鄧家琦，錢保林，張麗云，況容，李明星

（西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院1.超聲醫(yī)學(xué)科2.肝膽外科3.健康管理部，四川瀘州646000）

肝臟缺血-再灌注（ischemia/reperfusion，I/R）損傷是肝組織經(jīng)過一段時(shí)間缺血后，再恢復(fù)血液灌注時(shí)觸發(fā)一系列復(fù)雜級(jí)聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致肝損傷進(jìn)一步加重的病理生理過程[1]。臨床上肝臟I/R 損傷常發(fā)生于肝移植和肝切除等肝臟手術(shù)過程中。肝臟在缺血狀態(tài)下血流再灌注后，常引起術(shù)后肝功能短時(shí)間內(nèi)急劇下降、凝血系統(tǒng)障礙等多種并發(fā)癥，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生肝臟乃至全身的一系列代謝紊亂，若未能得到及時(shí)處理，還可能引發(fā)肝功能衰竭，嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致患者死亡，大大降低肝切除或肝移植手術(shù)成功率及阻礙患者術(shù)后康復(fù)，影響患者預(yù)后[2]。目前臨床上通常使用全入肝血流阻斷法（Pringle 法）進(jìn)行術(shù)中肝臟血流的阻斷，正常的肝實(shí)質(zhì)連續(xù)性Pringle 法阻斷的安全時(shí)限可達(dá)90 min，而間歇性Pringle 法阻斷（每次阻斷10～15 min，間歇5 min 后重復(fù)）的累計(jì)缺血安全時(shí)限可長達(dá)120 min[3-4]。如果超過這一時(shí)限可能導(dǎo)致肝壞死、肝衰竭的發(fā)生。

肝臟I/R 損傷的發(fā)生機(jī)制十分復(fù)雜，可能與活性氧產(chǎn)生、細(xì)胞凋亡、鈣離子超載及大量炎性細(xì)胞浸潤導(dǎo)致的炎性反應(yīng)有關(guān)，這些機(jī)制在肝臟缺血的過程中開始出現(xiàn)，并在血液再灌注后進(jìn)一步加重[5]。lncRNA 作為一類長度超過200 個(gè)核苷酸的非編碼RNA，具有復(fù)雜的種類和多樣化的功能。近年來隨著對lncRNA 研究的深入，發(fā)現(xiàn)lncRNA、mRNA、miRNA 三者可通過競爭性內(nèi)源性RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）機(jī)制互相作用，形成ceRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，干擾許多因子的表達(dá)影響多種疾病的整體進(jìn)程[6]。然而ceRNA 網(wǎng)絡(luò)在肝臟I/R 損傷中的功能僅有少量報(bào)道。Ying 等[7]研究發(fā)現(xiàn)lncRNA Gm4419/miR-455/SOX6 軸通過促進(jìn)缺氧復(fù)氧處理的BRL-3A 細(xì)胞凋亡，加速肝臟I/R 損傷。Dai 等[8]研究表明lncRNA AK054386/miR-199 通過激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通路，加速肝臟I/R 損傷。Tang 等[9]發(fā)現(xiàn)lncRNA HOTAIR / miR-20b-5p/ATG7 軸可通過激活細(xì)胞自噬，加速肝臟I/R 損傷。Huang 等[10]證明lncRNA MEG3/miR-34a/NRF2 網(wǎng)絡(luò)通過抑制細(xì)胞凋亡，降低血清ALT 和AST 的表達(dá)，保護(hù)肝臟I/R 損傷。本研究旨在利用生物信息學(xué)方法從基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫中挖掘在肝臟I/R 損傷中可能發(fā)揮重要作用的基因，并構(gòu)建潛在ceRNA 網(wǎng)絡(luò)，為后續(xù)機(jī)制研究提供數(shù)據(jù)支持。同時(shí)基于這些差異基因從藥物數(shù)據(jù)庫篩選出潛在的天然藥物，以期減輕肝臟I/R損傷為肝臟手術(shù)后的恢復(fù)創(chuàng)造有利條件。

