01或 P＜0.05),脑皮层血流量[(598.81±9.90)μl/(kg?min)、(614.78±9.20)μl/(kg?min)、(577.83±5.55)μl/(kg?min)、(583.54±7.98)μl/(kg?min)比(548.43±1.97)μl/(kg?min)]升高(P＜0.01或P＜0.05),脑组织NO水平[(17.09±1.18)μmol/L、(18.54±0.54)μmol/L、(18.17±0.49)μmol/L、(15.10±0.73)μmol/L比(20.63±0.73)μmol/L]、cleaved-caspase-3[(1.02±0.08)、(1.12±0.04)、(0.87±0.08)、(1.07±0.08)比(1.30±0.06)]、NF-κB p-p65/NF-κB p65蛋白[(1.03±0.19)、(1.15±0.05)、(1.12±0.08)、(0.72±0.08)比(1.45±0.08)]表达降低(P＜0.01或 P＜0.05)。结论4种中药单体均可不同程度改善脑缺血再灌注小鼠的神经功能和脑组织功能,缓解缺血症状,增加血流量,抑制细胞凋亡和炎症因子的释放。     

固有免疫信号分子hsa-miR-181a调节脑卒中作用的生物信息学分析

对固有免疫信号分子hsa-miR-181a进行生物信息学分析,以期探讨其调节脑卒中的生物学途径和信号通路,为hsamiR-181a的实验验证及功能研究提供理论指导。利用TargetScan 6.0、miRWalk、miRanda、PicTar、Genecards数据库预测所得的hsa-miR-181a与脑卒中所相关的靶基因,通过BINGO及DAVID对脑卒中相关靶基因集合进行基因本体(gene ontology,GO)和信号通路分析。hsa-miR-181a可与固有免疫基因TLR4相互作用,并同时作用于与脑卒中相关的其它靶基因,通过调节细胞途径,影响代谢过程等生物学途径,神经营养因子信号转导等KEGG信号通路发挥作用。固有免疫信号分子hsa-miR-181a可通过调节细胞途径,影响代谢过程等生物学途径,神经营养因子信号转导等信号通路调节脑卒中,为进一步实验和功能验证提供生物信息学指导。     

脂多糖刺激小胶质细胞产生的微囊泡加重氧糖剥夺条件下大鼠脑血管内皮细胞紧密连接的损伤

目的研究在氧糖剥夺(OGD)条件下,向脑血管内皮细胞(RBEC)中加入提取自脂多糖(LPS)刺激的大鼠小胶质细胞上清液的循环微囊泡(MV),考察其对RBEC紧密连接功能的损伤及作用机制。方法分离提取1 mg/L LPS刺激24 h的小胶质细胞培养上清液中的MV并进行鉴定,实时荧光定量PCR检测MV中微小RNA-27a(miR-27a)水平。RBEC分为正常对照组、正常对照组-MV组、OGD 6 h组、OGD-MV孵育组。免疫荧光细胞化学染色检测RBEC中紧密连接蛋白闭合蛋白(occludin)和密封蛋白5(claudin-5)的表达,Western blot法检测RBEC中occludin、claudin-5、Toll样受体4(TLR4)、核因子κBp65(NF-κBp65)和p38的蛋白磷酸化水平,ELISA测定RBEC中白细胞介素1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平。结果 MV形状为近似圆形双层膜结构,平均直径为150 nm,符合MV的形态学特征。与正常小胶质细胞相比,LPS刺激的小胶质细胞培养上清液的MV中miR-27a水平异常升高。与正常对照组相比,加入MV不会对正常细胞产生影响,当在OGD条件下,RBEC中紧密连接受到损害,occludin和claudin-5表达降低,而加入MV后,RBEC紧密连接破坏加重,occludin和claudin-5表达进一步降低,OGD组小胶质细胞occludin和claudin-5蛋白水平降低。与正常对照组相比,OGD组小胶质细胞TLR4及NF-κBp65、p38磷酸化水平增加,而OGD-MV孵育组中,TLR4和NF-κBp65、p38的磷酸化水平进一步升高,且IL-1β和TNF-α水平也明显增加。结论 LPS刺激小胶质细胞上清液MV中miR-27a水平升高,可致OGD条件下RBEC紧密连接损害进一步加重,可能与其上调TLR4表达及NF-κBp65、p38的磷酸化相关。     

