门静脉高压症脾脏巨噬细胞异常分子调控网络模型的构建与功能确认

There were not good relation between the microarray data from gene and protein level, which we performed to clarify the mechanism of dysfunction of splenic macrophage with hypersplenism due to portal hypertension(PH). In order to further understand the microarrary data, we analyzed the moleculars with significantly different expression between the macrophage from normal and PH spleen by Ingenuity Pathway Analysis software. Based on the molecular interaction predicted by IPA which may related to the number and function of macrophage, we set up a modle of local molecular network suggesting the deregulated feedback loop of cytokine axis may lead to abnornmal activation induced cell death and dysfunction in macrophage. In this study we will test this molecular network by the methods of cell and molecular biology, identify the interaction between the moleculars in this network and the possibility of moduling the number and function of macrophage by interfere the key node in this network. Benefit from these expirence, we will input all the microarray data to IPA and try to build up a more complicate and complete molecular network , which can explain the mechanism of changes in nubmer and function of splenic macrophage with PH and provide the theoretical and experimental evidence for the target therapy of this disease.

本课题组曾应用生物芯片证实PH脾亢脾与正常脾巨噬细胞（Mφ）在基因与蛋白层面存在显著差异，但差异的基因与蛋白之间并无很好的直接对应性。为明确差异分子间关系及其在PH脾亢发生中的作用，我们挑选差异显著的分子代入生物信息学软件Ingenuity Pathway Analysis(IPA)进行分析，发现其模拟的分子间调节关系可能与PH脾亢脾Mφ异常密切相关，并据此绘制了炎症因子反馈调节轴失衡引起Mφ功能异常的局部分子调控网络模型。本课题将使用分子与细胞生物学方法确认这一网络模型在PH脾亢脾Mφ异常中的作用，鉴定模型中各分子间调控关系及其对Mφ数量与功能的影响，探讨通过干扰异常调控网络中关键节点调节Mφ数量及功能的可行性。并按相同模式将全部芯片数据代入IPA进行分析，建立起更为全面的PH脾Mφ内异常分子调控网络，为全面解析PH脾脏Mφ数量及功能异常的机制及开发PH脾亢的靶向治疗提供理论与实验依据。

1本课题组曾用生物信息学软件Ingenuity Pathway Analysis(IPA)分析了门静脉高压症（PH）脾Mφ部分异常表达的基因和蛋白间的关系，并据此绘制了炎症因子反馈调节轴失衡引起Mφ功能异常的局部分子调控网络模型。为确认这一网络模型在PH脾亢脾Mφ异常中的作用，本项目首先将全部脾Mφ基因和蛋白芯片数据上载至IPA服务器进行分子功能分类及相互作用预测，并使用磷酸化蛋白抗体芯片检测了PH脾Mφ细胞内相关蛋白的磷酸化情况，结果显示NF-кB、c-Jun、MAPK等软件预测的活化相关通路均存在蛋白磷酸化异常，并且也存在IL-10-STAT3等活化抑制通路的激活，均可能与Mφ的数量和功能异常有关，而细胞因子则可能是异常活化的启动因素。在此基础上使用蛋白芯片检测了PH脾亢患者脾切除前后外周血炎症因子的变化及其与正常的差异，结果显示表达差异的细胞因子与血管新生、纤维化、组织改建、炎症反应、诱发突变等生理病理过程关系密切，而且切脾后患者免疫功能得到改善，提示脾脏对肝脏疾病发生发展过程中细胞因子的动态变化可能具有重要的调节作用。其中门静脉中异常表达的IL-17可以联合内毒素诱导内皮细胞组织因子表达，从而激活外源性凝血途径，可能是PH患者门静脉血栓形成的又一重要机制。基于以上结果，我们提出在肝硬化PH脾亢的发生发展过程中，脾Mφ在接受LPS等刺激因素后，通过细胞因子的自分泌和旁分泌方式引发自身数量和功能异常，导致脾亢的发生，而PH脾脏可能通过异常表达的细胞因子，进一步参与肝病的发生发展，为深入阐明PH脾亢的发病机制提供了新的线索，并且通过干预调节细胞因子的异常表达，有望为肝硬化PH的治疗提供新的思路和选择。