1 材料與方法

1.1 材料

從GEO（Gene Expression Omnibus）數(shù)據(jù)庫中按照以下標(biāo)準(zhǔn)獲取肝臟I/R 損傷的基因芯片數(shù)據(jù)：以“hepatic ischemia/reperfusion injury”為關(guān)鍵詞；選擇物種為“Mus musculus”、研究類型為“expression profiling by array”兩個(gè)過濾條件進(jìn)一步篩選數(shù)據(jù)；最后選定I/R 組織樣本數(shù)、缺血后適應(yīng)（IPO）組織樣本數(shù)與假手術(shù)對照組織樣本數(shù)均≥3 的芯片。根據(jù)篩選結(jié)果，獲得Zhang等[11]2019年提交的GSE117066 數(shù)據(jù)集：I/R 組通過夾閉左門靜脈和中門靜脈分支行70%肝臟缺血，60 min 后重新恢復(fù)血供，并再灌注4 h 后處死小鼠。IPO 組通過70%肝臟缺血60 min，然后用連續(xù)35 s周期的再灌注治療之后，持續(xù)的再灌注4 h。采集肝臟標(biāo)本進(jìn)行基因表達(dá)譜測序。GSE117066 數(shù)據(jù)集（平臺(tái)：GPL21103）有9 個(gè)樣本：3 個(gè)正常樣本（樣本編號(hào)：GSM3269879、GSM3269880 和GSM3269881），3 個(gè) I/R 樣本（樣本編號(hào)：GSM3269882、GSM3269883 和GSM3269884），3 個(gè)IPO 樣本（樣本編號(hào)：GSM3269885、GSM3269886和GSM3269887）。獲得Huber 等[12]2008年提交的GSE10654 數(shù)據(jù)集：I/R 組通過70%肝臟缺血，90 min后重新恢復(fù)血供，并再灌注1 h 后處死小鼠。采集肝臟標(biāo)本進(jìn)行基因表達(dá)譜測序。GSE10654 數(shù)據(jù)集（平臺(tái)：GPL5759）有6 個(gè)樣本：3 個(gè)正常樣本（樣本編號(hào)：GSM269536、GSM269537 和GSM269538），3 個(gè)I/R 樣本（樣本編號(hào)：GSM269560、GSM269561和GSM269562）。獲得Zheng 等[13]2015年分析的GSE72315 數(shù)據(jù)集差異 miRNA 結(jié)果（PMID：26859886）。

1.2 方法

1.2.1 差異表達(dá)基因的篩選使用GEO 數(shù)據(jù)庫下載表達(dá)譜數(shù)據(jù)，并使用R 語言中的limma 包進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。刪去數(shù)據(jù)集中沒有注釋的探針，并對一個(gè)基因的多個(gè)探針取最大值。使用R 語言中的ggplot2包進(jìn)行總基因散點(diǎn)圖和火山圖繪制。以|logFC|>1.0、P<0.05 為篩選條件進(jìn)行差異mRNA 的篩選，使用R 語言中的ggplot2 包進(jìn)行差異mRNA 熱圖繪制。

1.2.2 對差異mRNA 進(jìn)行GO/KEGG 功能富集分析利用Metascape 數(shù)據(jù)庫對篩選出的差異mRNA 進(jìn)行GO/KEGG 功能富集分析，得到這些差異mRNA主要參與的生物學(xué)過程，P<0.05 為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2.3 對差異mRNA 進(jìn)行蛋白互作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及分析使用String 數(shù)據(jù)庫及Cytoscape 軟件進(jìn)行蛋白互作（protein-protein interaction，PPI）網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。首先使用String 數(shù)據(jù)庫（https://string-db.org/）對差異mRNA 進(jìn)行構(gòu)建蛋白互作網(wǎng)絡(luò)，選取combined score >0.4 的蛋白互作關(guān)系對導(dǎo)入Cytoscape 3.8.0 軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)可視化。

1.2.4 miRNA 及l(fā)ncRNA 的預(yù)測分析使用miRTarBase 數(shù)據(jù)庫（http://mirtarbase.cuhk.edu.cn/php/index.php）檢索靶向關(guān)鍵差異基因的miRNA。使用starBase:ceRNA 數(shù)據(jù)庫（http://starbase.sysu.edu.cn/ceRNA.php?source=mRNA）構(gòu)建ceRNA 網(wǎng)絡(luò)。

