针刺抗哮喘差异表达蛋白的生物信息学分析

第 50 卷第 2 期2024年 3 月吉林大学学报（医学版）Journal of Jilin University（Medicine Edition）Vol.50 No.2Mar.2024DOI：10.13481/j.1671‐587X.20240214基于重症支气管哮喘差异表达基因及其治疗中药筛选的生物信息学分析陈丽平1,2, 韩立1, 卞华1, 庞立业1（1. 南阳理工学院河南省张仲景方药与免疫调节重点实验室，河南南阳473004；2. 河南中医药大学呼吸疾病中医药防治省部共建协同创新中心，河南郑州450046）［摘要］目的目的：通过生物信息学方法探讨重症支气管哮喘［简称重症哮喘（SA）］的差异表达基因，分析其作用机制，并筛选潜在具有治疗作用的中药及活性成分。

方法：在高通量基因表达（GEO）数据库中选取GSE136587和GSE158752数据集，利用R软件对数据集进行差异分析获得差异表达基因，并进行蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络分析，筛选核心基因，寻找关键通路和枢纽基因。

最后将核心基因提交至Coremine数据库筛选具有潜在治疗作用的中药，并通过《中华医典》检索相关中药方剂。

结果结果：共筛选出466个差异表达基因。

通过STRING平台构建PPI网络共筛选包括25 kDa 突触关联蛋白（SNAP25）、谷氨酸离子型受体2（GRIA2）、轴突蛋白1（NRXN1）、钾电压门控通道亚家族A成员1（KCNA1）、突触囊泡蛋白 1（SYT1）和嗜铬蛋白A（CHGA）等核心靶点25个。

基因本体（GO）功能富集显示SA的生物学过程与细胞趋化性和白细胞迁移等有重要关系，京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集的通路主要涉及骨髓白细胞迁移、白细胞趋化性、细胞趋化性、白细胞迁移、对外部刺激反应的正向调节和骨髓白细胞活化等信号通路。

采用网络药理学方法基于核心靶点筛选得到具有潜在治疗SA作用的中药367种，其中人参、水牛角、全蝎和黄芪等中药涉及多个核心靶点，与SA具有高度相关性，在《中华医典》中检索具有高度相关性的中药，共得到17个潜在具有治疗效果的中药方剂。

针刺对支气管哮喘大鼠肺组织PI3K蛋白表达的影响杨金华;赵叶;李双;韩君萍;虞跃跃;樊志忠;崔建美【摘要】Objective:To examine the mechanism of acupuncture on PI3K expression in the lung tissues of asthmatic rats.Methods:40 SPF male SD rats were randomly divided into 4 groups with 10 rats in eachgroup.Groups were given accordingly interventions.Physiological recorder is used to inspect the pulmonary function changes,western blot and immunohistochemical method were employed to observe the protein expression of PI3K in the lung tissue of rats.Results:The lung compliance of the asthma model group are decreased with the pulmonary elastic resistance increased comparing with the blank group,acupuncture group and blocking group.Western Blot and immunohistochemical method,The protein expression of PI3K was higher in asthmatic model group than other groups,but there was no statistical difference among the blocking group,the acupuncture group and the blankgroup.Conclusion:Acupuncture can reduce the protein expression of PI3K in lung tissue of rats to reduce airway remodeling and improve lung function.%目的:探讨针刺对哮喘大鼠肺组织中PI3K蛋白表达的影响.方法:将40只SPF级雄性SD大鼠按随机数字表法分为空白组、模型组、针刺组和阻断剂组各10只,各组分别给予相应干预后用生理记录仪检测大鼠肺功能的变化,用Western Blot法和免疫组织化学法检测大鼠肺组织PI3K蛋白的表达.结果:呼吸功能测定显示模型组大鼠肺顺应性降低,肺弹性阻力升高,较空白组、针刺组和阻断剂组改变明显;western Blot和免疫组化法检测示模型组PI3K蛋白表达较空白组、针刺组、阻断剂组升高;针刺后PI3K蛋白表达降低,阻断剂组与空白组比较差异无统计学意义.结论:针刺可降低大鼠肺组织中PI3K蛋白表达以减轻气道重塑,改善和恢复肺功能.【期刊名称】《中国中医基础医学杂志》【年(卷),期】2017(023)011【总页数】4页(P1602-1604,1614)【关键词】针刺;哮喘;PI3K【作者】杨金华;赵叶;李双;韩君萍;虞跃跃;樊志忠;崔建美【作者单位】华北理工大学,河北唐山 063000;华北理工大学,河北唐山 063000;华北理工大学,河北唐山 063000;华北理工大学,河北唐山 063000;华北理工大学,河北唐山 063000;华北理工大学,河北唐山 063000;华北理工大学,河北唐山 063000【正文语种】中文【中图分类】R245.9支气管哮喘(简称哮喘)是临床常见的疑难病和多发病，其发病率和死亡率在全世界范围内呈逐渐增长趋势[1]，是危害人类健康的常见疾病之一，目前全球哮喘患者约有3亿人。

