基于有效中藥的冠心病痰瘀互結(jié)證網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)基礎(chǔ)探究.pdf

1、研究目的：
　　初步探討冠心病痰瘀互結(jié)證的網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)基礎(chǔ)。
　　材料與方法：
　　本研究以冠心病種子基因集（定義:與冠心病相關(guān)的基因?yàn)楣谛牟》N子基因，種子基因構(gòu)成的集合為種子基因集）及其所在的模塊構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)為冠心病疾病網(wǎng)絡(luò)。以冠心病疾病網(wǎng)絡(luò)為“背景”，找出痰瘀同治冠心病中起活血、化痰作用的方藥，搜集整理這些方藥（有效成分）作用的靶點(diǎn)，形成冠心病活血、化痰方藥作用的靶點(diǎn)集。以冠心病的西藥靶點(diǎn)集為佐證（如果中藥的作用靶

2、點(diǎn)同時(shí)是西藥的作用靶點(diǎn)，則說(shuō)明該靶點(diǎn)的可靠性較高），在假定冠心病種子基因集、活血靶點(diǎn)集、化痰靶點(diǎn)集三者同時(shí)出現(xiàn)的基因/通路/模塊可能與冠心病痰瘀互結(jié)證密切相關(guān)的前提下，分析了這些同時(shí)出現(xiàn)的基因/通路/模塊的功能，初步探究了冠心病痰瘀互結(jié)證的網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)基礎(chǔ)。具體的研究步驟如下。
　　步驟①:整合Pubmed文獻(xiàn)、CAD基因數(shù)據(jù)庫(kù)、OMIM數(shù)據(jù)庫(kù)、GWAS數(shù)據(jù)庫(kù)中與冠心病相關(guān)的基因，形成冠心病種子基因集，分析冠心病種子基因集及其所在模

3、塊的功能。
　　步驟②:檢索中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方兩個(gè)中文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)和專家經(jīng)驗(yàn)，確定痰瘀同治冠心病時(shí)分別起活血、化痰作用的方藥。
　　步驟③:確定痰瘀同治冠心病起活血、化痰作用方藥（有效成分）的作用靶點(diǎn)，形成冠心病活血靶點(diǎn)集和冠心病化痰靶點(diǎn)集，分析冠心病活血靶點(diǎn)集、化痰靶點(diǎn)集的功能及其所在模塊的主要功能。
　　步驟④:整合TTD和DurgBank等西藥-靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)中出現(xiàn)的治療冠心病的西藥-靶點(diǎn)數(shù)據(jù)，形成冠心病西藥

4、靶點(diǎn)集，作為上述步驟①、②、③形成的冠心病種子基因集、活血靶點(diǎn)集、化痰靶點(diǎn)集的佐證，如果中藥作用靶點(diǎn)同時(shí)是西藥的作用靶點(diǎn)，則說(shuō)明該中藥作用靶點(diǎn)的可靠性較高。
　　步驟⑤:分析冠心病種子基因集、活血靶點(diǎn)集、化痰靶點(diǎn)集、西藥靶點(diǎn)集四個(gè)集合中同時(shí)出現(xiàn)的基因/通路/模塊及其相應(yīng)的功能，初步闡釋冠心病痰瘀互結(jié)證的網(wǎng)絡(luò)生物學(xué)基礎(chǔ)。
　　研究結(jié)果：
　　①形成了由1086個(gè)冠心病種子基因構(gòu)成的冠心病種子基因集。
　　種子基因集

5、GO富集功能分析結(jié)果提示:冠心病主要涉及的疾病病理過程包括損傷(Wounding)、炎癥(Inflammatory)、氧化（Oxidative）、血液循環(huán)與血管發(fā)生(Blood circulation and Blood vasculature development)、脂質(zhì)代謝(Liqid)、應(yīng)激刺激（External stimulus）、細(xì)菌感染(Bacterial origin)、脂多糖反應(yīng)(Response to lipopol

6、ysaccharide)、炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)(Regulation ofinflammatory reponse)、細(xì)胞遷移(Postive of cell migration)等。
　　最顯著富集的通路是補(bǔ)體和凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)(Complement and coagulationcascades，hsa04610)。
　　冠心病種子基因在STRING9.1出現(xiàn)比例最高的前10個(gè)模塊的主要功能是:組織缺氧時(shí)RNA聚合酶Ⅱ激動(dòng)劑的調(diào)節(jié)

7、[Regulation of transcription from RNApolymeraseⅡ promoter in response to hypoxia(GO:0061418)]、血液中血管緊張素水平的調(diào)節(jié)[Regulation of angiotensin levels in blood(GO:0002002)]、血管緊張素成熟[Angiotensin maturation(GO:0002003)]、MLL5-L comple

8、x(GO:0070688)，主要與組織缺氧、血管緊張素的成熟/調(diào)節(jié)相關(guān)。
　　以上種子基因集功能分析的結(jié)果與現(xiàn)代認(rèn)識(shí)到的關(guān)于冠心病發(fā)病機(jī)制的多種學(xué)說(shuō)基本一致。
　?、诖_定了痰瘀同治冠心病時(shí)，起活血作用的方藥及其有效成分作用的152個(gè)靶點(diǎn)，這152個(gè)靶點(diǎn)構(gòu)成冠心病活血靶點(diǎn)集;起化痰作用的方藥及其有效成分作用的133個(gè)靶點(diǎn)，這133個(gè)靶點(diǎn)構(gòu)成冠心病活血化痰靶點(diǎn)集。
　　從188篇痰瘀同治冠心病的臨床研究文獻(xiàn)中共得出152首

