心肌纤维化关键基因与通路的研究及有效中药预测

2022-07-26 06:59杨传华
海南医学院学报 2022年13期
关键词:胶原靶点纤维化

周 宙,王 震,刘 杨,王 咏,杨传华

(1.山东中医药大学,山东济南 250000;2.山东中医药大学附属医院,山东济南 250000)

心肌纤维化是多种心脏疾病的病理基础,当心脏损害或心脏负荷过重时,多种物质引起成纤维细胞活化并且向肌成纤维细胞转分化,心肌纤维化在心肌重塑过程中发挥核心作用[1]。严重的心肌纤维化可诱发心肌肥厚,相对供血不足,室壁硬度增加,心室活动受限,继而出现心泵血功能障碍,导致心力衰竭。甚至有人提出:如果挽救20%的“有风险心肌”即可避免心力衰竭的发生[2]。《中国心血管健康与疾病报告2019》表明[3]:当前我国心力衰竭患者估算值为890 万,China-HF 研究入选的2012 年1 月~2015 年9 月全国132 家医院13 687 例心力衰竭患者中住院心力衰竭患者的病死率为4.1%。因此心力衰竭的治疗依然是当前心血管疾病研究的焦点,而改善心肌纤维化是治疗心力衰竭的关键环节。现代医学治疗心力衰竭虽然已经有了一些的进展,但心肌纤维化等因素的发病机制尚未完全明确,改善心肌纤维化依旧是难以攻克的问题,现有的治疗方案疗效有限。中医治疗疾病具有多组分、多靶点、多途径的优势,对于心力衰竭疗效显著,能够明显改善患者的临床症状、提高心功能、逆转心肌纤维化的发展,但其药理学以及分子机制缺乏精确阐述[4-6]。因此,需要深入探索中医药治疗心肌纤维化的分子机制,找到潜在的治疗靶点,为中医药对心力衰竭的治疗提供新的科学借鉴。

生物信息学是以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。医学研究可以利用生物信息学对数据库的挖掘分析,从功能基因表达的差异中找到潜在的治疗靶点。以生物信息学多靶点宏观视角与微观分子机制相结合探索治疗疾病的分子机制并预测潜在的中药,既符合中医诊疗重视整体的理念又有利于实现中医药的现代化研究,促进中医药的发展并逐步走向世界。

1 资料与方法

1.1 数据集获取

以“heart failure”“myocardial remodeling”“myo⁃cardial fibrosis”等为检索词,在GEO 数据库[7]检索相关基因芯片数据集,经筛选下载芯片编号为GSE59437 的芯片原始文件,本芯片来自于中国首都医科大学重塑相关心血管疾病重点实验室,包含了3 例对照组小鼠以及使用血管紧张素Ⅱ干预7 d所构建的小鼠心脏纤维化组织样本的测序数据,测序平台为:Affymetrix GeneChip Mouse Genome 430 2.0 Array[8]。所有程序经过首都医科大学动物护理和使用委员会审核,符合美国国立卫生研究院出版的《实验室动物护理指南》。

1.2 数据预处理

基于R 语言Bioconductor 库(http://www.bio⁃conductor.org/)中的相关R 包对基因表达芯片进行处理。使用affyPLM 包对数据集进行拟合回归计算,绘制相对对数表达(RLE)箱式图和相对标准差(NUSE)箱式图。使用affy 包获取降解数据并绘制RNA 降解图,评估RNA5′~3′降解斜率,予剔除降解严重的不可靠样本。质控后使用affy 包采用稳固多芯片平均标准化分析法(robust mulitichip aver⁃age,RMA)预处理对照组和模型组数据并合并两组数据,将探针水平的数据转换为基因表达数据,基于测序平台注释文件进行重新注释,将探针名转换为基因ID,使用最近邻居法(k-nearest neighbor,KNN)补充原始数据缺失值,读取基因水平的表达值。

1.3 差异表达基因的筛选

使用R 语言的limma 包,采用贝叶斯方法多重检验矫正,对标准化的芯片表达谱进行差异分析。设置阈值为:|log2FC| >1,P<0.05。 FC(fold change)代表两组基因表达值间的差异倍数。使用R 语言进行可视化。

1.4 基因本体论注释和京都基因与基因组百科全书富集分析

将DEGs 中与人类同源基因导入DAVID 数据库[9](https://david.ncifcrf.gov/),蛋白来源物种设置为“Homo sapiens”进行GO 生物过程(biological process)注释,以P<0.05 为阈值筛选注释并将富集最显著的前10 个注释进行可视化。基于KEGG 数据库[10]对差异基因进行通路富集,以P<0.05 为阈值获取富集显著的信号通路,并对前十条通路进行可视化。