・８６・中国民族ｌ是．ｆａ－Ｉ医药Ｃｈｉｎｅｓｅｊｏｕｒｎａｌｏｆｅｔｈｎｏｍｅｄｉｃｉｎｅａｎｄｅｔｈｎｏｐｈａｔｍａｃｙ医疗论饭ＭｅｄｉｃｉａｌＴｒｅａｔｍｅｎｔＦｏｒｕｍ支气管哮喘中医证型传统研究进展及蛋白组学技术介入的可能性分析马羚峰赵莺王春风四川省成都中医药大学，四川成都６１００７５【擒要】：以传统中医证侯研究中对于支气管哮喘证型的相关性研究进展为切人点，从支气管患者不同证型与客观指标的相关性等方面对中医证型与哮喘的相关性研究进行了概述，并与现代蛋白组学技术进行了对比，提出了用蛋白组学技术介入的可能性分析。

【关键词】：支气管哮喘；中医证型；蛋白组学【中围分类号】Ｒ５６２．２＋５【文献标识码】Ａ【文章编号】１００７—８５１７（２０１０）０１—００８６—０２支气管哮喘（Ａｓｔｈｍａ，ｂｒｏｎｃｈｉａｌａｓｔｈｍａ，简称哮喘）是一种常见病、多发病，其发病率在世界范围内仍呈增加趋势，已成为全球性的社会卫生问题。

哮喘不仅对人类的健康构成了严重威胁，而且给世界各国带来了严重的经济负担，引起了世界卫生组织和各国政府的广泛关注。

目前推测全世界约有一亿五千多万人患哮喘，根据我国多年来进行的几项有关哮喘的流行病学调查（包括儿童哮喘的调查）表明，我国哮喘的发病率约为０．５％一４％，保守估计全国的哮喘患者应在１０００—１５００万人以上…。

因此，作为发展中国家，在我国积极开展哮喘的防治研究工作具有非常重要的现实意义。

哮喘的发病机制复杂，目前认为是由肥大细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞等多种细胞及细胞组分参与的慢性气道非特异性炎症性疾病。

其中Ｔ淋巴细胞是参与哮喘发病的重要炎症细胞，其过度活化和增殖在炎症介质释放的级联反应中具有极其重要的地位旧“Ｊ。

如何阻断哮喘患者体内Ｔ细胞的异常活化、增殖，进而阻断哮喘患者气道复杂的细胞级联反应、抑制哮喘的发生，已成为近年研究的热点。

而细胞生长和增殖是通过细胞周期实现的，Ｔ细胞增殖周期异常在哮喘发病中发挥着重要作用瞄。

支气管哮喘的新生物学标志物验证1课题申报书一、选题的依据和研究意义支气管哮喘是一种常见的慢性呼吸道疾病，其主要表现为气道的狭窄、炎症和过敏反应。

目前，支气管哮喘的诊断主要依赖于病史、临床症状和肺功能检测，但存在一定的主观性和误诊率。

因此，寻找新的生物学标志物对支气管哮喘进行早期诊断、评估疾病严重程度和疗效具有重要的临床意义。

本课题旨在探索支气管哮喘的新生物学标志物，通过高通量技术和生物信息学分析，挖掘不同基因、蛋白质或代谢产物在支气管哮喘发生发展中的变化，以期为支气管哮喘的个体化诊断和治疗提供新的策略和手段。

