基于復雜網(wǎng)絡預測MI-RI中藥復方作用靶點的研究.pdf

1、中醫(yī)是我國歷史悠久的醫(yī)學，是一座巨大的寶庫。五千年的中華文化記載中，在治療疾病方面有著不可替代的作用。近年來，中醫(yī)在面對一些新型的疾病時，也被發(fā)現(xiàn)有很多現(xiàn)代醫(yī)學不可替代的作用。國內(nèi)大量研究表明，一些中藥及其提取成分能有效的抑制心肌細胞凋亡，目前被應用于心肌缺血再灌注損傷并取得顯著療效。近年來，運用復雜性科學來研究中醫(yī)理論取得了不少成果。通過復雜性和非線性科學給挖掘中醫(yī)藥的內(nèi)涵提供了新的思路和方法。復雜網(wǎng)絡是復雜性科學一個重要的表現(xiàn)途徑，

2、他對復雜系統(tǒng)進行了抽象的描述。一般情況下，復雜網(wǎng)絡的研究是指包含了大量組成單元（或子系統(tǒng)）的復雜系統(tǒng)，在系統(tǒng)中構成單元被抽象成節(jié)點、單元之間的相互關系被抽象為邊;復雜網(wǎng)絡是研究復雜系統(tǒng)的一種角度和方法，它關注系統(tǒng)中個體相互關聯(lián)作用的拓撲結構，是理解復雜系統(tǒng)性質(zhì)和功能的基礎。根據(jù)中醫(yī)藥方劑系統(tǒng)的特性，能以復雜網(wǎng)絡為切入點對其進行研究。我國在這方面的研究才剛剛起步，對該方面的研究正在逐步增多。但應用復雜網(wǎng)絡來研究心肌缺血再灌注損傷的成果還比

3、較少。目前，復雜網(wǎng)絡在中醫(yī)藥中的應用主要是中藥作用靶點辨識、基于藥理指標相關作用環(huán)節(jié)和基于中醫(yī)理論與中藥基本信息及中藥功效的分子網(wǎng)絡、模塊網(wǎng)絡和概念網(wǎng)絡;挖掘證候、治法和藥物之間的關系;復雜網(wǎng)絡在大量指標中定位核心研究等。
　　本文是以心肌缺血再灌注損傷中的靶點信息、對靶點作用的成分以及成分相關的中藥等信息構建成網(wǎng)絡來做研究。通過構建的網(wǎng)絡，將所有信息整合起來，利用復雜網(wǎng)絡的理論和工具，挖掘出不易被研究者發(fā)現(xiàn)的隱含信息。
　

4、　目的：本研究以心肌缺血再灌注損傷為示范，通過整合相關信息和建立復雜網(wǎng)絡模型，探索復方作用靶點的推理方法。為藥物研究提供明確的參考靶標，從而拓寬藥物研發(fā)新模式，縮短藥物研發(fā)時間。緊跟多成分、多靶點、多路徑的研究趨勢，也為實驗研究提供參考。
　　方法與內(nèi)容：
　?、俅_定數(shù)據(jù)來源通過對清華同方、萬方、維普數(shù)據(jù)庫的優(yōu)缺點進行比較。根據(jù)清華同方收錄雜志數(shù)量多而且檢索字段最多的綜合優(yōu)勢，選取以清華同方數(shù)據(jù)庫為資料來源之一。由于2007

5、年以來，中華醫(yī)學系列雜志有萬方獨家發(fā)行，選取萬方數(shù)據(jù)庫也為資料來源。但為了避免重復，在萬方中只下載2007年以來，中華醫(yī)學系列雜志的相關文章。
　　②制定信息提取的原則，建立靶點（通路）—化合物（單味中藥）網(wǎng)絡根據(jù)該課題研究的內(nèi)容，即對干預心肌缺血再灌注損傷中藥或化合物進行提取，同時對藥物或化合物作用的信號通路和靶點進行提取。建立靶點（通路）—化合物（單味中藥）網(wǎng)絡。
　?、鬯鸭嚓P聯(lián)的天然藥物，建立化合物—天然藥物網(wǎng)絡以實

6、驗中所用的干預MI/RI的化合物為對象，通過《中華人民共和國藥典》、中藥化學成分數(shù)據(jù)庫等搜集出含有上述化合物的天然藥物。建立化合物-天然藥物網(wǎng)絡。
　?、芾肅ytoscape進行建模根據(jù)該研究的情況，利用Cytosacpe建立天然藥物-化合物（單味中藥）—靶點（通路）的復雜網(wǎng)絡。節(jié)點間的連接原則為對某靶點或由某通路產(chǎn)生作用的化合物與天然藥物中含有的化合物相同時，則將該作用對象與天然藥物關聯(lián)起來。同時，并對整體的網(wǎng)絡進行描述和分析

7、。
　　⑤選取成果已明確的復方驗證該網(wǎng)絡模型以復方中所含的中藥為目標節(jié)點，在網(wǎng)絡模型中選取這些點，抽取與這些節(jié)點有關系的子網(wǎng)絡。分析子網(wǎng)絡中出現(xiàn)的靶點信息對于干預心肌缺血再灌注損傷的可行性。
　　結果：本文利用復雜網(wǎng)絡的理論和摘取的實驗數(shù)據(jù)構建了靶點-成分網(wǎng)絡，并繪制了靶點-成分網(wǎng)絡圖。利用專業(yè)數(shù)據(jù)庫中相關數(shù)據(jù)構建了成分-中藥網(wǎng)絡，并繪制了成分-中藥圖。通過對以上兩個網(wǎng)絡的關聯(lián)構成了新的靶點-成分-中藥網(wǎng)絡圖，對其網(wǎng)絡連接度

8、和聚類系數(shù)進行分析。通過小陷胸湯加味和定心方的驗證，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡推測的靶點與實驗所得的靶點是有重合的。
　　結論：
　?、俦疚耐ㄟ^構建靶點-成分網(wǎng)絡、成分-中藥網(wǎng)絡、靶點-成分-中藥網(wǎng)絡，及對網(wǎng)絡可視化和分析。得出可用復雜網(wǎng)絡的方法研究靶點和藥物之間的關系，進而推測出組方可能的靶點。
　　②以小陷胸湯加味和定心方為例，通過對比小陷胸湯加味和定心方實驗得出的數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡圖推測得出的數(shù)據(jù)，說明了利用網(wǎng)絡預測靶點具有一定的可行性。