1.5 蛋白‒蛋白互作(protein-protein interaction,PPI)网络构建并筛选核心基因模块

将与人类同源的DEGs 导入STRING 数据库[11](https://string-db.org/),将蛋白来源物种设置为“Homo sapiens”,最低相互作用阈值设为“medi⁃um confidence(>0.4)”,隐藏无相互作用的蛋白,其他参数保持默认设置,进行蛋白相互作用分析,获得相互作用数据。使用Cytoscape3.8.0 软件实现PPI 网络可视化,使用分子复合物检测(MCODE)插件[12]筛选PPI 网络中关联性强的蛋白互作模块,设置参数为:度值界限(degree cutoff)=2,节点分数界限(node score cutoff)=0.2,K 核(K-core)=2,最大深度(Max.Depth)=100。

1.6 关键靶点预测潜在中药

将筛选出的核心基因导入Coremine Medical 数据库(https://coremine.com/medical/),以P<0.05为阈值获得核心基因的相关中药,利用Cytoscape进行可视化,并以degree≥3 为阈值获得具有多靶点的中药,基于中医药理论知识与现代中药药理学研究进展对预测中药进行分析与筛选。

1.7 关键靶点的表达差异验证

在GEO 数据库获取芯片GSE59437 所包含的其他3 个样本:“GSM1436903”、“GSM1436904”、“GSM1436905”,样本为使用血管紧张素Ⅱ干预3 d的小鼠纤维化心肌组织,采用上述相同方法对数据进行差异表达分析,验证筛选的关键靶点在此验组组中是否也发生显著性差异表达。

2 结果

2.1 芯片资料

经筛选,芯片编号为GSE59437 的数据集中的6个样本(表1)被纳入研究,该芯片的研究人员通过在8~10 周龄的C57BL/6 雄性小鼠植入渗透泵,以1 500 mg/kg/min 的速度在林格氏液(含0.01 mmol/L 乙酸的生理盐水溶液)中注入血管紧张素Ⅱ,构建组织纤维化模型,干预7 d 后使用TRIzol 法提取心肌组织中的总RNA(3 个样本),并基于Af⁃fymetrix 基因芯片小鼠基因组430 2.0 阵列测序平台对3 个模型组与3 个对照组的心肌组织总RNA 进行测序。

表1 样本信息Tab 1 Information of sample

2.2 芯片数据的质量控制与预处理

REL 箱式图显示各样本整体表达水平基本一致(比值接近1,对数值接近0),见图1A。NUSE 箱式图显示所有样本基因表达标准差基本一致(相对标准差接近1),见图1B。RNA 降解曲线图显示各样本5′端低于3′端,降解曲线斜率较小,说明样本降解较少,见图1C。可见本芯片质量较好,符合研究标准。使用RMA 法预处理数据,并将探针序列转换为基因ID,采用KNN 法补充缺失值,共获取20 744 个基因表达数据。

图1 芯片质量分析Fig 1 Quality analysis of chip

2.3 差异基因分析

将模型组数据与对照组数据对比,使用limma包进行差异分析,获得满足阈值(|log2FC|>1,P<0.05)的差异基因共208 个,其中94 个为上调基因,114 个为下调基因,使用R 语言的ggplot 包对数据进行可视化绘制火山图(图2)。根据差异基因表达量绘制各组差异基因总表达量小提琴图(图3A)。根据差异基因表达异质水平进行聚类分析,绘制环形热图(图3B)。小提琴图提示模型组与对照组在差异基因表达量方面存在明显不同,而组内表达量趋于一致。环形热图提示模型组与对照组在不同聚类模块间的表达存在明显差异,而组内各模块基本相同,提示心肌纤维化的发生是这些差异基因差异性表达的结果。