1.2.5 比較毒物基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫篩選關(guān)鍵差異基因的候選藥物使用比較毒物基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫（Comparative Toxicogenomics Database，CTD，http://ctdbase.org/）篩選對關(guān)鍵差異基因表達(dá)具有潛在作用的藥物。參數(shù)設(shè)定如下：Analyze 選擇Batch Query；input type 選 擇 Genes；Chemical-gene interactions 選擇expression。

2 結(jié)果

2.1 GEO表達(dá)譜數(shù)據(jù)篩選差異表達(dá)基因

GSE10654 數(shù)據(jù)集共包括14 685 個(gè)蛋白編碼基因芯片數(shù)據(jù)，GSE117066 數(shù)據(jù)集共包括10 976 個(gè)蛋白編碼基因芯片數(shù)據(jù)?？偦蛏Ⅻc(diǎn)圖結(jié)果顯示I/R 組與假手術(shù)組相比，GSE10654 數(shù)據(jù)集中明顯上調(diào)基因有52 個(gè)，下調(diào)基因有62 個(gè)（|logFC|>1.0，P<0.05）（圖1A），GSE117066 數(shù)據(jù)集中明顯上調(diào)基因有162 個(gè)，下調(diào)基因有195 個(gè)（|logFC|>1.0，P<0.05）（圖1B）。進(jìn)一步通過基因表達(dá)熱圖可直觀顯示出GSE10654 與GSE117066 數(shù)據(jù)集中差異表達(dá)基因的變化情況（圖1C-D），利于下一步的功能分析。為獲得兩個(gè)數(shù)據(jù)集中共同上調(diào)或下調(diào)基因，通過Venn 圖分析（圖2A），獲得18 個(gè)在I/R 組共同上調(diào)表達(dá)的基因，分別是：Atf3、Btg2、Chka、Cxcl2、Dusp1、Dusp6、Fos、Fosb、G6pc、Hspa1a、Ier2、Ifrd1、Jun、Klf6、Nr4a1、Pdk4、Rhob 和Slc25a25；7 個(gè)在I/R 組共同下調(diào)表達(dá)的基因，分別是：Cyp2b10、Il1r1、Lyve1、Mt1、Mt2、Saa4 和Scara5，其變化趨勢如圖2B所示。

圖2 GSE10654與GSE117066數(shù)據(jù)集差異基因的表達(dá)情況A：GSE10654與GSE117066上調(diào)或下調(diào)基因的Venn圖分析；B：GSE10654與GSE117066數(shù)據(jù)集共同上調(diào)或下調(diào)基因的表達(dá)情況Figure 2 The expressions of differential genes between GSE10654 and GSE117066 datasetsA:Venn diagram analysis of upregulated or down-regulated genes between GSE10654 and GSE117066;B:The expression of co-up-regulated or co-downregulated genes in the GSE10654 and GSE117066 datasets

2.2 與I/R 損傷相關(guān)的差異基因PPI 網(wǎng)絡(luò)可視化分析

為確定與假手術(shù)組相比，I/R 組差異表達(dá)基因的功能，進(jìn)一步分析了GSE117066 數(shù)據(jù)集中IPO 組與I/R 組中基因的表達(dá)變化?？偦蛏Ⅻc(diǎn)圖結(jié)果顯示IPO 組與I/R 組相比，GSE117066 數(shù)據(jù)集中顯著上調(diào)基因有283 個(gè)，下調(diào)基因有242 個(gè)（|logFC|>1.0，P<0.05）（圖3A）。通過基因表達(dá)熱圖可直觀顯示出GSE117066 數(shù)據(jù)集中差異表達(dá)基因的變化情況（圖3B）。通過Venn 圖分析（圖3C），獲得16 個(gè)在I/R 組上調(diào)表達(dá)，在IPO 組下調(diào)表達(dá)的基因，分別是：Atf3、Btg2、Chka、Dusp1、Dusp6、Fos、Fosb、G6pc、Hspa1a、Ier2、Ifrd1、Jun、Nr4a1、Pdk4、Rhob 和Slc25a25；7 個(gè)在I/R 組下調(diào)表達(dá)，在IPO 組上調(diào)表達(dá)的基因，分別是：Cyp2b10、Il1r1、Lyve1、Mt1、Mt2、Saa4 和Scara5。進(jìn)一步通過String 數(shù)據(jù)庫構(gòu)建PPI 網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)中共有18 個(gè)差異表達(dá)基因，分別是：Atf3、Btg2、Cyp2b10、Dusp1、Dusp6、Fos、Fosb、G6pc、Hspa1a、Ier2、Ifrd1、Il1r1、Jun、Mt1、Mt2、Nr4a1、Pdk4 和Rhob（圖3D），提示這些基因可能是I/R 損傷中的關(guān)鍵基因。

