發(fā)布時間：2017-08-23 10:36

  本文關鍵詞：基于網絡模塊的氣虛血瘀證證病結合生物學機制研究

  更多相關文章： 同證異病 氣虛血瘀 腦梗死 心絞痛 糖尿病腎病 網絡藥理學 分子生物學 模塊

【摘要】：1.研究背景中醫(yī)“同證異病”的理論,提示了中醫(yī)證候的綜合性臨床表征與西醫(yī)的疾病可能存在著相關性。但是中醫(yī)臨床診斷和證候類中藥的使用,不能完全套用西醫(yī)的標準,所以研究出具有中醫(yī)特色的臨床診療方法尤其重要。因此以中醫(yī)證候為基礎的臨床研究如雨后春筍般快速發(fā)展。但目前證候類研究多以傳統(tǒng)臨床療效評價為主,而有關新技術和多學科結合型研究較少。本研究在“同證異病”理論指導下,擬利用網絡藥理學、分子生物學等相關學科的技術,以氣虛血瘀證為例,比較證候代表性癥狀組與相關疾病的基因網絡,提出基于功能模塊網絡富集分析的研究方法,深入研究證候與疾病、疾病與疾病之間的相關性,并初步探索針對氣虛血瘀證基因網絡的中藥組方,為證候類中藥的臨床使用和研發(fā)提供新的思路。2.研究目的本研究以中醫(yī)常見證候氣虛血瘀證為例,通過構建氣虛血瘀證涉及的癥狀組與相關疾病的基因整合網絡,識別功能模塊并富集相關的生物學功能和信號通路,以揭示中醫(yī)“同證異病”理論下證病結合的相關生物學機制,同時,結合文獻在基因水平上尋找氣虛血瘀證相關疾病臨床中藥組方的新規(guī)律,為證候類新藥研發(fā)提供新的依據(jù)。3.材料與方法3.1氣虛血瘀證證候與疾病相關數(shù)據(jù)的來源本研究根據(jù)王永炎院士的經驗方益氣通絡膠囊對“氣虛血瘀”證候的“心、腦、腎”病變作用,檢索中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CNKI)和萬方電子數(shù)據(jù)庫中關于氣虛血瘀證的臨床性研究文獻,確定氣虛血瘀證證候的代表性癥狀組和相關疾病。利用OMIM數(shù)據(jù)庫查找氣虛血瘀證代表性癥狀組和疾病的相關基因。3.2基因網絡的構建運用安捷倫文獻檢索軟件構建氣虛血瘀證證候與相關疾病重疊和獨有的相關基因網絡,并用Cytoscape軟件對數(shù)據(jù)進行了可視化網絡處理,分析基因網絡的拓撲屬性,包括聚類系數(shù)、節(jié)點數(shù)、網絡直徑、網絡中心性、網絡半徑等。3.3功能模塊的識別分別對重疊基因和各自獨有基因網絡,運用MCODE的聚類分析方法進行模塊的識別并分析它們模塊的屬性,并進行了模塊網絡結構最小熵值的計算,獲得較穩(wěn)定的模塊網絡,利用Cytoscape軟件進行了可視化。3.4模塊生物功能注釋運用DAVID軟件對模塊進行生物學功能富集分析,選用Functional Annotation Chart功能,設置人類全基因組數(shù)據(jù)(Human)作為參考背景,以P值0.05篩選主要富集模塊所對應的GO (Gene Ontology)生物功能和KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)信號通路。3.5基因與中藥的相關性分析根據(jù)重疊和各自獨有的基因,在PubMed數(shù)據(jù)庫中查找與基因相關的中藥。檢索詞設定為“基因名”和“中藥(herb)",檢索范圍限定為標題或摘要,通過對所檢索到的文獻全文閱讀確定基因相關的所有中藥,并對相關中藥的檢索結果計算相關系數(shù),確定與疾病最相關的中藥。3.6文獻驗證在PubMed數(shù)據(jù)庫,檢索范圍限定為標題或摘要,對本研究重疊的基因和重疊的信號通路進行檢索并全文閱讀,找到與本研究內容相關的研究報道進行文獻整理。4.研究結果4.1氣虛血瘀證相關疾病根據(jù)納入與排除標準對10796篇文獻進行全文閱讀,篩選出頻次最高且屬于“心、腦、腎”的氣虛血瘀證相關疾病有腦梗死261篇、心絞痛255篇、糖尿病腎病9篇。4.2氣虛血瘀證證候代表性癥狀經過全文閱讀對氣虛血瘀證三個疾病代表性癥狀進行規(guī)范化整理后得到(頻次≥2)共有18個癥狀,其中,排在前5位的癥狀為：舌暗淡、氣短乏力、脈沉細、胸痛、面色晦暗。4.3基因相互作用網絡4.3.1氣虛血瘀證證候和三個疾病的相關基因氣虛血瘀證的18個癥狀中,僅有13個癥狀在OMIM數(shù)據(jù)庫中查找到了相關基因1867個,腦梗死相關基因194個、心絞痛相關基因113個和糖尿病腎病相關基因129個。4.3.2重疊基因和獨有基因網絡的構建分析結果氣虛血瘀證證候與疾病的重疊基因網絡中,涉及腦梗死的有314個節(jié)點和738條邊,心絞痛140個節(jié)點和259條邊,糖尿病腎病189個節(jié)點和401條邊；獨有基因網絡可視化結果顯示,涉及腦梗死的有269個節(jié)點和505條邊,心絞痛271個節(jié)點和1015條邊,糖尿病腎病381個節(jié)點和3253條邊,證候1104個節(jié)點和13472條邊。4.4功能模塊的識別結果重疊基因的功能模塊中涉及腦梗死的有34個、心絞痛17個、糖尿病腎病23個；獨有基因的功能模塊涉及腦梗死的有39個、心絞痛25個、糖尿病腎病41個、證候270個。同時對模塊的數(shù)量、尺寸大小、模塊性和模塊網絡的最小結構熵值進行分析。4.5模塊生物學功能的富集分析結果重疊基因的模塊中,腦梗死相關模塊富集出617個GO功能和65條KEGG信號通路,心絞痛相關模塊富集出404個GO功能和32條KEGG信號通路,糖尿病腎病相關模塊富集出281個GO功能和26條KEGG信號通路；獨有的基因模塊中,腦梗死相關模塊富集出48個GO功能和12條KEGG信號通路,心絞痛相關模塊富集出174個GO功能和38條KEGG信號通路,糖尿病腎病相關模塊富集出372個GO功能和26條KEGG信號通路,證候相關模塊富集出1165個GO功能和58條KEGG信號通路。4.6基因相對應的中藥出現(xiàn)頻次大于2且與重疊基因相關系數(shù)最大的中藥包括黃芪、人參、牛膝；出現(xiàn)頻次大于2且與獨有基因相關系數(shù)最大的中藥包括黃芪、當歸、紅花、穿心蓮、淫羊藿、三七、肉桂、人參、馬齒莧、雷公藤、青蒿,其中馬齒莧、雷公藤、青蒿在中醫(yī)傳統(tǒng)組方中很少用于臨床氣虛血瘀證相關疾病的治療。4.7文獻驗證結果氣虛血瘀證證候分別與三個疾病的重疊基因中有10個(F2、F5、VEGF、 LMNA、GAA、FMD、ACE、CCR5、PKD1、ACE1)可能與血管緊張素轉換酶存在相關性。共享的7條KEGG信號通路中發(fā)現(xiàn)三條KEGG通路至今未報道與三個疾病有關,而Allograft rejection與氣虛血瘀證相關疾病的關系最緊密。5.結論1、通過基因網絡和模塊生物學功能分析,發(fā)現(xiàn)它們共有的病理機制與血管緊張轉換酶相關,提示了氣虛血瘀證與腦梗死、心絞痛和糖尿病腎病之間存在相類似的生物學機制,側面論證了中醫(yī)“同證異病”理論。2、基于中醫(yī)“同證異病”理論,比較氣虛血瘀證的代表性癥狀組與腦梗死、心絞痛、糖尿病腎病的基因網絡,分析其模塊的異同,為中醫(yī)證候研究提供了新方法。3、通過文獻分析與氣虛血瘀證基因網絡關聯(lián)最高的中藥,發(fā)現(xiàn)了3味中藥不常用于氣虛血瘀(馬齒莧、雷公藤、青蒿),可能為氣虛血瘀證臨床新藥的研發(fā)提供新的思路。
【關鍵詞】：同證異病 氣虛血瘀 腦梗死 心絞痛 糖尿病腎病 網絡藥理學 分子生物學 模塊
【學位授予單位】：中國中醫(yī)科學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R228
【目錄】：

