慢性支气管炎(Chronic Bronchitis,CB)简称慢支,是一种呼吸系统常见病,临床定义为支气管的一种慢性炎症状态,临床表现为咳嗽、咳喘或伴喘息且反复发作,近年来,对慢支的研究主要集中在对局部炎症和粘液高分泌机制的探讨,但是,除了上述病变,慢支患者的机体代谢、体重和骨骼肌功能都会受到一定程度的影响,且该病与心血管疾病、抑郁症、肿瘤和癌症等疾病关系密切。如果得不到及时有效的治疗,慢支将严重影响患者的生活质量,甚至发展成为致命性疾病,因此慢支的发病机理研究和有效的药物干预治疗研究越来越引起重视。岩白菜素是苗族习用药材虎耳草科植物岩白菜(Bergenia purpurascens)的主要药效成分,并被《中华人民共和国药典》一部收载为镇咳祛痰药物,对呼吸系统疾病有很好的临床效果,但岩白菜素治疗慢支的作用机理并不明确,因此引入新技术探讨岩白菜素治疗慢支的作用机制对其临床应用有一定的指导意义。因此,本课题采用基于TMT标记的定量蛋白质组学和基于LC-MS/MS的代谢组学两种组学技术,分别研究烟雾诱导慢支大鼠的肺组织中蛋白质表达量的变化,和岩白菜素对慢支干预治疗后,肺组织蛋白质表达量的改变和血清代谢物的含量变化,揭示烟雾诱导慢支的发病机理和岩白菜素作用机制,具体研究成果如下:1基于TMT定量蛋白质组学技术揭示了慢支的发病机理本研究利用TMT标记的定量蛋白质组学技术探究慢支肺组织蛋白质的改变,筛选得到33个差异表达蛋白,其中上调的蛋白有21个,下调蛋白有12个。对差异表达蛋白进行生物信息学分析,结果表明:烟雾刺激导致代谢、生物调节、生物合成、细胞转化、免疫、反应应激等生物过程相关蛋白表达异常,从而影响机体外源物质代谢、类固醇的生物合成、氨基酸代谢、雌激素信号通路、NOD样受体信号通路与PI3K-Akt信号通路、补体和凝血级联反应、吞噬体、核糖体和氧化磷酸化等途径的正常机能。最终导致慢性炎症,并且伴随着肿瘤、肺癌、心血管疾病、骨骼肌萎缩等并发症的风险,从蛋白质分子水平较为系统的揭示了慢支炎症的发病机理,并解释了慢支与其他并发症的关系。并且分别找到7个潜在诊断标记物和7个潜在治疗靶点,为慢支疾病的临床诊断和治疗提供依据。2基于LC-MS/MS代谢组学技术揭示了岩白菜素作用机制本研究基于LC-MS/MS代谢组学技术,分析不同处理组大鼠血清代谢物的改变,通过PCA和OPLS-DA多变量统计分析,岩白菜素组与模型组分离度良好,并且在正、负离子模式下共筛选出25个差异物质,其中11个代谢物的含量较模型比正常的趋势发生了逆转,并检测其在不同处理组随时间的动态变化。分析代谢物变化规律,结果表明:推测岩白菜素主要通过抑制硒代蛋氨酸的分解代谢、影响前列腺素物质代谢、类固醇物质的生物合成等途径达到抗炎效果,并且可以辅助机体清除有毒物质、保护细胞不受破坏、缓解细胞粘连情况,从小分子代谢物水平揭示了岩白菜素治疗慢支的作用机制,为岩白菜素的临床应用提供了指导。并且硒甲基代半胱氨酸血清浓度随着烟雾诱导时间的增加而增加,且与正常组有显著性差异,可以选作慢支临床诊断的潜在生物标记物,并且可以用来评价慢支预后效果。3基于TMT定量蛋白质组学技术揭示了岩白菜素作用机制本课题基于TMT定量蛋白质组学技术,分析岩白菜素干预后大鼠肺组织蛋白质变化,结果发现:与模型组比较,岩白菜素干预导致9个蛋白发生显著差异表达,并且结合模型组和正常组蛋白表达量的改变,发现岩白菜素干预对7个蛋白有逆转作用。对蛋白质进行功能分析,结果表明:推测岩白菜素可以通过抑制二肽基肽酶Ⅳ,诱导组织蛋白酶G、几丁质酶的高表达,驱散中性粒细胞、促进Th2细胞释放抗炎性因子缓解炎症;通过改善基底膜网络构成蛋白的表达情况,修复受损组织,增强肺组织对有毒物质的抵御作用,从蛋白质水平补充说明了岩白菜素对慢支的作用机制。另外,由于岩白菜素作用蛋白的生物活性多样,推测岩白菜素除可以用来治疗慢支等呼吸系统疾病,在治疗二型糖尿病、肝损伤、癌症等疾病方面可能会有一定效果,为岩白菜素的广泛应用和开发提供了思路。更加系统的为岩白菜素的临床应用提供指导。综上所述,本课题应用TMT标记的定量蛋白质组学和LC-MS/MS代谢组学的多组学技术、配合生物信息学分析,辅助western blot验证手段,较为全面的探究了慢支的发病机理,寻找慢支疾病的潜在的诊断和治疗靶点,为其临床诊断和治疗提供新的思路和方向;全面揭示岩白菜素治疗慢支的作用机制,为岩白菜素的临床应用提供科学依据,并且为其广泛开发和应用提供思路。