圖3 與I/R損傷相關(guān)的差異基因PPI網(wǎng)絡(luò)可視化分析A：GSE117066數(shù)據(jù)集總基因散點(diǎn)圖（紅色表示基因上調(diào)，藍(lán)色表示基因下調(diào)）；B：GSE117066數(shù)據(jù)集總基因火山圖；C：Venn圖分析；D：PPI網(wǎng)絡(luò)可視化分析Figure 3 V isualized analysis of PPI network of differential genes related to I/R injuryA:Scatter plot of the total genes in the GSE117066 dataset(red color standing for up-regulation of genes,blue color standing for down-regulation of genes);B:Total gene volcano map of GSE117066 dataset;C:Venn diagram analysis;D:PPI network visualization analysis

2.3 與I/R損傷相關(guān)的差異基因功能富集分析

利用Metascape 對PPI 網(wǎng)絡(luò)中的18 個(gè)差異表達(dá)基因進(jìn)行GO/KEGG 功能富集分析，GO 功能富集分析結(jié)果顯示，在生物學(xué)過程（biological processes）方面，主要參與細(xì)胞死亡的正調(diào)控及對細(xì)胞外刺激的反應(yīng)。KEGG 通路富集結(jié)果顯示：差異基因主要參與MAPK 信號(hào)通路。GO/KEGG 富集分析網(wǎng)絡(luò)圖如圖4A所示。進(jìn)一步轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫（transcriptional regulatory relationships unraveled by sentence-based text mining，TRRUST）分析可能調(diào)控這些差異基因的轉(zhuǎn)錄因子，發(fā)現(xiàn)有6 個(gè)轉(zhuǎn)錄因子參與對這些靶基因的調(diào)控，分別是：Trp53、Cebpb、Crebbp、Fos、Nfkb1 及SP1（圖4B）。

圖4 與I/R損傷相關(guān)的差異基因功能富集分析A：GO/KEGG功能富集分析；B：轉(zhuǎn)錄因子富集分析Figure 4 Function enrichment analysis of differentially expressed genes related to I/R injuryA:GO/KEGG function enrich‐ment analysis;B:Transcription factor enrichment analysis

2.4 篩選與I/R損傷相關(guān)的差異miRNA

PPI 網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵基因在體內(nèi)的異常表達(dá)可能是肝臟I/R 損傷發(fā)生發(fā)展的重要因素。基因的表達(dá)水平在真核生物體中主要受轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，而miRNA 作為一類由內(nèi)源基因編碼的長度約為22 個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA 分子，其可通過靶向mRNA 的3'UTR（非編碼區(qū)）區(qū)抑制mRNA 翻譯或使其發(fā)生降解從而發(fā)揮轉(zhuǎn)錄后調(diào)控作用。miRTarBase 數(shù)據(jù)庫作為一個(gè)專門收集有實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持的miRNA-mRNA 靶向關(guān)系的數(shù)據(jù)庫，通過對PPI網(wǎng)絡(luò)中的18 個(gè)差異表達(dá)基因進(jìn)行預(yù)測分析，獲得與I/R 損傷相關(guān)基因互作的miRNA（圖5A）。為進(jìn)一步分析這些miRNA 在I/R 損傷中的功能，分析了GSE72315 數(shù)據(jù)集中miRNA 在I/R 損傷后的差異表達(dá)，如圖5B所示。結(jié)合構(gòu)建的miRNA 網(wǎng)絡(luò)我們構(gòu)建了在I/R 損傷過程中差異表達(dá)的miRNA-mRNA 網(wǎng)絡(luò)，如圖5C所示?；趍iRNA 對靶基因的負(fù)調(diào)控作用，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)miRNA-mRNA 軸（mmu-miR-32-5p-Btg2 與mmu-miR-9-5p-Mt2）可能在肝臟I/R 損傷中發(fā)揮重要的作用。

