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目的:在导师所领导项目组以往中医基础理论研究的基础上(该研究采用基因芯片技术,检测了健脾益气、清热解毒、活血化瘀等治法及其配伍对大鼠肝癌基因表达的差异,以及常见不同证候 H22 荷瘤小鼠肿瘤基因表达的差异),对所形成的海量数据进行挖掘与分析,深入探讨肝癌发生发展原理,以及不同中医治法作用机制和证候的内在本质。
方法:对正常肝组织、DEN肝癌模型组(诱癌第4周、8周、16周和20周)和不同治法治疗组(西药喃氟啶、中药抑癌扶正行气活血治法,以及清热、活血、健脾三个亚治法等)肝癌(含肝)组织10张Affymetrix Rat 230A GeneChip (每张芯片含15710个基因),以及邪毒壅盛、气虚、阳气虚和气阴阳虚等四种常见证候H22小鼠肿瘤组织4张GeneChip Mouse Exon 1.0 ST Array(每张芯片含100万个外显子信息,及16661个核心基因信息)的芯片数据进行标准化处理,差异分析。利用GeneBank、iHOP、GO、KEGG、Reactome、MEDLINE、Highwire、OVID和CNKI等互联网文献数据库及相关信息技术,以肝脏和肝癌组织表达极其丰富的药物代谢酶家族为切入点,从三个方面开展理论研究工作:(1)大鼠肝癌肝药酶基因表达改变及不同中医治法的调节作用;(2)大鼠肝癌肝药酶调控相关基因表达改变及不同中医治法的调节作用;(3)常见证候小鼠H22肿瘤组织药物代谢酶基因表达的差异。
结果:
(1) 从大鼠表达谱芯片的15710个基因中共筛选出与药物代谢酶有关的基因共有119个,包括73个Ⅰ相药物代谢酶基因、28个Ⅱ相药物代谢酶基因和18个Ⅲ相药物代谢酶基因;其中约有近一半在DEN诱导的大鼠肝癌中发生了明显变化,包括Ugt、mrp3、Aldh3al等三个上调极为显著的基因,以及Cyp1a1、Gstp1、P-gp、Cyp2c12、γ-GT等上调和Cyp1a2、Cyp3a9、Cyp4alO、Cyp11a1和Cyp7b1等下调较为明显的基因。
(2) 活血化瘀、清热解毒和健脾理气法对肝癌组织大部分肝药酶基因有调节作用。其中上调作用最显著的是活血方;下调作用最显著的是健脾方;清热方对肝癌组织中肝药酶基因主要起上调作用,但不如活血方明显,且其正向调节的基因范围最狭窄;全方对肝药酶基因的调节力度较小,但其正向调节的基因范围最广。
(3) 对照西药喃氟啶对大鼠肝癌肝药酶调控相关基因表达的调节范围窄,不如不同中医治法的面广。
(4) 同样剂量的活血方,在配伍至全方后,其原先的作用得到完全的改变,提示中药配伍的特殊意义。
(5) 从小鼠肿瘤外显子芯片16661个核心基因中,共筛选出与药物代谢酶有关的基因183个,包括Ⅰ相酶97个、Ⅱ相酶39个和Ⅲ相酶47个,数目要远大于大鼠芯片获得的药物代谢酶。其中有66个可以在大鼠芯片中完全找到它的对应基因,约占大鼠肝药酶占一半以上。
(6) 不同证候肿瘤药代酶基因总量表现出一定差异,总体的趋势是:邪毒壅盛>气虚>气阴阳虚>阳气虚。其中,Aldh1a7和Gstm5两个基因在邪毒壅盛肿瘤中特异性高表达;Aldh6a1、Aldh1a1、Ephx1和Abcg1四个基因在H22接种早期(邪毒壅盛和早期气虚)小鼠H22肿瘤中高表达,而在中期阳气虚小鼠肿瘤中表达明显下降,Adh7和Cyp39a1与之相反;Abca4在中期阳气虚和中晚期气阴阳虚小鼠H22肿瘤中均高表达,而在邪毒壅盛和早期气虚小鼠中的表达明显下降,Aldh1a2、Tap1(Abcb2)和Abcd2三个基因与之相反; Aldh1a2和Mgst1在H22接种早期(邪毒壅盛和早期气虚)高表达,在中期阳气虚小鼠肿瘤中表达明显下降,而在中晚期气阴阳虚小鼠H22肿瘤中表达又明显上升,Cbr2与这两个基因表达趋势相同,但相对于接种早期,它在气阴阳虚小鼠肿瘤中的表达仍明显下降。
(7)几个重要的药代酶家族基因在大鼠肝癌和小鼠肿瘤中的表达差异很大,以UGTs和ABCs最显著。其中,P-gp、Tap1、Mrp1和Abcg1等基因在大鼠肝癌中的表达明显上升,而它们在各证候小鼠H22肿瘤中的表达量更高;Gstm5在大鼠肝癌中表达也明显上升,且它只在早期肿瘤生长快(邪毒壅盛)的小鼠H22肿瘤中高表达,而在三种气虚小鼠肿瘤中表达下降。
(8)在大鼠诱癌过程中那些表达高、低非常显著的基因,在小鼠肿瘤中没有如此高或低的表达,而且检索到的药代酶也有很大一部分与大鼠肝药酶成员不同。小鼠药代酶表达读数的均数,与小鼠肿瘤所有均数持平,约1:1,而大鼠肝癌中药代酶表达读数的均数,远远高于大鼠肝癌所有均数,约6:1~7:1,提示同样来源于肝癌,两者有很大的差异。
结论:(1)Ugt、mrp3、Aldh3a1等基因,以及氧自由基和超氧化物等亲电子物质可能在肝癌发生过程中起重要作用。(2)不同中医治法对肝癌肝药酶基因表达的调控具有一定的选择性,揭示了辨证论治的基础及其重要性。(3)活血化瘀治法的机制可能与其上调的那些基因有关;健脾益气治法的机制可能与其下调的那些基因有关;清热解毒治法力专,其正向调节的基因范围最狭窄;而当这些治法配伍后,全方调节力度虽然较小,但其正向调节的基因范围最广,可能与其整体调节、全面平衡有关。(4)肝药酶基因表达的差异,可能是H22肿瘤小鼠不同证候内在机制之一;治疗肝癌要分清证候辨证论治。(5)H22肿瘤细胞可能在经过半个多世纪的体内、外传代后,生物特性发生渐进的演变,基因表达谱发生了改变,肝脏的一些生物特征在逐渐消失。(6)以上研究对于中医基础理论有关治则、治法本质的揭示,具有一定的理论意义和应用前景。