病毒感染、酒精、胆汁淤积和代谢紊乱等因素会引起多种慢性肝病,最终可能导致肝硬化和肝癌。而肝纤维化是各种慢性肝病的共同病理阶段,逆转肝纤维化对于降低肝硬化和肝癌的发生率至关重要,然而至今尚缺乏有效的抗纤维化药物[1]。因此,如何有效防治肝纤维化已成为慢性肝病治疗中的关键问题。药理研究显示,珠子参具有良好的保肝活性[2]。课题组前期实验证明珠子参总皂苷（Rhizoma Panacis majoris saponins,PMS）对CCl4所致的急慢性肝损伤和肝纤维化具有保护作用,然而,珠子参是如何抗肝纤维化的?其作用机制尚不明了。代谢组学和转录组学研究方法旨在研究给定条件下生物系统中的代谢物谱和基因表达谱,二者联合分析能够从原因和结果两个层次对生物系统的内在变化进行分析,从整体上解析疾病发生发展的机制,预测生物系统的行为,这与中医药“整体观”思想异曲同工[3]。基于此,本研究联合转录组学和广泛靶向代谢组学方法,探寻PMS抗肝纤维化的基因和代谢物间的相互联系,研究潜在的代谢变化和可能的分子机制[4],并采用分子生物学技术对关键基因进行验证,探索PMS抗肝纤维化的分子机制。本研究主要结果如下:1.PMS抗大鼠肝纤维化的作用研究建立CCl4诱导肝纤维化大鼠模型,检测各组血清样品生化指标,采用HE、Masson染色法和免疫组织化学法观察肝组织病理变化和α-SMA蛋白的表达。结果表明肝纤维化大鼠肝功能指标、纤维化指标、炎症因子和脂质氧化产物水平显著升高,抗氧化酶水平显著降低;PMS组这些指标均有不同程度的改善。病理结果显示,肝纤维化大鼠肝脏纤维组织增生,可见明显的空泡,为脂肪变性所致;PMS干预后,大鼠肝脏纤维化程度减轻。免疫组织化学法结果发现,肝纤维化大鼠α-SMA的表达增加;PMS干预后,α-SMA的表达减少。结果表明PMS对CCl4诱导的大鼠肝纤维化具有保护作用。2.PMS对CCl4诱导的肝纤维化大鼠血清和肝组织差异代谢物的影响对肝组织和血清进行广泛靶向代谢组学研究,结果发现PMS可改变肝纤维化大鼠内源性代谢物表达水平,血清中共筛选出5-HETE、N-乙酰-5羟色胺、L-鸟氨酸、烟酰甘氨酸和N-乙酰苯丙氨酸等17个差异代谢物,肝组织中共筛选出5-HETE、L-色氨酸、亚精胺、S-磺基-L-半胱氨酸、l-甲基组氨酸、胆碱、β-烟酰胺单核苷酸和2-甲基吡啶等25个差异代谢物,提示PMS可能主要通过调整紊乱的多不饱和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acids,PUFA）代谢、甘油磷脂代谢、色氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、蛋氨酸和半胱氨酸代谢以及烟酰胺和烟酸代谢状态趋于正常而起到抗肝纤维化的作用。3.PMS对CCl4诱导的大鼠肝纤维化基因的影响对肝脏组织进行转录组学研究,结果发现PMS改变了肝纤维化大鼠59个关键基因的表达水平,其中Acaca、Cyp2c13、Cyp3a9、Chka、Ass1、Tdo2、Ahcy等22个基因显著上调,Blnk、Ccl3、Cd3d、Cd74、Clec7a、Cdk1、Birc5和Gabarapl1等37个基因显著下调,提示PMS可能主要通过调节细胞代谢、免疫反应和细胞增殖等生物过程,改善大鼠肝纤维化状况。4.PMS抗肝纤维化作用机制验证对不同组检测到的基因和代谢物进行综合分析,找到潜在生物分子探讨其影响的生物学过程和信号通路,并进行Western Blot和RT-PCR验证。通过联合分析差异代谢物和差异基因,发现了关键代谢物4-羟视黄酸、犬尿氨酸、亚精胺、D-高半胱氨酸和顺-11,14-二十碳二烯酸,以及关键基因Gpx7、Ifitm1、Avpr1a、Rdh16、Tdo2、Cyp26a1、Pla2g16、Cyp3a9和Cyp2c13,并对PMS调节显著、且与肝星状细胞活化和肝纤维化相关的基因进行了验证。总之,本研究联合转录组学和广泛靶向代谢组学方法发现PMS主要通过调节5个关键代谢物和9个关键基因,恢复肝纤维化大鼠体内紊乱的视黄醇代谢、不饱和脂肪酸代谢、色氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢以及蛋氨酸和半胱氨酸代谢,从而改善CCl4诱导的大鼠肝纤维化。