基于多组学技术柴胡低极性部位调节昼夜节律紊乱作用机制初探.pdf

中文摘要

circadianrhythmsCR

选题依据：昼夜节律（，）是生物节律的一种，属近日节律，

控制着睡眠觉醒的更替、体温、血压、激素的分泌等。昼夜节律受到内源性和外源-

性双重因素的影响。机体一般遵循以24h为振荡周期的转录-翻译反馈环路，一旦紊

乱，就会表现为睡眠觉醒睡眠机制障碍。同时，轮班、跨区域出差和睡眠不足均为-

外部因素导致昼夜节律紊乱，在临床上以睡眠觉醒节律障碍为主要症状。昼夜节律-

紊乱（circadianrhythmdisruption，CRD）会导致机体内分泌系统紊乱、睡眠障碍、

精神状态异常并诱发各种疾病等。近年来研究发现，胆汁酸代谢与昼夜节律密切相

关。胆汁酸主要合成部位在肝脏，主要通过肝肠循环进行代谢。且肝脏作为外周生

物钟，对机体代谢内源性小分子调控发挥着重要作用，同时胆汁酸的代谢与肠道菌

群有密切关系。

课题组前期通过药效学和生化节律明确柴胡低极性部位对昼夜节律紊乱节律具

有调节作用，对中央生物钟的PACAP、GABA等神经递质和VIP、Glu等神经肽以

及血清中的单胺类神经递质具有调节作用，对凌晨01:00的外周生物钟肝脏的时钟基

因调节范围最广。那么，柴胡低极性部位调节昼夜节律紊乱胆汁酸通路是否有关，

然而，胆汁酸代谢与肠道菌群有关，柴胡低极性部位能否改善昼夜节律紊乱模型大

鼠菌群组成和结构以及具体机制等问题需要进一步研究。

目的：本研究借助转录组测序技术和实时荧光定量PCR技术探寻柴胡低极性部

位对昼夜节律紊乱模型大鼠基因水平的影响，进一步探讨柴胡低极性部位调节昼夜

节律紊乱的分子作用机制；采用拟靶向代谢组学的方法测定大鼠胆汁酸谱，同时采

用微生物组学技术明确大鼠肠道菌群组成和结构特点。最后对差异基因差异胆汁酸--

肠道菌群关联性分析，挖掘基因-胆汁酸-肠道菌群的相关性，为柴胡低极性部位调节

昼夜节律机制提供实验基础，为柴胡新药开发及临床应用提供依据。

1.KM

方法：根据课题组前期药效结果筛选，选取空白（）组、模型（）组、柴

胡低极性部位（CM，生药量50g/kg）组和阳性药（Y）组的肝脏组织，采用RNA-seq

GO

技术对大鼠肝脏进行转录组测序分析，将差异表达基因注释到数据库中，进而

了解差异表达基因的分子功能及参与的生物学过程。再通过KEGG数据库，进行差

异通路富集分析，寻找关键代谢通路和信号通路，通过分子生物学技术qPCR对筛

选出的差异通路中的关键基因进行实验验证。

I

2.选取各组的肝脏组织、盲肠内容物，采用UPLC-Q-Exactive-MS拟靶向代谢

组学分析方法测定大鼠的胆汁酸含量的变化，比较柴胡低极性部位对肝脏和盲肠内

容物胆汁酸含量的调节作用，并采用多元统计分析，筛选差异胆汁酸。

3.选取各组的盲肠内容物，采用16SrRNA基因测序技术，探究柴胡低极性部

位对昼夜节律紊乱模型大鼠肠道菌群结构的影响。

4.采用斯皮尔曼相关性分析，将“差异基因差异胆汁酸差异菌群”进行两两--

组合关联分析，研究柴胡低极性部位回调的“差异基因-差异胆汁酸-差异菌群”之间

的相关性。

研究结果：

1.转录组测序结果显示：K_vs_M共筛选出407个差异表达基因；M_vs_CM共

161KEGG

筛选出个差异表达基因。通路富集显示，昼夜节律紊乱时及柴胡低极性

部位干预后都显著富集到昼夜节律、非酒精性脂肪肝通路上，同时柴胡低极性部位

干预后富集到胆汁分泌的通路、色氨酸代谢等通路。采用qPCR验证昼夜节律、胆

13RORcSirt1

汁分泌的通路、非酒精性