两种药物协同效应对酵母细胞转录组的影响

寻找抗衰老活性分子并研究其作用机制是衰老药物学的研究重点和热点。前期研究发现活性分子多球壳菌素和雷帕霉素可通过分子间协同效应延缓芽殖酵母细胞衰老。为了考察这两种小分子协同效应对细胞转录组的影响,利用DNA Microarray技术及生物信息学手段系统分析了这两种小分子药物协同处理对基因表达谱、基因本体聚类及相关信号通路的影响。研究结果显示,药物协同效应对细胞转录组产生了显著影响,共导致2 546个基因的差异表达(FDR0.05,Fold Change10%),其中1 157个基因显著上调,1 389个基因显著下调。进一步对基因本体聚类及信号通路分析显示,线粒体相关的分子功能、细胞组分、生物学过程和信号通路是此协同效应的一个主要靶点,其他可能的作用靶点还包括核糖体的生物发生、细胞骨架及过氧化物酶体代谢。     

多球壳菌素介导线粒体功能调控酵母细胞衰老

多球壳菌素是前期鉴定出的一种抗衰老活性小分子,为了较全面理解多球壳菌素的抗衰机制,本研究利用模式生物芽殖酵母为材料,借助DNA Microarray技术、生物信息学手段并结合相关功能实验分析了多球壳菌素对对数期芽殖酵母细胞基因表达谱、基因本体聚类及相关信号通路的影响。结果显示,多球壳菌素对细胞转录组产生了显著影响,共导致1 648个基因的差异表达(FDR0.05,Fold Change1.5),其中843个基因显著上调,805个基因显著下调。进一步对基因本体聚类、信号通路分析及功能实验验证显示,线粒体相关功能和信号通路是多球壳菌素作用的一个主要靶点,本研究对多球壳菌素的进一步开发利用奠定了重要的理论基础。     

AMPK信号通路与衰老

单磷酸腺苷活化蛋白激酶AMPK(AMP-activated kinase,AMPK)是一种高度保守的细胞能量代谢调控器,在调节细胞的生长、增殖、存活及调节机体能量代谢中起着重要的作用。AMPK参与调节一系列衰老相关信号通路如SIRT1、CRTC-1等。研究AMPK与衰老相关信号通路的关系,对于揭示衰老及衰老相关疾病的发生机制具有重要意义,并为研发以AMPK信号通路为靶点的抗衰老及衰老相关疾病的治疗药物提供新策略。     

mTOR信号通路与衰老相关疾病

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是一种丝/苏氨酸蛋白激酶,在调节细胞的生长、增殖和存活中起着重要的作用。mTOR信号通路失调与许多衰老相关重大疾病如神经退行性病变、代谢综合征、肿瘤、心血管疾病等的发生发展密切相关,故对mTOR信号通路在衰老及衰老相关疾病中的作用机制的研究,对于揭示衰老及衰老相关疾病的发生机制具有重要意义,并为研发以mTOR信号通路为靶点的抗衰老及衰老相关疾病的治疗药物提供新策略。     

靶向mTOR的抗肿瘤与抗衰老药物研究进展

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是一种丝/苏氨酸蛋白激酶,在调节细胞生长、增殖、存活、血管生成、蛋白质合成、细胞周期中发挥着重要的作用。mTOR信号通路异常与肿瘤及衰老密切相关,已成为相关疾病治疗的靶点。该文综述了mTOR对肿瘤和衰老调控的研究进展,对于揭示肿瘤及衰老相关疾病的发生机制具有重要意义,并为研发以mTOR信号通路为靶点的抗肿瘤、抗衰老的治疗药物提供了新的思路和方法。     