图2 基因表达火山图Fig 2 Volcano plot of gene expression

图3 差异基因表达分析Fig 3 Analysis of differential gene expression

2.4 GO 富集分析

将所有DEGs 导入DAVID 数据库,识别其中与人类同源的基因共116 个(见表2)。使用DAVID在线数据库对差异基因中与人类同源的基因进行GO 生物过程(biological process,BP)注释,获得富集结果,将富集具有显著性(P<0.05)的前十条进行可视化(图4),气泡大小反映富集基因数,越大富集到的基因数越多;气泡颜色代表富集显著性,颜色越深富集越显著。由图可见,差异基因主要富集在细胞外纤维组织(extracellular fibril organization)、细胞外基质组织(extracellular matrix organization)、肌丝滑动(muscle filament sliding)、细胞基质黏附(cell-matrix adhesion)、胶原原纤维组织(collagen fi⁃bril organization)、脂质代谢过程负调控(negative regulation of lipid metabolic process)、胆固醇转运的负调控(negative regulation of cholesterol transport)、极低密度脂蛋白颗粒清除的负调控(negative regu⁃lation of very-low-density lipoprotein particle clear⁃ance)、肌肉收缩(muscle contraction)、乳糜微粒残留清除率(chylomicron remnant clearance)等生物过程。提示这些差异基因与细胞外基质重构、胶原纤维沉积以及脂质代谢紊乱等密切相关。

图4 GO 生物过程富集分析Fig 4 Enrichment analysis of GO biological processes

表2 与人类同源的差异表达基因Tab 2 Differentially expressed genes homologous to human

2.5 KEGG 通路富集分析

对与人同源的DEGs 进行通路富集分析,共得到16 条富集显著(P<0.05)的通路,使用R 语言对前十条进行可视化(图5)。可知这些差异基因主要富集在血小板活化(platelet activation)、催产素信号通路(oxytocin signaling pathway)、胰岛素分泌(in⁃sulin secretion)、细胞外基质受体相互作用(ECMreceptor interaction)、GnRH 信号通路(GnRH signal⁃ing pathway)、TNF 信号通路(TNF signaling path⁃way)等,提示心肌纤维化是一个涉及多通路的复杂病理过程。

图5 KEGG 通路富集分析Fig 5 Enrichment analysis of KEGG pathway

2.6 PPI 网络构建与核心基因筛选

使用STRING 数据库构建同源差异基因PPI网络,最低互作阈值设置为0.4,隐藏无互作关系的独立蛋白。将数据导入Cytoscape 进行可视化,得到的网络共有64 个节点(node)、98 条边(edge),节点代表差异基因蛋白,蛋白度值(degree)越高,颜色越深。边表示蛋白与蛋白间相互作用关系,蛋白间结合分数(combined score)越高,连接的边越粗(图6A)。使用MCODE 插件筛选PPI 网络中的模块(图6B),最大的模块由7 个节点,19 条边构成,MCODE 评分为6.33,该模块为PPI 网络的核心模块。 提示 CTGF、TIMP1、SPP1、SERPINE1、COL3A1、POSTN、FOS 等蛋白为PPI 网络中的重要节点。

图6 PPI 网络Fig 6 Network of PPI

2.7 治疗心肌纤维化潜在中药的预测与筛选

将筛选出的核心基因导入Coremine Medical 数据库,以P<0.05 为阈值获得核心基因的相关中药,使用Cytoscape 软件进行可视化(图7),共获得相关中药127 味,其中度值居于前五味的中药丹参、茺蔚子、黄芪、关木通、葶苈子度值分别为4、4、4、3、3,可纳入分析。基于中医药理论分析:丹参、黄芪、葶苈子具有活血化瘀、补气升阳、行水消肿的作用,在中医临床中常用于心衰、喘证、胸痹等心肌重塑相关疾病的治疗,具有治疗心肌纤维化的价值[13,14]。

图7 靶点相关中药预测Fig 7 Prediction of target related traditional Chinese medicine

2.8 关键靶点的表达差异验证

采取上述相同方法,对芯片质量进行检验后(图8A),进行验证组与对照组基因表达差异分析并进行可视化(图8B)。由图可知,验证组的数据质量可靠,差异分析共获得254 个显著差异表达基因,在数据中查找本文2.6 中筛选的7 个关键靶点的表达情况,结果显示,7 个关键靶点在验证组中表达均具有显著差异(已在火山图中标注),证实前文对关键靶点筛选的可靠性。

图8 验证组分析结果Fig 8 Analysis results of validation group

3 讨论

课题组成员前期研究发现,心肌纤维化是一个涉及内分泌、自分泌、旁分泌等多种调节途径的复杂病理过程,其中肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAS)、内皮细胞间质转化(Endo-MT)、心肌成纤维细胞增殖均是导致心肌纤维化的重要诱因[6,15]。目前对于心肌纤维化的研究多局限于某一条通路或靶点,得出的结果不能充分地解释心肌纤维化的机制,因此在治疗方面难有重大突破。高通量测序技术具有覆盖全面、测量精准、筛选便捷等优势,基于此技术从的基因表达差异探究疾病的发病机制是一种高效率、多层次的研究手段。

