基于复杂网络模型的中药干预2型糖尿病的药理作用机制研究

发布时间：2018-07-04 22:51

本文选题：复杂网络 + 二型糖尿病　；参考：《北京中医药大学》2017年硕士论文

【摘要】：糖尿病的发生与不良生活方式及遗传基因等内外因素的影响有关,调查显示,有95%的糖尿病患者为2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM),T2DM正在以指数增长的方式成为危害全球健康的严重问题。就我国目前的情况来看,不仅糖尿病患者的数量在不断增加,而且有相当一部分的糖耐量人群,为我国T2DM患者的增加了后备军。中医药以其独特的思维和治疗方式,发挥辨证论治和定量配伍的优势,在T2DM的治疗中起到了重要的作用。然而中药复方成分复杂,其在人体内发挥作用的具体机制尚不明确,且中药复方具有多成分、多靶点及系统调控的思想,基于复杂网络模型的构建为研究方式,从多靶点的研究策略出发,探索"中药—成分—靶点"网络通路,摸清药物在人体内多途径、多靶点及蛋白质相互作用的方式,在研究糖尿病的中医治疗上是行得通的。1研究目标本研究以T2DM中医药治疗过程中的药物、成分、靶点为研究对象,以复杂网络为基础,利用网络药理学探索药物-成分-靶点的关系,构建疾病治疗网络模型并分析结果,将中医验方与并将生物学通路分析运用到研究过程中,探索中药在治疗T2DM治疗中发挥作用的机理,为药物研究提供明确的参考靶标,从而拓宽药物研发新模式,缩短药物研发时间;紧跟现代药理学研究中多成分、多路径、多靶点的研究趋势,追踪药物作用的生物学通路信息,为追溯中药治疗2型糖尿病中起作用的基因、通路提供信息支持。2研究方法与内容2.1本研究以糖尿病为研究对象,检索CNKI、万方、维普数据库中有关中医治疗糖尿病的试验类文献,通过整合相关信息,建立基于文献的T2DM中医治疗方药数据集,利用描述性统计和关联规则确定数据集中,统计出临治疗中常用的中药。2.2将临床常用中药作为研究对象,通过数据检索drugbank数据库、KEGG数据库、中药化学成分数据库等获取成分、靶点数据,构建"中药-成分"、"成分-靶点"、"中药-成分-靶点"数据集;2.3以作用成分为连接的中间量,推测出药物组方与作用靶点之间的关系。对T2DM"中药-成分"、"成分-靶点"、"中药-成分-靶点"数据集进行可视化分析,分别构建三个数据集的复杂网络模型,并对整体的网络进行描述和分析。2.4采用复杂网络方法对药物靶标相互网络进行了研究。计算分析了药物靶标相互作用网络的网络性质参数,对模型进行拓扑结构参数分析、聚类分析、紧密中心性分析及网络连接度分析等。2.5使用2型糖尿病治疗上常用的方剂对模型进行验证,探索常用复方在治疗疾病时的作用机制。以所选复方中所含的中药为目标节点,在构建的网络模型中选取这些点,将这些中药节点对应的子网络提取出来,分析子网络中出现的相对应的靶点信息对于干预2型糖尿病靶点的可行性。2.6结合验方结论,运用生物学通路信息分析中药在治疗2型糖尿病中作用的基因、位点,追溯中药治疗过程中更深层次的作用机理。3.研究结果本研究以研究2型糖尿病中药药理作用的动物实验作为文献来源,初步检索到文献12 318篇,按照严格的纳入排除标准对这些文献进行筛选,共获取符合纳排标准文献291篇,统计得知共有药物149味,当归、生地知母、甘草、麦冬等中药在方剂中较为常见;运用Apriori算法对数据集内的中药做关联分析,结果表明茯苓常与人参搭配使用,生地常与天花粉共同配伍,而甘草和人参、茯苓与麦冬、甘草与黄芪等,也是糖尿病遣方用药中常常同时使用,配伍出现的药对。本研究通过查询Drugbank、TCMSP、KEGG等数据库进行成分、靶点数据筛选,以中国药典作为数据筛选标准,最终构建了中药-成分、成分-靶点、中药-成分-靶点三个数据集,以Cytoscpae软件作为建模和分析工具,对上述149味中药所构建的网络模型进行连接度分析、聚类分析、紧密中心性等分析,表明患者血糖、血脂、胰腺功能、炎性因子释放、脑中枢神经调节等一个或几个生理指标的改善,很可能与中药及其有效成分对某些相关靶点的作用有关。从分析结果看可知,本研究的网络模型构建是有效的。最后本研究以消渴方、玉女煎、六味地黄丸、七味白术散等临床上治疗2型糖尿病的常用方剂,做模型精确性检验,以期探索方药在临床治疗中的作用机制。方剂中的黄连、栀子、玄参、黄芪、茯苓、木香、藿香等药与模型中所纳入的中药、成分、靶点信息所契合,故其所构建的网络反应了此模型中的部分药物的靶点,一定程度上揭露了中药在治疗过程中的微观作用机理;将生物学通路分析引入成分、靶点作用机制的最终问题追溯上,根据已找到的生物通路可见,中药及其有效成分在直达基因位点、改善基因调控方面能够起到正向作用。
[Abstract]:The research aims to study the mechanism of traditional Chinese medicine in the treatment of T2DM , and to explore the mechanism of traditional Chinese medicine in the treatment of T2DM . using descriptive statistics and association rules to determine the concentration of data , statistics show that the traditional Chinese medicines are used as the research object , and the traditional Chinese medicine is used as the research object , and the data set of the Chinese medicine - ingredient , the " component - target point " and the " traditional Chinese medicine - target point " data set is constructed by data retrieval , the database of the database , the database of the traditional Chinese medicine chemical composition and the like , and the relation between the drug group and the action target is estimated by taking the action component as the intermediate quantity of the connection . This study was conducted to study the effect of traditional Chinese medicine on the treatment of type 2 diabetes mellitus . In order to explore the mechanism of traditional Chinese medicine in the treatment of type 2 diabetes , it is found that the traditional Chinese medicine and its effective components can play a positive role in the direct gene locus and improve gene regulation .
【学位授予单位】：北京中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R285

【参考文献】