二、研究方法和步骤本课题主要采用以下方法进行研究：1. 高通量技术的应用：通过转录组学、蛋白组学或代谢组学的技术手段，对支气管哮喘患者和健康对照组的样本进行分析，获得大量的基因或蛋白质信息。

可以采用RNA-seq、LC-MS/MS等技术。

2. 生物信息学分析：将高通量数据进行预处理，包括质控、比对、定量和差异表达分析等，挖掘与支气管哮喘相关的基因或蛋白质，并通过生物信息学分析预测其功能和参与的信号通路。

3. 生物学验证：选择关键的基因或蛋白质标志物进行生物学实验验证，包括实时荧光定量PCR、免疫组化、免疫印迹等技术，验证其在支气管哮喘中的表达变化以及与相关病理过程的关联。

4. 临床样本验证：在支气管哮喘患者中采集临床样本，包括支气管肺泡灌洗液、气道上皮细胞等，对验证的标志物进行检测，统计分析其表达水平与临床特征的相关性，评估其作为支气管哮喘新生物学标志物的效能。

三、预期成果及应用价值1. 高通量技术分析结果：预计获得大量的基因或蛋白质表达谱数据，发现和支气管哮喘相关的生物学标志物。

2. 生物信息学分析结果：对预测的标志物进行功能注释和信号通路重建，深入理解支气管哮喘的发生与发展机制。

3. 生物学验证结果：证实挖掘到的标志物在支气管哮喘中的表达变化，并与相关病理过程的关联。

4. 临床样本验证结果：验证标志物在支气管哮喘临床样本中的表达变化，并评估其作为支气管哮喘新生物学标志物的应用价值。

文章编号:1005-0957(2014)09-0875-04 ·综 述· 针刺抗哮喘差异表达蛋白的生物信息学分析冉君1,尹磊淼2,王宇2,徐玉东2,刘艳艳2,杨永清1(1.上海中医药大学,上海 201203;2.上海市针灸经络研究所,上海 200030)【摘要】 目的 对针刺抗哮喘差异表达蛋白的生物学功能和分子网络进行分析,探讨生物信息学方法在针灸研究中的应用和思路。

方法 利用分类系统(PANTHER)、信号通路交互作用数据库(Pathway Interaction Database,PID)、分子网络作用软件(Ingenuity Pathway Analysis,IPA)分别对针刺抗哮喘差异表达蛋白进行分子生物功能注释、信号通路、蛋白相互作用和分子调控网络分析。

结果 多个针刺抗哮喘差异表达蛋白与免疫系统功能密切相关,涉及了RhoA信号通路、Toll样受体信号通路、嗜酸性粒细胞Ccr3信号通路、T细胞IL-2R beta活化通路等生物通路,通过调控下游细胞因子,影响CD4分子的功能,发挥免疫调节作用。