圖5 與I/R損傷相關(guān)的差異miRNAA：與差異基因結(jié)合的miRNA網(wǎng)絡(luò)分析；B：miRNA在I/R組中的表達(dá)；C：與I/R損傷相關(guān)miRNA網(wǎng)絡(luò)Figure 5 Differentially expressed miRNAs related to I/R injuryA:Analysis of miRNA networks combined with differentiallyexpressed genes;B:Expressions of miRNA in I/R group;C:The miRNA network associated with I/R injury

2.5 構(gòu)建與I/R損傷相關(guān)的ceRNA網(wǎng)絡(luò)

長鏈非編碼RNA（lncRNA）是長度>200 bp，不編碼蛋白質(zhì)的內(nèi)源性RNA 分子。近年來的研究表明，lncRNA 可以作為一種ceRNA 吸附miRNA，參與靶基因的表達(dá)調(diào)控。鑒于miR-132-3p、miR-223-3p、miR-32-5p、miR-790 及miR-9-5p 在人與小鼠中序列的保守性，通過starBase：ceRNA 數(shù)據(jù)庫分析可調(diào)控PPI 網(wǎng)絡(luò)中的18 個(gè)差異基因表達(dá)的ceRNA 網(wǎng)絡(luò)，獲得9 條ceRNA 網(wǎng)絡(luò)，分別是：XIST/MEG8/LINC00963/MALAT1-miR-32-5p-Btg2、XIST/NEAT1-miR-132-3p-Btg2、HSPA9P1/RALGAPA1P 1/RPS26P39-miR-9-5p-Dusp6（圖6）。

圖6 與I/R損傷相關(guān)的ceRNA網(wǎng)絡(luò)Figure 6 The ceRNA network associated with I/R injury

2.6 肝臟I/R損傷的潛在治療藥物篩選

在比較毒物基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫（comparative toxicogenomics database，CTD）中檢索能夠減少PPI網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵基因表達(dá)的天然植物藥，并構(gòu)建藥物分子和靶點(diǎn)之間網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，共獲得7 種天然藥物分別是槲皮素（quercetin，ID：D011794）、白藜蘆醇（resveratrol，ID：D000077185）、染料木黃酮（genistein，ID：D019833）、香豆雌酚（coumestrol，ID：D003375）、姜黃素（curcumin，ID：D003474）、辣椒素（capsaicin，ID：D002211）及東莨菪堿（scopolamine，ID：D012601）（圖7）。

圖7 與I/R損傷治療相關(guān)的藥物-靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)（▲表示藥物，○表示靶點(diǎn)，紅色直線表示下調(diào)表達(dá)，綠色虛線表示上調(diào)表達(dá)）Figure 7 Drug-target network related to I/R injury treat‐ment(▲standing for drug,○standing for tar‐get,the red straight line standing for the down-regu‐lated expression,and the green dashed line standing for up-regulated expression)