血管紧张素Ⅱ是肾素-血管紧张素系统(RAS)的主要效应激素,目前已经证实血管紧张素Ⅱ在心肌纤维化、心脏病理性肥大、心力衰竭的过程中发挥着重要的推动作用,其引起的病理性肥大和心肌间质纤维化导致心室壁硬度增加,从而损害心脏的舒缩功能,是多种实验模型和心力衰竭患者的重要危险因素,并且研究表明通过拮抗血管紧张素Ⅱ能够在一定程度上逆转心肌纤维化的发展,是心肌纤维化具有价值的治疗策略[16,17],因此本研究选取囊括了血管紧张素Ⅱ诱导的心肌纤维化小鼠模型的基因芯片展开研究。

3.1 细胞外基质重构和胶原纤维沉积是心肌纤维化的核心环节

对芯片GSE59437 进行预处理并分析获得208个差异表达基因,其中与人类同源的基因为116 个。GO 富集提示同源差异基因主要与细胞外纤维组织、细胞外基质组织、肌丝滑动、细胞基质粘附、胶原原纤维组织、脂质代谢过程的负调节、胆固醇转运的负调节、极低密度脂蛋白颗粒清除率的负调节、肌肉收缩、乳糜微残留间隙等生物过程相关。既往研究表明,心肌纤维化是以心肌中细胞外基质蛋白过度沉积为特征的病理过程,细胞外基质蛋白的无序合成,导致了心脏发生结构性的改变,影响心肌细胞的兴奋-收缩偶联过程,继而出现以收缩或舒张功能障碍为特征的心力衰竭[18]。心肌细胞外基质主要由Ⅰ型和Ⅲ型原纤维胶原以及少量的Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ型胶原和其他蛋白(纤维连接蛋白、层黏连蛋白、弹性蛋白等)组成,其中占比约85%的Ⅰ型原纤维胶原是负责赋予心肌拉伸强度的厚胶原,占比约11%的Ⅲ型原纤维胶原负责基质的网络弹性[19]。细胞外基质各成分的相对平衡,以及细胞外基质合成与降解的动态平衡对于维持心肌结构的完整性至关重要,急性心肌梗死后,Ⅰ型和Ⅲ型原纤维胶原大量合成,导致心肌纤维化加剧,诱发心力衰竭的发生,研究表明心肌梗死患者住院前期Ⅲ型胶原前肽(PⅢNP)的升高(Ⅲ型原纤维胶原合成过程中的标记物,提示原纤维胶原大量合成)是随访期心源性死亡或心力衰竭发生的预测因素[20]。此外,其他生物过程多涉及到脂质代谢过程,研究发现经过16 周高脂饲养的沙鼠表现出明显的体型肥胖和高脂血症,但血糖水平没有显著的变化,病理学解剖显示高脂血症的沙鼠心脏出现结构紊乱,主要包括心肌细胞肥大、脂质沉积、间质和血管纤维化、以及浸润性中性粒细胞数量增多,提示脂质代谢紊乱所造成的心肌代谢亦推动心肌纤维化的发展[21]。因此,逆转细胞外基质重构、胶原纤维沉积、脂质代谢紊乱是治疗心肌纤维化的重要环节。