基于网络药理学探讨皂角刺治疗乳痈的作用机制

摘要 目的：基于网络药理学探讨皂角刺治疗乳痈的作用机制。方法：通过建立皂角刺药物靶点数据集、乳痈相关疾病靶点数据集，构建皂角刺治疗急性乳腺炎的蛋白互作（PPI）网络，构建并分析"皂角刺活性成分-潜在靶点-急性乳腺炎"网络。开展基因本体（GO）功能富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析，探讨皂角刺治疗乳痈的可能机制。结果：共得到皂角刺活性成分11个，筛选出活性成分所对应的不重复靶点共97个，其中1个活性成分无对应靶点。通过搜集GeneCards 和OMIM数据库，共得到292个急性乳腺炎的相关靶点基因。将疾病靶点基因与药物活性成分所对应的靶点进行比对后，得到10个交集靶点，即皂角刺治疗急性乳腺炎的潜在靶点。皂角刺活性成分按degree值排前3名的依次为槲皮素（quercetin）、漆黄素（fisetin）、山奈酚（kaempferol），其中皂角刺治疗乳痈的靶点包括白细胞介素-6（IL-6）、表皮生长因子受体（EGFR）、酪氨酸激酶受体2（ERBB2）、细胞间黏附分子-1（ICAM1）、雌激素受体1（ESR1）等5个关键靶点，主要涉及乳腺癌疾病通路、TNF信号通路和雌激素信号通路等3条信号通路。结论：皂角刺治疗乳痈的作用机制可能与机体的炎症反应以及雌激素水平变化等密切相关。     

黄芩-黄连药对治疗幽门螺杆菌相关性消化性溃疡的核心基因与关键microRNA筛选研究

本研究旨在应用网络药理学和生物信息学方法探讨黄芩-黄连药对(SRCR)治疗幽门螺杆菌(Hp)相关性消化性溃疡(PU)的分子网络调控机制,并筛选出其作用的核心基因和关键microRNA。首先通过中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)检索SRCR的主要活性成分和可能的作用靶点;从GEO数据库获取GSE70394基因表达谱数据,采用R软件对Hp感染人胃黏膜上皮细胞(GES)涉及差异表达基因(DEG)的芯片数据进行均一化处理,并绘制DEG火山图和聚类热图;再通过STRING数据库构建SRCR成分靶点与Hp感染人GES细胞DEG的蛋白交互网络;运用DAVID数据库对上述特征性基因进行GO功能和KEGG通路富集分析;然后利用Cytohubba筛选出SRCR治疗Hp相关性PU涉及的核心基因;采用TargetScan和miRBase数据库对调控核心基因的关键microRNA进行预测。最终在TCMSP中共检索到SRCR的41个主要活性成分和216个可能的作用靶点。GEO芯片数据质量良好,以P0.05和︱logFC︱≥2为筛选条件,共获得128个Hp感染人GES细胞的DEG,其中上调基因77个,下调基因51个。取交集网络得到SRCR治疗HpPU的特征性基因靶点127个。对这些靶点进行GO分析发现,生物学过程涉及炎症反应、免疫反应等55个条目;细胞组分包含细胞外空间、外泌体、细胞核等11个条目;分子功能包含生长因子活性、表皮生长因子受体结合等15个条目。KEGG结果显示细胞因子受体相互作用通路、NOD样受体信号通路、NF-κB信号通路等33条信号通路与SRCR治疗Hp相关性PU密切相关。经Cytohubba筛选得到CXCL8、IL10、IL1B等十个SRCR调控的核心基因。进一步筛选得到miR-93-5p、miR-374b-5p、miR-3937等十个SRCR调控的最具功能性的microRNA。上述结果表明,SRCR治疗HpPU具有多成分、多靶点、多通路协同作用的特点,SRCR可通过调控编码RNA(基因)和非编码RNA(microRNA)发挥其抗HpPU的效应。     

基于网络药理学的金盏银盘作用机制研究

本研究应用网络药理学方法分析和预测金盏银盘(Bidens biternata(Lour.) Merr. et Sherff.)中活性成分对应的靶点和作用机制。结合作者前期的研究结果,在收集和筛选金盏银盘中活性成分的基础上,通过TCMSP和PubChem BioActivity Analysis Service分析平台获取对应靶标;与基因本体(Gene Ontology)和信号通路(Pathway)功能富集分析相结合,构建金盏银盘的活性成分-靶点-通路作用网络,分析和探讨金盏银盘的作用机制。结果表明,数据库中筛选出绿原酸、色氨酸、芦丁、奥卡宁等金盏银盘的12个活性成分,发现其主要作用于PTDS2,TNF,TOP2A,PTPN1等58个关键靶点,638个生物学过程(涉及分子功能、细胞组成和生物过程3个部分),113条信号通路(主要包括人类疾病、信号转导、细胞过程、物质代谢等);金盏银盘有抗氧化、抗炎、护肝作用,在炎症相关疾病方面有良好的药理药效活性。通过网络药理学方法对金盏银盘活性成分进行了靶点预测,构建了网络分析图,为进一步深入实验研究金盏银盘的作用提供了参考和借鉴。     

