本研究通过提取GSE80401的基因片段数据,研究对象是ITP患者和健康对照的外周血。
运用生物信息学方法分析,最终获得17个治疗ITP的关键基因,通过DAVID6.8功能注释聚类分析(Functionalannotationclustering)获得富集分数最高的为4.14,包括蛋白聚糖(Proteoglycansincancer)、FoXO信号通路(FoXOsignalingpathway)、PI3K-Akt信号通路(PI3K-Aktsignalingpathway)、人T细胞白血病病毒1感染(HumanT-cellleukemiavirus1infection)等,据富集结果分析,排名最前的生物学过程是细胞迁移的正向调节(positiveregulationofcellmigration),涉及的蛋白有TLR4、GRB2、FGF2、CAV1、CDKN1A、IGF1、MAPK1、VEGFA和PI3KR1。

Toll样受体(Toll-likereceptors,TLPs)是在免疫防御反应中发挥重要作用的受体蛋白,通过识别病原微生物、偶联信号传导途径,启动天然免疫和调节性免疫应答,并在联系天然免疫和获得性免疫中起桥梁作用。
本研究中has-miR-21-5p表达下调,推测对应的TLR4也相应表达下调,表明其病毒清除能力和免疫应答能力下降,和马利敏等报道的TLR4在慢性ITP患儿中表达下降的结果相一致。
生长因子受体结合蛋白2(growthfactorreceptor-boundprotein2,GRB2)是与活化的表皮生长因子受体EGFR相关的衔接蛋白,GRB2在各种受体介导的信号传导途径中通过募集辅助蛋白发挥信号转导的作用。

研究报道,GRB2在巨噬细胞的极化、吞噬功能、增殖和迁移等方面发挥重要作用,和人类巨细胞病毒HCMV密切相关。
而ITP发病机制之一就是血小板模糖蛋白特异性抗体介导的单核-巨噬细胞吞噬破坏血小板过多而引发。
本研究中has-miR-5196-5p表达上调,推测对应的GRB2也相应表达上调,推测ITP患者的GRB2高表达通过某些细胞因子刺激酪氨酸磷酸化参与信号通路的调节作用,促进病毒的复制和扩散。

成纤维细胞生长因子2(Fibroblastgrowthfactor2,FGF2)是一种旁分泌生长因子,正常生理状态下,FGF2以膜结合形式存在于基底膜和血管内皮细胞外基质中,在伤口愈合过程中,FGF2表达上调,促进血管生成。
研究还发现,FGF2与IL-17相互作用激活ERK1/2通路,诱导炎症因子和趋化因子的高表达,促进了类风湿性关节炎的自身免疫反应过程。
本研究中hsa-miR-144-3p表达下调,相应的FGF2表达下调,推测ITP患者中血管生成和修复存在异常。

小窝蛋白(Caveolin-1,CAV1)是平滑肌细胞(SMCs)中主要的小窝蛋白同种型,CAV1缺乏导致SMCs中小窝蛋白的丢失。
CAV1可负向调节信号转导通路,如涉及转化生长因子-β受体1、一氧化氮合酶、蛋白激酶A、ERK1/2和PI3K-AKT的信号转导通路,或增强下游效应蛋白如IR、雌激素受体、蛋白质脂肪酶C和蛋白质脂肪酶D。
本研究中,hsa-miR-106b-5p表达下调,对应CAV1表达下调,TGFβ和NOS等可能被激活,从而抑制自身反应性T细胞和辅助T细胞的活化,促进ITP的发展。
研究表明,ITP患者的TGF-β1较健康组明显升高,和本研究的结果相吻合。

细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1A(Cyclin-dependentkinaseinhibitor1,CDKN1A),具有最广泛细胞周期依赖性激酶抑制活性,可通过调控细胞周期的进展,广泛参与细胞增殖、分化等多种细胞功能的调节。
CDKNA1A是p53基因最重要的下游基因之一,是DNA损伤后p53调控的细胞周期阻滞的主要调控元件。
当ITP患者的细胞受到各种损伤后,p53基因作为转录因子启动CNKN1A的表达,CDKN1A表达上调,继而使细胞周期阻滞在G1期,为细胞再进入S期前进行DNA损伤修复赢得时间。