3.2 心肌纤维化的发生是多条通路协同参与的结果

KEGG 通路富集表明,差异基因显著富集的通路主要为:血小板活化、催产素信号通路、ECM 受体相互作用、肿瘤坏死因子-α 等信号通路,提示心肌纤维化涉及到内分泌调节、细胞外基质重构、炎症等多种机制。血小板活化对于原发性止血过程是必不可少的,但需要注意到,血小板活化在促炎症中也发挥重要的作用,其引起的炎症反应能够促进高血压介导的心肌纤维化和心力衰竭的发展[22]。Liu等[23]的研究发现,将使用血管紧张素Ⅱ构建的高血压WT 小鼠的血小板经静脉注入同窝未使用血管紧张素Ⅱ处理的WT 小鼠,发现接受血小板后的WT 小鼠心脏组织中炎症因子(Mac-2、TGF-β1)阳性细胞明显增多,胶原蛋白Ⅰ和TGF-β1 的mRNA表达水平也明显上调,组织切片显示接受血小板后的WT 小鼠心肌纤维化程度高于其他组,提示活化的血小板能够促进心肌纤维化与炎症的发生。既往研究证实催产素具有降压、负性心力、调节副交感神经、舒张血管等保护心脏和改善愈合过程等作用[24],但最近的研究发现,心脏中特异性过度表达催产素的转基因小鼠,在出生3 个月后即出现心力衰竭的发生,并且具有心脏扩张、收缩功能减退、心肌纤维化等现象,提示催产素对于心肌的影响存在双面性,因此在心血管疾病的预防与保护中应谨慎应用催产素,深入研究其保护或加重心肌损坏的机制[25]。整合素家族是连接细胞外基质与细胞骨架的异二聚体细胞黏附分子,是细胞外基质(ECM)受体的主要组成部分,在调控增殖、分化、凋亡和细胞迁移等过程中发挥重要作用[26]。研究表明在心肌梗死的愈合阶段整合素表达不断升高,而在心肌重塑过程中降低,通过将整合素β1敲除的小鼠心肌梗死模型与模型对照组对比发现,整合素敲除小鼠的心功能显著降低,而心肌纤维化和细胞凋亡水平高于模型对照组,提示整合素在心肌梗死后抗心肌纤维和保护心肌过程发挥重要作用[27]。肿瘤坏死因子-α(TNF)及其可溶性TNF 受体(TNFRs)是心力衰竭患者死亡率的独立预测指标,TNF 信号重要通过TNFR1 和TNFR2 两个细胞表面受体实现,研究表明与正常野生型(WT)小鼠相比,TNFR1 和TN⁃FR2 基因敲除的WT 小鼠的4 周心肌梗死后生存率均显著提高,然而TNFR1 敲除的小鼠表现出对心肌纤维化和收缩功能障碍的明显改善,而在TN⁃FR2 敲除的小鼠中这些病理现象被促进,提示在制定治疗性的抗TNF 策略时,应当考虑心力衰竭中TNF 受体的特异性作用[28]。心力衰竭患者的循环血液中TNF-α 以及多种炎症因子均处于高水平,这些因子由心脏成纤维细胞分泌,并通过旁分泌对心肌细胞产生作用,导致心室重构和心力衰竭,此外研究表明在心脏成纤维细胞单独培养基中TNF-α水平较低,而在心脏成纤维细胞和心肌细胞的共同培养基中TNF-α 大量存在,这些发现表明心肌细胞与心脏成纤维细胞间的通讯以及旁分泌作用在心肌纤维化的发展中具有不可忽视的作用[29]。

3.3 心肌纤维化与多靶点的表达相关

由PPI 网络构建与核心基因筛选可知,PPI 网络中包含 CTGF、TIMP1、SPP1、SERPINE1、COL3A1、POSTN、FOS 等7 个基因的模块具于网络核心位置,可能为心肌纤维化的关键模块。此模块下的基因主要涉及细胞外基质合成和成纤维细胞增殖转分化等过程[30,31]。结缔组织生长因子(CTGF)是一种生物学效应广泛的血管活性物质,能够促进血管生成、细胞趋化、促进成纤维细胞增殖和胶原合成等过程[32];Chen 等[33]发现,心肌纤维化大鼠的心肌组织中CTGF 的表达显著上调,而下调CTGF 的表达后心肌纤维化的水平也随之受到抑制。心肌损伤时内皮细胞发生内皮细胞间质转化(Endo-MT)生成胶原蛋白的能力较差,但在内皮细胞间质转化过程中分泌大量的CTGF,刺激心脏成纤维细胞向合成胶原蛋白能力更强的心肌成纤维细胞转分化,促进心肌纤维化的发展[34],提示心脏内皮细胞旁分泌对成纤维细胞的调节作用可能为心肌纤维化的重要驱动因素。基质金属蛋白激酶(MMP)能够降解细胞外基质,使其处于动态平衡,但金属蛋白激酶-1 抑制剂(TIMP1)能够抑制MMP 的作用,在心肌纤维化的发展过程中TIMP1显著上调[35]。胶原蛋白Ⅲ(COL3A1)是细胞外基质的重要组成部分,且临床研究表明,心肌梗死后一个月Ⅲ型前胶原前肽与Ⅰ型前胶原前肽(胶原蛋白Ⅲ和胶原蛋白Ⅰ合成的标记物)的比值与左室重构有关[36]。课题组成员前期研究表明,中药干预治疗心肌梗死诱导的心力衰竭大鼠模型,能够显著改善大鼠心功能,抑制心肌纤维化的发生与发展,并且大鼠心脏组织中的CTGF、TIMP1、COL3A1、COL1A1 的mRNA 表达均显著下调,提示中药干预了这些基因的表达而发挥抗心肌纤维化的作用,也佐证了本研究的合理性[6,37]。