结论 通过对针刺抗哮喘差异表达蛋白的生物信息学分析获得了针刺抗哮喘作用免疫相关分子通路和调控靶点,为进一步研究针刺抗哮喘的免疫相关分子机制奠定基础。

【关键词】 针刺;哮喘;差异表达蛋白;生物信息学【中图分类号】 R2-03 【文献标志码】 ADOI:10.13460/j.issn.1005-0957.2014.09.0875Bioinformatic Analysis of Differentially Expressed Proteins in Anti-asthma Acupuncture RAN Jun1, YIN Lei-miao2, WANG Yu2, XU Yu-dong2, LIU Yan-yan2, YANG Yong-qing1. 1.Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 201203,China; 2. Shanghai Research Institute of Acupuncture and Meridian,Shanghai 200030,China[Abstract] Objective To analyze the biological functions and molecular networks of differentially expressed proteins in anti-asthma acupuncture and explore the application of bioinformatic methods to and ideas for acupuncture research. Methods PANTHER classification system, Pathway Interaction Database (PID) and Ingenuity Pathway Analysis (IPA) software were used for molecular biological function annotation of differentially expressed proteins in anti-asthma acupuncture and analyses of signaling pathways, protein-protein interactions and molecular regulatory networks. Results Several differentially expressed proteins in anti-asthma acupuncture were closely related to immune system function and involved in biological pathways including RhoA signaling pathway, Toll-like receptor signaling pathway, eosinophils Ccr3 signaling pathway and T cell IL-2R beta activation pathway. They produced an immunoregulatory effect by modulating downstream cytokines and influencing CD4 molecule function). Conclusion Immune-related molecular pathways and regulation targets involved in the anti-asthma effect of acupuncture are obtained by bioinformatic analysis of differentially expressed proteins in anti-asthma acupuncture, which provides a basis for further research on the immune-related molecular mechanisms of acupuncture treatment for asthma.[Key words] Acupuncture; Asthma; Differentially expressed protein; Bioinformatics支气管哮喘是世界范围内严重影响人类身心健康的呼吸道慢性变态反应性疾病,全球约有3亿人罹患哮喘,我国大约有3 000万哮喘患者,其发病率和死亡率在世界范围内呈逐年增高趋势[1-2]。

差异表达基因筛选在疾病诊断中的应用随着科技的不断进步，人类对于疾病的认识也在不断加深。

一项从基因层面理解疾病的方法是差异表达基因筛选。

这种方法可以寻找到与疾病相关的基因，为疾病的诊断和治疗提供理论支持。

本文将介绍差异表达基因筛选的原理、方法和应用。

一、差异表达基因筛选的原理差异表达基因筛选是运用生物信息学方法，分析不同状态下基因表达的差异。

它首先通过基因芯片、RNA测序等实验技术，得到基因在不同样本中的表达水平数据，然后计算不同样本间每个基因的表达量差异，通过差异比较和统计分析找出与不同状态相关的差异表达基因。

这些差异表达基因可能影响基因转录、蛋白翻译和信号传递等生物过程，从而揭示相关疾病发生的机制。

二、差异表达基因筛选的方法1.基于基因芯片的筛选基因芯片能够同时监测数千到数百万个基因的表达水平，是差异表达基因筛选的主要实验工具之一。

对于研究中心较小的疾病数据，小规模芯片芯片足以满足需求，近年来以Illumina公司为代表的新一代芯片技术的应用，最多可以鉴定十余万至百万的顺序索引，从而提高了鉴定水平，并降低了费用。

基于基因芯片的筛选包括样本采集、RNA提取、RNA反转录、RNA报告标记、基因芯片水平检测和数据分析等步骤，每一个步骤都需要高质量的实验操作和严谨的数据分析。

2.基于RNA测序的筛选RNA测序技术可以检测样品中的全部RNA，包括不依赖微阵列技术，RNA测序能够覆盖几乎所有基因，分析时的瓶颈在于预处理和分析数据量略大。

RNA测序技术能够较好地克服微阵列技术的局限性，因此在差异表达基因筛选中也得到了广泛的应用。

三、差异表达基因筛选在疾病诊断中的应用主要有以下几个方面。

1.寻找疾病的发生机制差异表达基因筛选可以帮助寻找与疾病相关的基因并加深对疾病的认识。

比如，通过对肿瘤和正常组织中基因表达数据的分析比较，揭示了肿瘤相关的基因和通信模块，从而更好地了解了肿瘤的生物学特性。

2.发现潜在的诊断标记差异表达基因筛选能够帮助发现潜在的诊断标记，即那些可以用来诊断疾病的分子标志物。

针刺对支气管哮喘患者细胞免疫功能的影响
韩艾
【期刊名称】《针灸临床杂志》
【年(卷),期】2000(016)004
【摘要】本文将１２２例支气管哮喘患者分为针刺组６４例和常规药物组５８例。