胰岛素样生长因子(Insulin-likegrowthfactorI,IGF1)是一类结构上类似胰岛素原的多肽,在神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞上表达,在细胞代谢、增殖、分化和凋亡中起作用。
体内几乎所有免疫细胞均存在IGF-1受体,对IGF-1的刺激产生反应。
研究表明,血清IGF1在血小板升高患者中有明显增高趋势,本研究中,hsa-miR-4649-3p表达下调,ITP患者的血小板减少,IGF1的表达下调和之前的研究结果相吻合。

丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinase,MAPK)是一种能被不同的细胞外刺激,如细胞因子、神经递质、细胞黏附等激活的丝氨酸-苏氨酸蛋白
磷酸化后,可转位至细胞核,使核靶点磷酸化,这种蛋白作为一种转录抑制因子独立于其激酶活性。
本研究中,MAPK1表达上调,可能使ERK1andERK2级联信号通路激活,加快ITP患者细胞的生长和分化。

血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactorA,VEGFA)是一种高度特异性的促血管内皮细胞生长因子,具有促进血管通透性增加、细胞外基质变性、血管内皮细胞迁移、增殖和血管形成等作用。
研究表明,ITP患者血小板减少的原因可能和血管完整性受损和血管壁修复异常有关。
本研究中hsa-miR-106b-5p表达下调,相应的VEGFA表达下调,提示ITP患者血管内皮细胞存在损伤。
和其他研究结果相吻合。

磷脂酰肌醇-3-激酶调节亚基alpha(Phosphatidylinositol3-kinaseregulatorysubunitalpha,PI3KR1),是PI3K的调节亚基,PI3KR1可通过PIK3CA催化亚基相互作用维持PI3K的低活性状态。
PI3K属于酯类的激酶,能磷酸化与膜相关的磷脂酸肌醇家族,在细胞的有丝分裂发生、细胞存活、分化和激活、细胞骨架的构型与重塑以及囊胞的运输发挥着重要的作用。
本研究中PI3KR1表达上调,可能使酪氨酸激酶激活,介导和协助NF-kB核转录,造成炎性细胞浸润、细胞因子和炎症介质的堆积,加速ITP的进程。

IPT的骨髓细胞形态学方面的病因是产血小板巨核细胞成熟障碍所致,与巨核细胞分化周期密切相关。
因此细胞周期相关机制的研究是ITP的研究重点,除此上述蛋白之外,和细胞周期(cellcycle)通路相关的蛋白包括SMAD2、SMAD4、cyclinD1(CCND1)、cyclindependentkinase(CDK2)和cyclindependentkinaseinhibitor1A(CDKN1A)等5个蛋白,也在ITP患者和健康对照组中存在表达差异,例如:
周期素依赖性激酶(Cyclin-dependentkinase,CDK)是必需的脯氨酸导向的丝氨酸/苏氨酸激酶,优选位于磷酸受体c末端的碱性氨基酸。
CDK2是CDK酶家族的一员,是细胞G1/S期转换过程中的重要调控因子。
本研究中hsa-miR-765表达上调,对应的CDK2也相应表达上调,推测CDK2可能和cyclinA结合并激活复合物,维持G1后期pRb的磷酸化,保证细胞顺利通过G1进入S期。