头孢菌素类药物不良反应机制与化学结构的关系

目的:了解头孢菌素类药物不良反应发生机制与化学结构的关联。方法:根据临床病例分析和实验研究结果,对常用头孢菌素与化学结构相关的不良反应文献进行归类与分析。结果:头孢菌素不良反应的发生与其化学结构密切关联,其结构中的β-内酰胺环、β-内酰胺环胼合的杂环及环上的侧链取代基均与不良反应相关,可与多种生物分子如γ-氨基丁酸,Na⁺-K⁺-ATP酶等相互作用引起不良反应。结论:了解头孢菌素类药物不良反应机制与化学结构的关联,可以合理促进选用头孢菌素,将可能的不良反应降至最低,维护头孢菌素类药物持久的抗感染作用。     

基于复杂网络分析探索药师在疾病诊断相关分组付费中的参与作用——以脑梗死临床路径用药方案优化为例

目的：基于真实世界研究,提取医院信息管理系统（Hospital Information System,HIS）医疗电子病历,按照脑梗死临床路径探索神经内科医师药物开嘱习惯和模式,按照疾病诊断相关分组DRGs付费要求,优化子群网络中的药物经济性、用药合理性,为脑梗死疾病在DRGs付费下的合理用药提供依据。方法：从南昌大学第一附属医院2017年1月至2021年4月HIS医疗电子病历数据中,提取脑梗死患者医疗电子病历13 588例,其中入组了脑梗死临床路径的为12 501例,对脑梗死患者的合并用药进行复杂网络分析,并根据树形图提取子群网络进行用药优化分析。结果：复杂网络分析共纳入100种入组临床路径后常用药物,对药物复杂关系网络进行划分,得到3个主要的用药子群。对其中药物连接度占比较高的子群2进行优化分析,其中包括阿司匹林肠溶片、氢氯吡格雷片、阿托伐他汀钙片、瑞舒伐他汀钙片、依达拉奉注射液、单唾液酸四己糖神经节苷脂等16种药物,初始用药费用为8 846元。从医保和药物经济学角度考虑将盐酸罂粟碱氯化钠注射液替换为盐酸罂粟碱注射液,并同种适应证的药物选择一种,天麻素注射液需要有头晕的诊断才可以使用。经过与医师沟通,预计子群2中的16种药物可组成多个治疗方案,其中最优化的用药方案10日费用约为1 642元,达到用药优化目的,且用药合理性提高。结论：用药子群是代表医师的用药习惯,通过用药合理性、药物经济性评价、医保支付角度,优化脑梗临床路径的经济方案,降低路径治疗费用并提高合理性。继续对其他子群的优化,可以降低脑梗死临床路径费用,使得医疗机构和医师可以享受到药师参与的临床路径下DRGs付费的改革成果。     

正交试验法优化生脉散中有效成分组方亲和介质的制备工艺

目的:制备以生脉散中有效成分人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1、麦冬皂苷DT-13及五味子醇甲为配基的亲和介质.方法:采用4个有效成分与环氧活化琼脂糖凝胶6B(EAS 6B)偶联,制备亲和介质.建立HPLC-DAD对4个有效成分同时在线分离与检测,以偶联率为指标,通过L9(34)正交试验考察反应温度,反应时间和投料比对偶联反应的影响,优化制备工艺条件.结果:4个成分均可与EAS6B发生偶联,最佳制备工艺为反应温度25℃,反应时间24 h,添加10倍量生脉散有效成分组方.人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1、麦冬皂苷DT-13及五味子醇甲亲和介质的偶联率分别为27.4％,22.3％,50.0％,24.5％.结论:成功制备了以生脉有效成分组为配基的亲和介质,为进一步识别该方的作用靶点提供技术手段,同时也为制备类似结构中药复方的亲和介质提供实验依据.