在针刺配合刺络拔罐取得较好疗效的基础上，对治疗前后哮喘２外周血Ｔ淋巴细胞的变化进行观察。

结果显示：针刺治疗４周后，机体冲Ｔ淋巴细胞（ＣＤ３）及Ｔ辅助细胞（ＣＤ４）明显上升，ＣＤ／ＣＤ８比值明显改善。

表明针刺可改善哮喘患者的细胞免疫功能，从根本上增强抗病能力。

【总页数】2页(P53-54)
【作者】韩艾
【作者单位】天津中医学院第一附属医院
【正文语种】中文
【中图分类】R259.622.5
【相关文献】
1.针刺对支气管哮喘患者细胞免疫功能的影响 [J], 韩艾
2.温阳利气配穴针刺治疗对支气管哮喘慢性持续期患者免疫功能的影响 [J], 霍湛
新
3.联用孟鲁司特与布地奈德对老年急性支气管哮喘患者嗜酸粒细胞及免疫功能的影响研究 [J], 李影; 刘大朋
4.布地奈德+孟鲁司特钠治疗支气管哮喘的临床疗效及对患者细胞因子和免疫功能
的影响 [J], 张淑红
5.苏黄止咳胶囊对支气管哮喘患者气道炎症及细胞免疫功能的影响研究 [J], 侯昊林
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广东药科大学学报Journal of Guangdong Pharmaceutical UniversityMar.2021,37(2)收稿日期:2020⁃01⁃11基金项目:深圳市卫生系统科研项目（SZFZ2018033）作者简介:卓超洲（1976-），男，副主任医师，主要从事呼吸内科疾病诊断与治疗及危急重症急诊急救研究，Email：******************。

利用生物信息学探究IL4在哮喘中的异常表达及其相关基因的功能作用卓超洲，沈观乐，雷朝君，余瑞林，梁杰，高妩媚，魏艾（深圳市龙华区人民医院呼吸内科，广东深圳518109）摘要：目的研究IL4在哮喘中的表达情况，探讨其异常表达的原因及其相关基因对哮喘可能的作用机制。

方法从基因表达综合数据库（Gene Expression Omnibus ，GEO ）下载哮喘患者与正常对照样本的mRNA 、miRNA 、lncRNA 的表达数据及甲基化数据。

独立样本秩和检验比较哮喘患者与正常对照样本的IL4的表达差异和甲基化差异。

通过预测IL4互作的miRNA 及miRNA 互作的lncRNA ，建立了调控IL4的ceRNA 网络。

基因富集分析探究了IL4高表达哮喘患者富集的通路。

最后Pearson 相关性分析挖掘出与IL4表达相关性显著的基因，并对这些基因的功能及所在的通路进行了富集分析。

结果哮喘患者与正常对照样本相比，IL4表达水平显著上调，甲基化水平显著下调（P <0.05），说明甲基化修饰可能是导致IL4异常表达原因之一。

通过构建ceRNA 网络发现，IL4的异常表达也可能是受到6个lncRNA 的调控作用。

这些lncRNA 通过吸附在调控IL4的miRNA 上，抑制了miRNA 对IL4的下调作用，导致IL4在哮喘中上调。

基因富集分析显示IL4高表达患者中富集的多为代谢相关通路。

与IL4表达显著相关的基因，显著富集于与哮喘发生相关的通路，如花生四烯酸代谢通路、内吞作用和幽门螺杆菌感染中的上皮细胞信号转导通路等。