荷芪散对2型糖尿病患者DNA甲基化修饰的调控作用和机制研究

来源 :广州中医药大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:a7753834
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目的:  一、第一部分:  本部分研究通过荷芪散对2型糖尿病患者疗效及糖脂代谢的影响,探讨荷芪散对痰瘀互结型2型糖尿病患者的治疗作用及与糖脂代谢指标变化的相关性,为中医药治疗2型糖尿病提供理论依据,并为中药新药的开发提供客观的临床证据。  二、第二部分:  本部分研究通过观察荷芪散干预前后的2型糖尿病患者外周血细胞基因组DNA甲基化调控作用,探讨荷芪散治疗2型糖尿病可能参与的生物学过程及相关信号通路,寻找差异性基因位点,为中医药防治2型糖尿病提供新的思路和方法。  方法:  一、第一部分:  收集2017年3月至2017年9月深圳市中医院内分泌科住院病人中符合2型糖尿病痰瘀互结证患者诊断标准、纳入/排除/脱落及终止标准共60例,按随机数表法分为对照组和治疗组各30例。对照组采取常规治疗方案,治疗组在对照组常规治疗方案基础上加服内分泌科临床经验方荷芪散,两组疗程均为3个月,观察记录两组患者基本情况、临床疗效、中医证候积分以及糖脂代谢相关指标(空腹血糖、餐后2小时血糖、空腹胰岛素、糖化血红蛋白、总胆固醇、总甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇)及安全性指标,整理数据进行统计学分析。  二、第二部分:  从第一部分临床研究中对照组及治疗组随机选取患者各3例,诊断标准、纳入/排除/脱落及终止标准、治疗方案同上一致,另加健康志愿者3例为空白组。对照组、治疗组干预前后及空白组共有15例外周血样本,通过DNA甲基化芯片技术(MeDIP-Chip)检测全基因组的甲基化水平,得到各样本基因启动子区甲基化结合位点的探针原始数据及富集峰值,并使用M方法进行差异富集峰(DEP)分析,筛选出不同组间对比启动子区差异性甲基化位点,通过GO分析、Pathway分析判断其可能参与的生物学过程及糖尿病相关的信号通路,并筛选目标基因。  成果:  一、第一部分:  (一)一般资料比较,两组患者性别分布无显著性差异(P>0.05),两组患者平均年龄、身高、体重、BMI、病程无显著性差异(P>0.05)。  (二)疗效性指标比较,干预前,两组患者中医证候总积分无显著性差异(P>0.05);干预后,两组患者中医证候总积分有显著性差异(P<0.05);两组治疗前后中医证候总积分差值有显著性差异(P<0.01)。干预后,对照组临床痊愈4例,显效8例,有效8例,无效10例,总有效率为67%;治疗后治疗组临床痊愈8例,显效9例,有效10例,无效3例,总有效率为90%,有显著性差异(P<0.01)。  (三)实验室观测指标结果比较,干预前,两组患者糖化血红蛋白(HbA1c)、空腹血糖(FPG)、餐后2h血糖(2hPG)、空腹胰岛素(FINS)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)均无显著性差异(P>0.05);干预后两组患者上述指标均较前降低,有显著性差异(P<0.01);两组患者治疗前后差值比较均有显著性差异(P<0.05)。  二、第二部分:  (一)甲基化芯片初筛结果:原报告显示15例样本的全基因组检测共有46123个基因启动子区CPG岛显示检测到可能的DNA甲基化状态改变,其中29914个基因甲基化发生在高CpG密度启动子区上,7798个基因甲基化发生在中CpG密度启动子区。  (二)差异甲基化(DEP)分析结果:在高CpG密度启动子区(HCP),对照组干预前后比较有841个基因具有差异甲基化区域,治疗组干预前后比较有957个基因具有差异甲基化区域,对照组与治疗组干预后比较有658个基因具有差异甲基化区域,对照组干预前与空白组比较有689个基因具有差异甲基化区域,治疗组干预前与空白组比较有833个基因具有差异甲基化区域;在中CpG密度启动子区(ICP),对照组干预前后比较有220个基因具有差异甲基化区域,治疗组干预前后比较有251个基因具有差异甲基化区域,对照组与治疗组干预后比较有236个基因具有差异甲基化区域,对照组干预前与空白组比较有227个基因具有差异甲基化区域,治疗组干预前与空白组比较有267个基因具有差异甲基化区域。  (三)GO分析结果:对照组干预前后比较,具有差异甲基化区域的基因参与生物过程的GO条目有678条,显著富集程度前10位的GO条目主要为:染色质沉默、表观遗传、Notch信号通路调节、肌肉松弛、神经系统发育、cAMP信号通路调节、解剖结构改变、细胞发育、染色质凝聚、核小体组装等生物过程;治疗组干预前后比较,具有差异甲基化区域的基因参与生物过程的GO条目有830条,显著富集程度前10位的GO条目主要为:解剖结构发育、多细胞生物发育、发育过程、系统发育、神经系统发育、神经生成、细胞蛋白质修饰、蛋白质修饰、大分子修饰、细胞组分等生物过程;对照组与治疗组干预后比较,具有差异甲基化区域的基因参与生物过程的GO条目有725条,显著富集程度前10位的GO条目主要为:大分子定位、蛋白质分解调控、蛋白酶体分解代谢调控、心脏传导对心率的调节作用、肌丝滑行、分子伴侣介导蛋白质转运、分子定位、细胞蛋白质分解代谢调控、细胞定位、微管聚合或解聚作用等生物过程。  (四)Pathway分析结果:对照组干预前后比较,具有差异甲基化表达的基因参与的信号通路中与糖尿病相关的信号通路主要涉及到cAMP信号通路、Notch信号通路、Wnt信号通路、Rap1信号通路,差异甲基化程度较为显著的基因主要涉及有CREB3L4、SSTR5、HDAC2、LFNG、RFNG、FZD10、GPC4、FLT1、PDGFC;治疗组干预前后比较,具有差异甲基化表达的基因参与的信号通路中与糖尿病相关的信号通路主要涉及到雌激素受体信号传导通路、Rap1信号通路、MAPK信号通路,差异甲基化程度较为显著的基因主要涉及有ADCY2、FLT1、FLT3、MAP3K14、PPP3R1、PRKACA;对照组与治疗组干预后比较,具有差异甲基化表达的基因参与的信号通路中与糖尿病相关的信号通路主要涉及到TGF-β信号通路、AMPK信号通路、胰岛素信号通路,差异甲基化程度较为显著的基因主要涉及有LTBP1、SMAD3、CCND1、FOX03。  (五)基因筛选:将相关基因进行NCBI(national Center for Biotechnology Information,美国国家生物技术信息中心)的Gene Bank及文献查询分析结果,通过Peak Score和Peak M Value值计算,CREB3L4、FLT1甲基化差异较为显著,且参与多个与糖尿病相关的信号通路,具有实际研究价值。  结论:  一、第一部分:  荷芪散能够明显缓解2型糖尿病痰瘀互结证患者的临床症状,改善其糖脂代谢指标。  二、第二部分:  通过DNA甲基化芯片技术的统计学分析,发现对照组与治疗组均存在差异甲基化基因位点,并参与了多种与2型糖尿病发病机制密切相关的生物过程及细胞信号转导通路,最终筛选出CREB3L4、FLT1基因拟进行下一步甲基化及表达情况的功能验证,以期探讨作为DNA甲基化标志物研究荷芪散干预2型糖尿病痰瘀互结证患者作用机制的可能性。
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