莪术醇诱导人肝癌HepG2细胞衰老及其机制研究

为进一步探讨莪术醇的诱导细胞衰老的机制,该研究采用荧光定量PCR技术对莪术醇处理后细胞中81个细胞衰老相关基因差异表达谱进行分析,结果发现TP53及其下游基因p16Ink4a、p21Waf1/Cip1和p27Kip1等的表达水平显著升高,伴随ABL1、ALDH1A3、CHEK2、HRAS、PTEN等多个衰老信号通路启动与效应关联基因的转录显著增强,而CyclinA2、IGFBP3、SIRT1以及TERT等细胞周期进程与衰老信号通路的负性调控基因的表达水平则显著降低。Western印迹检测结果显示,p53及其下游周期素依赖性蛋白激酶抑制物(CKI)分子p21WAF1和p16INK4水平升高,CyclinA2水平降低,与PCR结果一致,并伴野生型p53-诱导的蛋白磷酸酶1(Wip1)水平显著增高,提示莪术醇可能通过激活p53信号通路诱导HepG2细胞衰老。该研究进一步发现莪术醇能够诱导HepG2细胞发生衰老表型改变,伴G0/G1期周期阻滞。     

衰老的表观遗传调控机制北大核心CSCD

表观遗传通过调控基因表达影响众多生命过程。大量的证据表明,表观遗传在衰老调控中也发挥重要的作用。本文介绍表观遗传的3种主要机制对衰老的调控作用,及其对衰老的2个主要特征的影响。同时,介绍热量限制介导的抗衰老作用的表观遗传的调控机制,和3种重要的抗衰老活性小分子及其如何通过表观遗传相关机制发挥抗衰老作用。本文结果为进一步研究表观遗传在衰老调控中的作用,以及发展抗衰老干预措施提供了理论依据和重要的参考资料。     

A longer and healthier life with TOR down-regulation: genetics and drugs

Genetic down-regulation of a major nutrient-sensing pathway, TOR (target of rapamycin) signalling, can improve health and extend lifespan in evolutionarily distant organisms such as yeast and mammals. Recently, it has been demonstrated that treatment with a pharmacological inhibitor of the TOR pathway, rapamycin, can replicate those findings and improve aging in a variety of model organisms. The proposed underlying anti-aging mechanisms are down-regulated translation, increased autophagy, altered metabolism and increased stress resistance.     

Anti-aging effects of hesperidin on Saccharomyces cerevisiae via inhibition of reactive oxygen species and UTH1 gene expression

This study used a replicative lifespan assay of K6001 yeast to screen anti-aging food factors in commercial flavonoids. Hesperidin derived from the Citrus genus extended the lifespan of yeast at doses of 5 and 10 μM as compared with the control group (p<0.01, p<0.01). Reactive oxygen species (ROS), real-time PCR (RT-PCR), and lifespan assays of uth1 and skn7 mutants with the K6001 background were used to study the anti-aging mechanisms in yeast. The results indicate that hesperidin significantly inhibits the ROS of yeast, and UTH1 gene expression, and that SKN7 gene are involved in hesperidin-mediated lifespan extension. Further, increases in the Sir2 homolog, SIRT1 activity, and SOD gene expression were confirmed at doses of 5 (p<0.01) and 10 μM (p<0.05). This suggests that Sir2, UTH1 genes, and ROS inhibition after administration of hesperidin have important roles in the anti-aging effects of yeast. However, the aglycon hesperetin did not exhibit anti-aging effects in yeast.     

Yeast chronological lifespan and proteotoxic stress: is autophagy good or bad?

Autophagy, a highly conserved proteolytic mechanism of quality control, is essential for the maintenance of metabolic and cellular homoeostasis and for an efficient cellular response to stress. Autophagy declines with aging and is believed to contribute to different aspects of the aging phenotype. The nutrient-sensing pathways PKA (protein kinase A), Sch9 and TOR (target of rapamycin), involved in the regulation of yeast lifespan, also converge on a common targeted process: autophagy. The molecular mechanisms underlying the regulation of autophagy and aging by these signalling pathways in yeast, with special attention to the TOR pathway, are discussed in the present paper. The question of whether or not autophagy could contribute to yeast cell death occurring during CLS (chronological lifespan) is discussed in the light of our findings obtained after autophagy activation promoted by proteotoxic stress. Autophagy progressively increases in cells expressing the aggregation-prone protein α-synuclein and seems to participate in the early cell death and shortening of CLS under these conditions, highlighting that autophagic activity should be maintained below physiological levels to exert its promising anti-aging effects.