琼玉膏是抗衰延年的经典养生名方,但其作用机制尚不清楚,困扰其开发利用。本项目在前期研究基础上,拟采用半乳糖诱导的衰老大鼠模型,利用蛋白质组学技术,结合生物信息学技术,分离、分析、鉴定正常组、模型组与给药组大鼠下丘脑差异蛋白质;通过数据库检索和生物信息学方法,分析差异蛋白的功能及属性;通过亚细胞功能定位、序列比对、同源及聚类等生物信息学方法分析发现候选靶蛋白;根据靶蛋白基因序列,合成siRNA,通过RNA干扰沉默候选靶蛋白基因验证候选靶蛋白,确定靶蛋白;同时运用代谢组学方法,研究衰老大鼠尿液代谢谱型变化,对代谢组学潜在生物标志物加以分析和鉴定,解析其生理意义和代谢途径,评价药物的有效性,进而多层次、多环节地阐明琼玉膏延缓衰老的组学机制,最终为合理地开发利用该方提供科学理论依据。
Qiongyugao(QYG);delay aging;proteomic and metabonomics researches;apoptosis;NF- kappa B pathway
琼玉膏是古代经典养生方,有良好的抗氧化性、调节免疫功能,可治疗肿瘤、延缓衰老。但是目前关于琼玉膏的作用机制少有研究,本课题希望有助于阐明琼玉膏延缓衰老机制,有利于琼玉膏的进一步研发和应用。本课题采用D半乳糖诱导的衰老大鼠模型,利用蛋白质组学技术,结合生物信息学技术,分析空白组、模型组、琼玉膏组大鼠下丘脑及脾脏差异蛋白,寻找候选靶蛋白,并通过免疫组化、WB、Q-PCR等技术进行验证。运用代谢组学技术研究衰老大鼠血清、尿液代谢谱变化,寻找潜在生物标记物。多层次、多环节阐明琼玉膏延缓衰老的组学机制。 采用iTRAQ技术检测空白组、模型组、琼玉膏组下丘脑蛋白质,鉴定出琼玉膏组与模型组比较有295种差异蛋白,与空白组比较有96种差异蛋白,模型组与空白组比较有20种差异蛋白;其中与空白组比较,在模型组中异常表达而琼玉膏可调节的差异蛋白共有14个。通过高通量数据分析,琼玉膏组与模型组的295种差异蛋白中,差异倍数≥1.30的差异蛋白有40种。结合文献及基因功能检索,筛选与衰老可能相关的差异蛋白12种作为候选靶蛋白,多参与炎症、肿瘤、氧化应激等通路。通过WB法验证发现模型组炎症衰老通路NF-κB被激活,蛋白表达量升高,而琼玉膏组的表达量降低;PCR法验证PIP5K1C等差异蛋白mRNA相对定量表达结果与蛋白质组学数据分析一致。提示琼玉膏可能通过改变下丘脑炎性变化延缓衰老的发生。 对琼玉膏干预后的衰老大鼠血清、尿液进行代谢组学检测,并与空白组、模型组比较,共筛选出血清46种、尿液18种差异代谢物,相关系数│r│> 0.576有统计学意义。与空白组相比,模型组血清样本中变化显著的差异代谢物有33种,琼玉膏可以调节其中27种;尿液中有9种,琼玉膏可以调节其中3种。涉及糖代谢、氨基酸代谢、能量代谢等多条代谢通路,尤其是糖代谢中的丙酮酸代谢、能量代谢中的氧化磷酸化及谷氨酸的氨基酸代谢与衰老关系密切。提示琼玉膏延缓衰老的机制之一可能与干预线粒体损伤与脑退化有关。代谢组学分析显示,琼玉膏组、VitE组、六味地黄组均与模型组有明显差别。与模型组相比,VitE组最明显(R2Y=0.935, Q2=0.799);琼玉膏组也很明显(R2Y=0.931, Q2=0.826),与VitE组作用相当,没有显著差别(R2Y=0.755, Q2=0.002),提示琼玉膏有良好延缓衰老效用。