3 討論

肝臟I/R 損傷是多因素共同導(dǎo)致的復(fù)雜病理生理過程，可引起肝功能損害甚至衰竭，影響肝移植和肝切除等肝臟手術(shù)的預(yù)后[14]。ceRNA 作為一種調(diào)控機(jī)制，可參與多種疾病的進(jìn)展，具有重要的生物學(xué)意義。lncRNA 和circRNA 作為常見的參與ceRNA 調(diào)控的RNA 分子，在肝臟I/R 損傷中的功能越來越受到重視。目前基于circRNA 的ceRAN 網(wǎng)絡(luò)已有研究，Zhang 等[15]的研究首次表明circRNA 與肝臟I/R 損傷密切相關(guān)，并發(fā)現(xiàn)靶向mmu_circRNA_005186-miR-124-3p-Epha2 通路可能減輕肝臟I/R 損傷。然而基于lncRNA 的ceRAN 網(wǎng)絡(luò)在肝臟I/R 損傷的研究還鮮有報(bào)道，因此應(yīng)用生物信息學(xué)方法從基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫中挖掘差異基因，構(gòu)建基于lncRNA 的ceRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，探索肝臟I/R 損傷的發(fā)生機(jī)制，同時(shí)基于這些差異基因從藥物數(shù)據(jù)庫篩選出潛在的治療藥物具有重要意義。

目前報(bào)道的肝臟I/R 損傷發(fā)生機(jī)制包括：無氧代謝、鈣離子超載、氧化應(yīng)激反應(yīng)、線粒體結(jié)構(gòu)功能的損壞、庫普細(xì)胞激活和中性粒細(xì)胞的活化聚集、細(xì)胞因子作用、細(xì)胞凋亡與細(xì)胞自噬等[16-17]。在本研究中通過對差異基因的GO/KEGG功能富集分析發(fā)現(xiàn)，差異基因主要參與細(xì)胞死亡的正調(diào)控及對細(xì)胞外刺激反應(yīng)的生物學(xué)過程，并參與MAPK信號(hào)通路的調(diào)控。這與目前的Zhang等[11]和Amersi等[18]的研究報(bào)道是一致的。ceRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)作為一種精細(xì)而又復(fù)雜的基因表達(dá)調(diào)控模式，可參與多種疾病的發(fā)生發(fā)展。本研究最終獲得9條ceRNA網(wǎng)絡(luò)，分別是：XIST/MEG8/LINC00963/MALAT1-miR-32-5p-Btg2、XIST/NEAT1-miR-132-3p-Btg2、HSPA9P1/RALGAPA1P 1/RPS26P39-miR-9-5p-Dusp6。研究表明，MALAT1 及NEAT1 可能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡和炎癥而加重肝臟I/R損傷[19-20]。miR-9-5p 通過下調(diào)N-κB 亞基p65 的表達(dá)，保護(hù)肝臟免受I/R 損傷[21]。Zhang 等[11]的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，與對照組相比，Dusp6 在I/R 組顯著上調(diào)，在IPO 組顯著下調(diào)。然而鑒定出的ceRNA 網(wǎng)絡(luò)在肝臟I/R 中的功能仍需進(jìn)一步的研究。

ceRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可在轉(zhuǎn)錄后水平實(shí)現(xiàn)對肝臟I/R損傷關(guān)鍵mRNA 的調(diào)控，但這些關(guān)鍵mRNA 的表達(dá)同樣受轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控。轉(zhuǎn)錄因子作為一類DNA結(jié)合蛋白，可與基因啟動(dòng)子結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對靶基因的調(diào)控。在本研究中，通過TRRUST 轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫分析獲得6 個(gè)與肝臟I/R 損傷相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，分別是：Trp53、Cebpb、Crebbp、Fos、Nfkb1及SP1。其中Trp53 也稱為p53，是一種重要的腫瘤抑制基因，其介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生命活動(dòng)中起重要作用。Fos 蛋白作為一類核蛋白轉(zhuǎn)錄因子，在調(diào)控細(xì)胞生長、分裂、增殖、分化乃至程序性死亡等方面具有重要的作用。Nfkb1 也稱為p50，與RelA（p65）形成p50/RelA 二聚體，參與NF-кB經(jīng)典信號(hào)通路的激活。在肝臟I/R損傷中的研究表明，Trp53、Fos 及Nfkb1 可調(diào)控細(xì)胞凋亡、自噬及炎癥等參與肝臟I/R 損傷[22-24]。轉(zhuǎn)錄因子Sp1 在腫瘤組織中的異常表達(dá)和活化可參與調(diào)控腫瘤的增殖、血管生成和轉(zhuǎn)移潛能，Cebpb（作為一種含有亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄因子）與Crebbp（CREB 結(jié)合蛋白）在血液系統(tǒng)腫瘤中發(fā)揮重要作用，但它們在肝臟I/R 損傷中功能仍有待研究。