SMAD蛋白是指参与TGF-β细胞内信号传导的信号蛋白,它是TGF-β受体作用的直接底物,是将配体与受体作用的信号由胞浆传导至细胞核的中介分子。
SMAD2蛋白是受体调节型的SMAD蛋白,是TGF-β信号转导所必需的蛋白,TGF-β诱导SMAD2的核转位,与相应的靶基因相结合,其反过来调节TGF-β应答基因的表达。
而SMAD4是共同调节型SMAD蛋白,具有稳定SMAD低聚体的结构,使SMAD复合物保持有效的转录活性。
SMAD4是TGF-β信号通路的核心转导,只有在SMAD4存在的情况下,TGF-β信号才能转移到细胞核中调控转录。
本研究中,hsa-miR-1228-3p和hsa-miR-106b-5p表达下调,对应的SMAD2和SMAD4下调,推测ITP患者中存在代偿效应,试图通过降低SMAD2和SMAD4的表达影响TGF-β的信号转导起到延缓ITP进程的作用。

基于关键基因预测得到的中药可能具有防治ITP的潜在功效。
结合频数统计,基于功能分类的靶点-中药网络关系、药物归经及临床应用的实际情况,首先对结果中的148频次共计12味中药进行分类分析。
结果发现,所预测中药主要分为以下3类:(1)用于瘀血内阻,久病不愈,皮肤青紫斑点,胸闷胁痛。
治疗以理气活血、化瘀止血通络为主,对应的中药有:当归、赤芍、五灵脂、蜂毒和眼镜蛇;(2)用于血热妄行,紫癜色鲜红而密集的,治疗以凉血化斑为主,对应的中药有生地黄、水牛角和金鸡纳皮;(3)用于气不摄血,紫癜色淡红而稀疏,时隐时现,伴有体倦乏力、神疲懒言等。
治疗以补脾益肺、温肾助阳为主,对应中药有人参、补骨脂、菟丝子和火麻仁。

中医认为ITP的内因是由于疲劳过度、情志不畅、饮食不节制等损伤心、肝、脾和肾,导致脏腑功能失调从而导致出血或者耗气伤阴而导致出血;外内是由于各种因素损伤脉络而导致出血。
主要的病理因素包括火、虚和瘀3种,临床上主要分为热盛破血证、气不摄血证、阴虚火旺证、瘀血内阻证等4个症型。
上述预测的中药正好对应了其中3个症型,表明预测的结果较为准确。
上述中药大部分也经常用于临床治疗ITP,且效果显著。
如疏风凉血补肾方其中包括生地黄、水牛角、赤芍、补骨脂4味中药;益气养血方包括生地黄、当归、菟丝子3味中药用来治疗难治性免疫血小板减少症效果观察。

益气摄血方包括人参和当归2味药,在临床上主要用于治疗气不摄血型ITP,疗效确切。
中药具有多成分、多靶点、多途径的特点,本研究结果中的人参、赤芍、当归、生地黄等均通过多靶点发挥治疗ITP的作用。
如人参通过调节CREB1、MAPK1、PIK3R1、GRB2、CD44、MAPK8、TLR4、CDK2、CDKN1A、VEGFA、SMAD4、FGF2、IGF1CAV1、SMAD2、BCL2L1、CCND1等17个靶点发挥防治ITP的作用。
具体的哪些成分作用于上述靶点是进一步研究的重点。

因此本文章所依托的国家自然科学基金项目“基于MIF/CD74通路探讨蒙药“齐顺保利尔”的有效成分改善原发免疫性血小板减少症(ITP)中糖皮质激素介导的巨噬细胞免疫抑制作用机制(批号:82274210)”的前期研究“糖皮质激素
诱导巨噬细胞RAW264.7的炎症免疫和细胞活性试验”表明,治疗ITP的潜在中药地黄的有效成份之一桃叶珊瑚苷协同水飞蓟宾对MIF基因的高表达和巨噬细胞有激活活性作用。
从而激活巨噬细胞对引发ITP抗原的吞噬,达到治疗的作用。
综述所述,本研究通过生信分析初步预测ITP致病的关键基因,筛选了具有防治或治疗的中药,并揭示作用的潜在靶点及生物学过程,相关结果有待后续通过实验及临床研究加以验证,以期为相关中药新药开发提供依据。