基于组学技术的心脏毒性评价新方法及在中药安全性研究中的应用
批准号:
81273998
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
李遇伯
依托单位:
学科分类:
中西医结合研究新技术与新方法
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
张艳军、许妍妍、李锦、王玉明、李利新、张秀秀、张丽媛
中文摘要
本项目拟以全能的小鼠胚胎干细胞(mESC)为主要研究对象,基于基因组学和代谢组学的研究策略,开展mESC组学技术的药物心脏毒性评价的可行性研究,并应用到中药毒性评价中。首先建立稳定、可控的mESC和胚胎干细胞诱导的心肌细胞(mESCs-CM)的培养方法,采用组学技术筛选具有心脏毒性药物作用于mESC、mESCs-CM和小鼠的差异基因和代谢标志物。整合mESC、mESC-CM和小鼠的组学数据,寻找其差异和相关性,明确mESC组学技术的心脏毒性标志物,阐述其所涉及的代谢途径和生物学意义。进而将mESC整合生物标志物应用到中药心脏毒性评价中,采用模式识别技术判断该方法的准确性,为建立基于mESC组学技术的药物心脏毒性体外评价方法提供实验依据。
英文摘要
Based on genomics and metabolomics, we carry out a feasibility study on the use of the mouse embryonic stem cells (mESC) to evaluate the cardiotoxicity of Traditional Chinese Medicines. Firstly, we establish stable and controllable methods to culture mESC and mESC-CM, then using omics technology find the changes in their genes and metabolites caused by cardiotoxic agent. By using statistical tools, we integrate the omics data from mESC, mESC-CM and mouse to confirm markers for cardiac toxicity in mESC and elaborate their involvement in metabolic pathways and their biological significance. Finally, using these markers to evaluate Traditional Chinese Medicines safety, then apply pattern recognition technology to validate the accuracy of this method. The aim of this study is to provide an experimental basis for the in vitro evaluation method of drugs' cardiotoxicity based on mESC omics technology.
中医药在人类健康事业中占有重要地位,但近年来关于中药引起心脏毒性的报道日益增多,严重制约中药的现代化发展。组学技术随着系统生物学的产生和发展应运而生,它把生物体作为一个完整的系统来考察由于外界环境、病理生理刺激或遗传修饰引起的内源性物质变化及规律。组学技术具有高通量、特异性、快速的特点,可以在较小毒性剂量下检测生物体内基因组和代谢物组发生的变化,可应用于药物毒性评价及其毒性机制研究。本项目基于质谱技术建立了内源性物质分离分析平台,一是针对内源性物质制备与分析过程中出现的繁琐、耗时等问题,建立了基于固相萃取与柱切换技术的小分子代谢组与脂质组的快速提取与无靶向分析方法;二是针对体内代谢物数量庞大、种类繁多等难题,建立了基于金字塔型筛选方法的复杂生物样本中内源性物质分类与鉴定的方法。随后,本项目以胚胎干细胞(mESC)、心肌细胞、动物为研究对象,基于基因组学和代谢组学技术,开展药物心脏毒性评价的可行性研究。首先利用心脏毒性药物分别作用于mESC、心肌细胞和动物,建立心脏毒性模型,然后采用组学技术筛选具有心脏毒性的药物作用于mESC、心肌细胞和动物的差异基因和代谢标志物,寻找心脏毒性相关的特异性生物标志物,最终得到10个特异性生物标志物,分别为左旋肉碱、19-羟基脱氧皮质酮、LPC(14:0)、LPC(20:2)等物质;3个特异性基因标志物,即Bsn、Dusp8和Rps6kb1,主要涉及磷脂代谢和能量代谢通路,致使心肌组织受损病变,影响正常生理功能。进而采用模式识别技术将整合生物标志物应用于中药心脏毒性评价,预测准确率达90%以上。该方法能够快速、准确、高通量的对常用中药的心脏毒性做出预测,为建立基于组学技术的药物心脏毒性评价方法提供依据。
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A novel approach to the simultaneous extraction and non-targeted analysis of the small molecules metabolome and lipidome using 96-well solid phase extraction plates with column-switching technology
使用采用柱切换技术的 96 孔固相萃取板同时提取和非靶向分析小分子代谢组和脂质组的新方法
DOI:
10.1016/j.chroma.2015.07.048
发表时间:
2015-08-28
期刊:
JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A
影响因子:
4.1
作者:
[Li, Yubo, Zhang, Zhenzhu, Zhang, Yanjun]
通讯作者:
Zhang, Yanjun
Validation of biomarkers in cardiotoxicity induced by Periplocin on neonatal rat cardiomyocytes using UPLC-Q-TOF/MS combined with a support vector machine
使用 UPLC-Q-TOF/MS 结合支持向量机验证 Periplocin 对新生大鼠心肌细胞的心脏毒性生物标志物
DOI:
10.1016/j.jpba.2016.02.014
发表时间:
2016-05-10
期刊:
JOURNAL OF PHARMACEUTICAL AND BIOMEDICAL ANALYSIS
影响因子:
3.4
作者:
[Li, Aizhu, Guo, Xuejun, Zhang, Yanjun]
通讯作者:
Zhang, Yanjun
A Novel Method for Evaluating the Cardiotoxicity of Traditional Chinese Medicine Compatibility by Using Support Vector Machine Model Combined with Metabonomics.
支持向量机模型结合代谢组学评价中药配伍心脏毒性的新方法
DOI:
10.1155/2016/6012761
发表时间:
2016
期刊:
Evidence-based complementary and alternative medicine : eCAM
影响因子:
--
作者:
[Li Y, Zhou H, Xie J, Ally MS, Hou Z, Xu Y, Zhang Y]
通讯作者:
Zhang Y
An integrated strategy for the rapid extraction and screening of phosphatidylcholines and lysophosphatidylcholines using semi-automatic solid phase extraction and data processing technology
利用半自动固相萃取和数据处理技术快速提取和筛选磷脂酰胆碱和溶血磷脂酰胆碱的综合策略
DOI:
--
发表时间:
--
期刊:
Journal of Chromatography A
影响因子:
4.1
作者:
[Zhang zhenzhu, Zhang yani, Yin jia, Li yubo]
通讯作者:
Li yubo
DOI:
10.1039/c4ra10719e
发表时间:
2015-01-01
期刊:
RSC ADVANCES
影响因子:
3.9
作者:
[Li, Yubo, Zhang, Zhenzhu, Zhang, Yanjun]
通讯作者:
Zhang, Yanjun
共 10 条
基于生物学交叉参照和乙酰化修饰组学的中药配伍减毒多层级对话及分类组域研究:以川楝子-白芍为例
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批准号:82374300
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项目类别:面上项目
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资助金额:49万元
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批准年份:2023
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负责人:李遇伯
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依托单位:
基于MOA和PBPK的柴芩药对治疗病毒性肺炎的活性物质及配伍优化研究
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批准号:82141209
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:80万元
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批准年份:2021
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负责人:李遇伯
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依托单位:
基于有害结局路径“Top-Down”策略的中药毒性进程动态机制研究:以补骨脂致肝毒性为例
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批准号:81873194
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2018
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负责人:李遇伯
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依托单位:
基于毒性整体早期评价和计算毒理学的中药肾毒性成分发现关键技术研究
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批准号:81573825
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2015
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负责人:李遇伯
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依托单位:
基于药物代谢组学的四妙丸抗类风湿性关节炎药效物质基础研究
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批准号:30801540
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2008
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负责人:李遇伯
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依托单位:
国内基金
海外基金