9、痰瘀同治冠心病方劑，確定丹參飲（包括丹參、檀香、砂仁三味中藥）和桃紅四物湯（包括桃仁、紅花、當(dāng)歸、赤芍、川芎、生地黃六味中藥）為痰瘀同治冠心病起活血作用的方藥，瓜蔞薤白半夏湯（包括瓜蔞、薤白、半夏三味中藥）和黃連溫膽湯（包括黃連、茯苓、陳皮、枳實(shí)、竹茹五味中藥）合石菖蒲為痰瘀同治冠心病起化痰作用的方藥。起活血作用的方藥（有效成分）作用的152個(gè)靶點(diǎn)構(gòu)成了冠心病活血靶點(diǎn)集，起化痰作用的方藥（有效成分）作用的133個(gè)靶點(diǎn)構(gòu)成了冠心病化痰靶點(diǎn)

10、集。
　　冠心病活血靶點(diǎn)集的主要的功能包括:活性氧簇生物合成過程以及調(diào)節(jié)過程[Reactive oxygen species biosynthetic process(GO:1903409)和Positiveregulation of reactive oxygen species metabolic process(GO:2000379)]、循環(huán)系統(tǒng)血管過程[Vascular process in circulatory sys

11、tem(GO:0003018)]、脂多糖反應(yīng)[Response to lipopolysaccharide(GO:0032496)]、細(xì)菌反應(yīng)[Response tobacterium(GO:0009617)]、缺氧反應(yīng)[Response to hypoxia(GO:0001666)]，最顯著富集的Pathway是Hepatitis B(Has:hsa05161)，與既往關(guān)于血瘀證的認(rèn)識(shí)部分一致。
　　冠心病化痰靶點(diǎn)集主要的功能包

12、括:類固醇激素反應(yīng)Rresponse to steroidhormone(GO:0048545)]、脂多糖反應(yīng)[Response to lipopolysaccharide(GO:0032496)]、Fc-epsilon receptor信號(hào)通路[Fc-epsilon receptor signalingpathway(GO:0038095)]、二氧化氮生物合成過程調(diào)節(jié)[Regulation of nitric oxidebiosynt

13、hetic process(GO:0045428)]，最顯著富集的Pathway是Hepatitis B(Has:hsa05161)，與既往關(guān)于血瘀證的認(rèn)識(shí)部分一致。
　　③冠心病種子基因集、活血靶點(diǎn)集、化痰靶點(diǎn)集同時(shí)顯著富集的GO結(jié)點(diǎn)包括皮質(zhì)類固醇反應(yīng)[Response to corticosteroid(GO:0031960)、脂多糖的細(xì)胞反應(yīng)[Cellular response to lipopolysaccharide(G

14、O:0071222)]、炎癥反應(yīng)[Inflammatory response(GO:0006954)]、二氧化氮生物合同的正向調(diào)節(jié)[Positive regulation of nitric oxide biosynthetic process(GO:0045429)]、細(xì)胞類型的特異凋亡過程[Cell-type specific apoptotic process(GO:0097285)]。
　　冠心病種子基因集、活血靶點(diǎn)集、化

15、痰靶點(diǎn)集同時(shí)顯著富集的通路包括TNFsignaling pathway、Apoptosis、HIF-1 signaling pathway、NF-kappa B signalingpathway，四個(gè)通路主要功能以炎癥、免疫、凋亡為主。
　　確定了典型的冠心病痰瘀互結(jié)證模塊(Module95)，該模塊出現(xiàn)了四個(gè)同時(shí)是種子基因、西藥靶點(diǎn)、活血靶點(diǎn)、化痰靶點(diǎn)的基因:PTGS2(Gene ID:5743)、NOS2(Gene ID:48

16、43)、MMP9(GeneID:4318)、VEGFA(GeneID:7422),其中PTGS2和NOS2的功能與炎癥反應(yīng)相關(guān)。同時(shí)，Module95顯著富集的GO結(jié)點(diǎn)包括防御反應(yīng)(Defense response)、免疫過程(Immune system process和Immune response)、壓力應(yīng)激反應(yīng)(Response to stress、Responsetostimulus)、炎癥反應(yīng)(Inflammatory res

17、ponse)，提示免疫和炎癥反應(yīng)是其中重要的富集結(jié)點(diǎn)。Module95顯著富集的通路包括NF-kappa B signaling pathway(hsa04064)，其功能以免疫炎癥反應(yīng)為主。
　　因此，同時(shí)為冠心病種子基因、活血靶點(diǎn)、化痰靶點(diǎn)、西藥靶點(diǎn)的兩個(gè)基因（TGS2和NOS2），冠心病種子基因集、活血靶點(diǎn)集、化痰靶點(diǎn)集三個(gè)集合同時(shí)顯著富集的GO結(jié)點(diǎn)和通路，典型的冠心病痰瘀互結(jié)證潛在模塊，以上三者功能分析的結(jié)果，共同指向了炎