3.4 验证结果表明核心靶点的筛选具有可靠性

通过将验证组与对照组进行基因差异表达分析,发现上述核心靶点在验证组均差异表达显著,从火山图得知7 个核心靶点均发生了上调,前文以阐明这些基因在心肌纤维化的发展过程中均发挥着促进纤维化的作用,因此验证结果与当前已有结论相一致,印证了研究结果的可靠性。

3.5 丹参、黄芪、葶苈子具有抗心肌纤维化的价值

药物预测与筛选获得与心肌纤维化最为相关的三味中药:丹参、黄芪、葶苈子。三味药物分别基于活血化瘀、补气升阳、利水消肿治疗心肌纤维化。

祖国医学中并无“心肌纤维化”病名,根据心肌纤维化患者所表现的临床症状,可将其归纳于“心衰”“喘证”“胸痹”等范畴。中医理论认为:本病病机可概括为“本虚标实”,其中本虚多数气虚、阳虚,标实多属痰饮、血瘀。气虚则无力推动脉中之营血,血行不畅则为瘀;血瘀则停于心间,阻遏气血之运行且耗伤心气,因而发为此本,治疗当以“益气温阳、活血利水”[38]。后世医家认为:“开鬼门,洁净府,去菀陈莝”为其治疗的宗旨[39]。丹参味苦、微寒,《神农本草经》记载其具有“主心腹之邪气……破癥除瘕,止烦满,益气”之功用,此药用于心肌纤维化时,可除标实之瘀血,与黄芪合用可补本虚之气,标本兼治,并且在以往的心肌纤维化治疗中已广泛使用,现代药理学研究表明:丹参中的成分丹参素具有抑制心肌梗死模型SD 大鼠心肌组织中胶原蛋白的表达,改善心肌纤维化[40]。黄芪、葶苈子为治疗心力衰竭的常用药对的,黄芪补气升阳,振奋衰竭之心气,正所谓“气为血之帅”,心气充沛则瘀阻之血得以散,周身之血得以建运;葶苈子利水消肿,使停留心胸之水饮得去,且亦有泻肺定喘之功用,二者合用与西医所采用的“强心”“利尿”策略不谋而合。前期研究证实,包括黄芪、葶苈子在内的鹿芪方治疗心力衰竭疗效明确,具有抑制RAS 系统、逆转心肌纤维化、改善心功能、下调CTGF、TIMP1、COL3A1、COL1A1 的mRNA 表达等作用[6,15,37,41,42]。并且基于超高效液相色谱串联质谱法(UPLC-MC)测得黄芪甲苷和槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖-7-O-β-D-龙胆皂甙分别为黄芪和葶苈子的主要成分,药理学研究证实黄芪甲苷具有抗心肌纤维化的作用[43],葶苈子提取物能够降低腹主动脉束带引起的大鼠心室总胶原含量,抑制心肌重构[44]。因此,丹参、黄芪、葶苈子三味中药治疗心肌纤维化具有丰富的药理学研究以及中医理论基础。

心肌纤维化是一个多过程、多通路、多靶点协同调控的病理过程,涉及细胞外基质合成、胶原蛋白合成、炎症反应等多生物途径,通过多种细胞分泌、细胞外基质调节相关的通路,对CTGF、TIMP1、SPP1、SERPINE1、COL3A1、POSTN、FOS 等靶点进行调控。本研究基于生物信息学对其机制进行挖掘,阐明其发病的差异基因的有关功能和参与的通路,验证结果显示筛选的关键靶点具有可靠性。本文还预测了与心肌纤维化治疗有关的潜在中药,并与课题组的前期研究相结合,证明丹参、黄芪、葶苈子三味中药治疗心肌纤维化具有理论与实践的支撑,因此在临床治疗心肌纤维化的过程中应当重视这三味中药的使用。同时笔者发现,心肌纤维化的发生可能涉及心肌成纤维细胞的自分泌或心肌其他细胞的旁分泌调节,而其中的具体机制尚未阐明,课题组将基于该科学问题进行下一步的研究,明确其发生机制,为心肌纤维化的深入研究与治疗提供更多的研究基础。

作者贡献声明

周宙:完成了课题实施、结果分析、论文撰写;王震、刘杨:完成了文献整理、方案检查、结果分析;王咏:完成了论文的审查与修改;杨传华:完成了课题设计、研究选择、最终审核。

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