金弗康利用系统生物学方法协助曙光医院研究中药蝉衣在肾病治疗中的作用机制

在用系统生物学分析中药药理的分子机制的同时,也能够发现中药药方的一些不足:一方面,中药是混合小分子制剂,作用靶点比较多,这可能导致一下副作用,另一方面,没有被直接靶向的致病基因也可以引导我们进行中药方的改良。


曙光医院在肾病治疗过程中,就发现了蝉衣这位药在实际疗效上具有明显的作用。

为了搞清楚蝉衣的具体作用,我们尝试使用系统生物学进行机制分析,结果在蛋白层次的匹配上,蝉衣的直接靶标中没有肾病相关的明确致病点;进一步,在功能层次(GO)的匹配上,我们找到了蝉衣作用机制和肾病发病机制间的共性。


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由此,我们建立了致病基因关联模型,下图中红色的圆点是致病基因,绿色的点是蝉衣中所含有效分子的潜在作用靶点。调控网络说明蝉衣的间接作用机制主要体现在对外(viral process, response to hypoxia, fatty acid homostatis),以及由此激活的免疫应激反应(innate immmue response, lymphocyte proliferation, B cell proliferation)这几个方面。


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进一步,对网络进行简化,聚焦在炎症反应和免疫调节两个方面,我们发现,蝉衣的作用靶标中,TLR2这个细胞表面的膜蛋白出现在了网络核心位置,一方面它可以捕获外源小分子的能力,另一方面,可以通过TNFNOS2JUNSYK激活免疫应答。


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这个案例说明系统生物学是从网络层面看作用机制的,我们既可以从单点(基因,蛋白),也可以从网络(通路,生物过程)层面分析关联,这有助于我们更全面具体的了解事物的本质。


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