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目的:(1)通过建立α-萘异硫氰酸酯(ANIT)诱导的大鼠肝内胆汁淤积(IC)肝损伤模型,评价西红花苷Ⅰ在抗胆汁淤积型肝损伤的药效。(2)利用液质联用(LC-MS)的非靶向代谢组学技术,研究西红花苷Ⅰ对IC型肝损伤大鼠血清代谢的干预作用,挖掘潜在代谢物;利用转录组学技术(RNA-seq),研究西红花苷Ⅰ对IC型肝损伤大鼠基因表达信息的影响。利用代谢组学、转录组学联合分析方法,更深层次探讨西红花苷Ⅰ抗肝损伤的作用机制。方法:(1)药效学研究:随机将48只SD大鼠分成Control组、ANIT组、UDCA组、CR-L组、CR-M组、CR-H组,通过建立大鼠IC型肝损伤模型,检测各组血清中肝损伤代表指标、炎症因子水平、肝脏组织的氧化应激指标和观察病理切片来评价西红花苷Ⅰ的药效,并筛选出西红花苷Ⅰ给药的最优剂量组进行后续实验研究。(2)代谢组学研究:基于UPLC-Q-Exactive-MS法的代谢组学分析是从生物小分子层面分析西红花苷Ⅰ抗IC型肝损伤的作用机制。通过对ANIT模型组和西红花苷Ⅰ药效最优组的血清差异代谢物进行多元统计分析和KEGG代谢通路富集分析,鉴定出发挥抗病作用的潜在生物标记物和参与的显著代谢通路。(3)转录组学研究:从基因层面对空白组、模型组、西红花苷Ⅰ药效最优组进行转录测序分析,探究西红化苷Ⅰ抗IC型肝损伤的作用机制。先对测序数据进行质控分析,并将质控后的数据进行序列比对分析,最后利用GO、KEGG数据库对筛选出的差异基因进行功能注释与通路富集。(4)代谢组学和转录组学联合分析:首先将代谢组学得到的数据与转录组学得到的数据利用超几何分布算法获得显著富集通路,并对共有通路上的基因和潜在生物标记物进行相关性热图分析、相关性网络分析,得到关键基因。最后利用分子对接和Western blot法对关键基因所对应的蛋白进行分析验证,进一步阐述西红花苷Ⅰ抗病的作用通路与对相关蛋白的调控能力,得到最终的保护作用机制。结果:(1)药效学结果分析得到:西红花苷Ⅰ各剂量组能降低血清AST、ALT、TBA、TBIL、DBIL水平和肝组织匀浆中MDA水平,升高肝组织匀浆中SOD、GSH水平,降低血清TNF-α、IL-6、IL-1β水平,改善组织学病变。得出西红花苷Ⅰ高剂量(CR-H)组治疗效果最佳,故选取西红花苷Ⅰ高剂量继续进行后续组学的深入研究分析。(2)经过非靶向代谢组学分析得到:ANIT模型组与Control组比较共鉴定出225个显著差异代谢物,ANIT模型组与CR-H组相比得到194个显著性差异代谢物。为了探讨可能的代谢途径,我们用Metabo Analyst 5.0在线工具分析了ANIT模型组和CR-H治疗组的差异代谢产物。CR-H组与ANIT模型组差异代谢物共涉及16条代谢途径,包括甘油磷脂代谢、组氨酸新陈代谢、类固醇激素生物合成、色氨酸新陈代谢、亚油酸代谢、卟啉和叶绿素代谢、α-亚麻酸代谢、β-丙氨酸代谢、谷胱甘肽代谢、细胞色素P450对异生物质的代谢、花生四烯酸代谢、初级胆汁酸生物合成、嘌呤新陈代谢等。通过venn分析得出有76个代谢物在造模前后均发生显著性变化,且有40个代谢物水平经西红花苷Ⅰ治疗后出现逆转趋势,说明40个代谢物可能为潜在的生物标记物。(3)转录组学研究得到:经过西红花苷Ⅰ干预治疗后,与ANIT模型组比较有473个差异基因(DEGs)发生显著变化,显著上调表达有153个,显著下调表达有320个。Crocin I_vs_ANIT组差异基因经过GO富集,在炎症反应、对脂肪酸的反应、白细胞迁移的正向调节的功能上得到显著富集(Padjust<0.05);在KEGG通路富集分析中发现,多数基因富集到视黄醇代谢、钙信号通路、PPAR信号通路、昼夜节律、趋化因子信号通路、花生四烯酸代谢、胆汁分泌、初级胆汁酸生物合成等。(4)将代谢组学得到的76个差异代谢物与转录组学得到的差异基因进行联合分析,得到共有通路。差异基因和代谢物集中富集到2条与胆汁淤积疾病相关的通路,分别为胆汁分泌、类固醇激素生物合成途径。相关性热图与相关性网络分析显示Hmgcr、Abcg5、Sult2a1、Ugt2b7这4个基因与代谢物的关联性较高,确定为关键基因。经分子对接显示,小分子与目的蛋白之间的结合能均小于-5kcal·mol-1,表明配体与受体结合活性较好。Western blot结果表明,与Control组相比,ANIT组大鼠肝组织Hmgcr蛋白水平显著升高(P<0.05),Abcg5、Sult2a1蛋白水平显著降低(P<0.05);经西红花苷Ⅰ干预后,高剂量组Hmgcr蛋白水平显著降低(P<0.05),西红花苷Ⅰ中、高剂量组Abcg5蛋白水平显著升高(P<0.05),高剂量组Sult2a1蛋白显著增高(P<0.05);Ugt2b7蛋白无显著性。Hmgcr、Abcg5、Sult2a1这3个蛋白均存在于胆汁分泌通路上,说明西红花苷Ⅰ通过调控Hmgcr、Abcg5、Sult2a1的表达发挥抗IC型肝损伤的作用。结论:(1)西红花苷Ⅰ(90 mg/kg)对肝内胆汁淤积型肝损伤有显著的治疗效果,具有增强机体抗氧化应激能力与抑制炎症因子分泌的作用,充分表明了西红花苷Ⅰ在治疗IC型肝损伤上具有潜在的研究价值。(2)代谢组学和转录组学联合分析表明,西红花苷Ⅰ抗胆汁淤积型肝损伤的作用机制与调控胆汁分泌通路上胆汁酸、胆红素等生物合成,调节Hmgcr、Abcg5、Sult2a1蛋白表达水平有关,从而发挥保护治疗效果。