天然藥物作為一種自然界中存在的有藥理活性的天然產(chǎn)物，一般地講，其副作用比人工合成的化學(xué)藥物要小的多，但也有些天然藥物毒性較大。目前，多種天然藥物及化學(xué)藥物已報(bào)道可顯著改善肝臟I/R 損傷[25-26]。如表1所示，目前已報(bào)道有26 種天然藥物可顯著改善肝臟I/R 損傷[27-53]。同時(shí)如表2所示，有22 種化學(xué)藥物被報(bào)道可減輕肝臟I/R 損傷[54-78]。兩種藥物的作用機(jī)制相似，主要通過抑制炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡等發(fā)揮作用。為進(jìn)一步獲得潛在的可改善肝臟I/R 損傷的天然藥物，本研究利用CTD 數(shù)據(jù)庫分析篩選出7 種天然藥物（槲皮素、白藜蘆醇、染料木黃酮、香豆雌酚、姜黃素、辣椒素及東莨菪堿）可能對肝臟I/R 損傷具有一定治療作用。其中槲皮素、白藜蘆醇、染料木黃酮及姜黃素對于肝臟I/R 損傷的治療作用已有證實(shí)。Wu 等[42]的研究表明，槲皮素預(yù)處理通過抑制ERK/NF-κB 途徑減輕肝I/R 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和自噬；He 等[48]的研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇可通過抑制TLR4/NF-κB 通路減弱炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡，從而改善肝臟I/R 損傷；Akinci 等[53]證明，染料木黃酮通過減少炎癥因子TNF-α 及IL-6 的表達(dá)保護(hù)肝臟I/R 損傷；Wang 等[37]的研究表明，姜黃素通過抑制TLR4/NF-κB 途徑來預(yù)防肝I/R 損傷。香豆雌酚、辣椒素及東莨菪堿已報(bào)道對腦I/R 損傷具有保護(hù)作用。Castro 等[79]的研究認(rèn)為，香豆雌醇發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的潛在機(jī)制可能與雌激素受體激活、抗氧化活性和其它介導(dǎo)雌二醇神經(jīng)保護(hù)作用的膜受體的激活有關(guān)。Huang 等[80]發(fā)現(xiàn)辣椒素對皮質(zhì)神經(jīng)元的神經(jīng)保護(hù)作用是TRPV1 依賴性的，NMDA 受體表達(dá)和功能的下調(diào)有助于辣椒素提供的保護(hù)作用。Wang 等[81]的研究表明東莨菪堿作為一種治療心臟驟停的藥物，通過減輕腦組織水腫和炎癥反應(yīng)，對心肺復(fù)蘇后急性腦I/R 損傷具有保護(hù)作用。但香豆雌酚、辣椒素及東莨菪堿在肝臟I/R 損傷的作用暫無報(bào)道，這為今后肝臟I/R 損傷的治療提供新的潛在治療藥物。

表1 改善肝臟I/R損傷的天然藥物匯總（續(xù)）Table 1 Summary of natural medicines to improve liver I/R injury(continued)

表1 改善肝臟I/R損傷的天然藥物匯總Table 1 Summary of natural medicines to improve liver I/R injury

表2 改善肝臟I/R損傷的化學(xué)藥物匯總Table 2 Summary of chemical drugs to improve liver I/R injury

綜上所述，本研究通過生物信息學(xué)方法構(gòu)建肝臟I/R 損傷過程中的關(guān)鍵ceRNA 網(wǎng)絡(luò)，并篩選潛在治療藥物。同時(shí)本研究也具有一定的局限性，主要基于鼠類肝臟缺血再灌注的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，與人類基因的相關(guān)表達(dá)可能有較大差異，同時(shí)獲得的ceRNA 網(wǎng)絡(luò)及潛在天然藥物缺乏臨床數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。但本研究可對未來進(jìn)一步深入了解肝臟I/R 損傷的分子機(jī)制提供重要指導(dǎo)作用，并對未來臨床治療提供更多依據(jù)。