基于基因表达谱研究铁皮石斛多糖和黄连的药理作用机制

基于基因表达谱研究铁皮石斛多糖和黄连的药理作用机制
目的:利用基因表达谱芯片技术研究铁皮石斛多糖对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)基因表达谱的影响,同时,研究黄连对人肝癌细胞(Hep G2)基因表达谱的影响。

方法:1.使用旋蒸仪进行铁皮石斛多糖、黄连的取。

2.MTS法测定细胞增殖活性。

3.样本总RNA的取与检测。

4.c DNA的合成与扩增。

5.芯片杂交。

6.芯片图像采集及扫数据分析。

7.生物信息学分析。

8.q RT-PCR验证基因芯片结果。

9.利用SPSS软件对实验数据进行统计分析。

计量资料采用均值±方差(x±s)表示,两组之间的差异比较采用T检验。

P<0.05或P<0.001为差异有统计学意义。

结果:1.细胞增殖活性实验铁皮石斛多糖对HUVEC细胞的增殖活性有一定的抑制作用。

与对照组比较,100μg/m L以上铁皮石斛多糖的给药浓度越高,HUVEC 细胞的存活率均显著降低,差异均具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。

高浓度的黄连粗物对Hep G2细胞的增殖活性有一定的抑制作用。

与对照组相比,30μg/m L以上黄连的给药浓度越高,Hep G2细胞的存活率均显著降低,差异均具有统计学意义(P<0.05)。

2.基因表达谱芯片的结果400μg/m L铁皮石斛多糖作用HUVEC细胞24 h 后,与对照组相比,存在表达差异的基因共91个,其中上调基因(Ratio>2)的有84个,下调基因(Ratio<0.5)的有7个。

75μg/m L黄连作用Hep G2细胞24 h后,差异表达的基因共1621个,其中上调基因(Ratio>2)的有869个,下调基因(Ratio<0.5)的有752个。

3.生物信息学分析对于铁皮石斛多糖作用HUVEC细胞后,对全部的差异基因
做GO富集分析,结果表明,上调差异基因功能主要富集在细胞因子的产生、免疫反应及趋化因子等生物学过程,下调差异基因功能主要富集在细胞因子活性、趋化因子、免疫应答及应激反应等生物学过程。

KEGG通路分析表明铁皮石斛多糖
上调基因主要参与了TNF信号通路、类风湿性关节炎、单纯疱疹病毒、麻疹、疟疾、Toll样受体信号通路、Nod样受体信号通路等,而铁皮石斛多糖下调基因主要富集在趋化因子信号传导通路。

黄连作用Hep G2细胞后,对全部的差异基因做GO富集分析,结果表明,上调差异基因功能主要富集在细胞凋亡,蛋白质活性等生物学过程,下调差异基因功
能主要富集在细胞有丝分裂、氧化还原酶活性等生物学过程。

KEGG通路分析表
明黄连上调基因主要参与了p53信号通路、TNF信号通路、MAPK信号通路、癌症相关的信号通路,而下调基因主要参与脂代谢相关的信号通路。

4.q RT-PCR验证基因芯片结果在铁皮石斛多糖作用HUVEC细胞实验中,为了验证芯片结果,我们根据KEGG基因功能富集的结果,从上调和下调基因中分别选取与免疫相关的代表性基因:IL6、ICAM1、CCL14基因进行q RT-PCR验证。

而在黄连作用Hep G2细胞实验中,从上调基因中选取与癌症相关的代表性基因ACTG1、ITGB1,下调基因中选取与脂代谢相关的代表性基因ACAT2、HMGCS1进行q RT-PCR 验证。

验证的结果均与芯片的结果一致。

结论:铁皮石斛多糖作用HUVEC细胞后,
与对照组相比,基因表达存在明显的差异,其中差异表达基因显著富集在免疫反应、细胞因子的产生及趋化因子等信号通路中。

黄连作用人肝癌细胞后,差异表达基因显著富集在癌症、脂代谢信号通路。

该研究更全面的了解铁皮石斛多糖和黄连的作用靶点,为进一步研究铁皮石斛多
糖和黄连的药理作用机制供依据。