• 中文摘要6-10
• ABSTRACT10-15
• 英文縮略語15-16
• 第一部分：文獻綜述 中醫(yī)“同證異病”的研究現(xiàn)狀16-22
• 第二部分：證候與疾病相關網絡模塊的生物功能分析22-48
• 1. 前言22
• 2. 研究目的22-23
• 3. 材料與方法23-26
• 3.1 氣虛血瘀證證候與疾病相關數(shù)據(jù)的來源23-24
• 3.2 基因網絡的構建24
• 3.3 功能模塊的識別24-25
• 3.4 模塊生物功能注釋25
• 3.5 基因與中藥的相關性分析25-26
• 3.6 文獻驗證26
• 4. 研究結果26-45
• 4.1 氣虛血瘀證相關疾病26-27
• 4.2 氣虛血瘀證證候代表性癥狀27-28
• 4.3 構建的基因相互作用網絡28-32
• 4.3.1 氣虛血瘀證證候和三個疾病基因的查找結果28-29
• 4.3.2 重疊基因和獨有基因網絡的構建分析結果29-32
• 4.4 功能模塊的識別結果32-38
• 4.5 模塊生物學功能的富集分析結果38-41
• 4.6 基因相對應的中藥41-44
• 4.7 文獻驗證結果44-45
• 5. 討論45-47
• 6. 結論47-48
• 參考文獻48-54
• 致謝54-55
• 個人簡歷55-59
• 附件59-67

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