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目的:当前,慢性非传染性疾病(简称慢病)严重影响了国家的社会经济发展。与传统临床治疗相比,中医药治疗在慢性病防治领域具有长效、经济成本低的优点。在民间流传许久的实用偏方具有广泛的群众基础;同样,作为中医文化瑰宝的古代经典名方极具临床应用价值。从古籍名方和民间偏方中筛选一批经过循证医学证实治疗慢性病疗效确切的现代中药(即中药重定位),是当前中医药研究的热点和重点方向。为了高效率和系统性研究慢病治疗中药重定位问题,我们设计并开发了一种基于R平台的自动化中药网络药理学数据挖掘工具(Traditional Chinese Medicine Network Pharmacology Data Mining Tool Based on R Platform,tcmR),旨在提高中药和疾病等相关数据的获取效率,降低数据获取和整合步骤对人工的依赖程度,从而实现“中药-活性成分-靶点-疾病”数据库的快速构建,为中药网络药理学提供数据支持,推动中药网络药理学健康发展。我们采用tcmR工具包,将哮喘、慢性肾功能不全、慢性阻塞性肺疾病、冠心病、骨关节炎、抑郁症、2型糖尿病、高血压、肝硬化、肝癌、乳腺肿瘤、代谢综合征、非酒精性脂肪肝、骨质疏松症、精神分裂症,总计15种常见慢病作为研究对象,大规模地从古籍名方和民间偏方中筛选具有潜在临床价值的中药,精准解析中药活性成分并预测其在相关疾病的作用靶点,实现老药新用、一病多治和异病同治,为进一步开展慢病治疗领域中药重定位研究提供参考。方法:本研究主要分为三大部分:1、中药网络药理学数据挖掘工具tcmR的构建。2、基于tcmR的15种常见慢病治疗中药重定位研究。3、基于tcmR的其他疾病治疗中药重定位研究。1、中药网络药理学数据挖掘工具tcmR的构建:利用数据挖掘技术,从相关数据库获取中药和疾病数据信息,进行数据整合和标准化处理,构建疾病与药物靶标数据库,设计专用疾病与靶点搜索程式。通过对比分析,验证tcmR自动化查询结果与人工查询结果的一致性。2、基于tcmR的15种常见慢病治疗中药重定位研究:①从49味中药单剂筛选慢病治疗药物:以tcmR为基础解析49味中药单剂活性成分,预测其潜在作用靶标,构建“中药-靶标-疾病”关系数据库;对其进行网络化和可视化,分析药物、靶标和疾病之间的潜在关系,筛选中药单剂治疗常见慢性病核心作用靶标。②从网络流行民间偏方筛选慢病治疗药物:首先利用网络爬虫获取565种民间偏方,并对其进行数据整合,然后以tcmR为基础进行慢病药物重定位研究。③从古代经典名方筛选慢病治疗药物:在有关专家推荐下,将半夏泻心汤等100种方剂作为治疗15种常见慢病的候选药物,借助自行设计的靶标评分指标筛选出可能对相关慢病具有治疗效果的方剂。3、基于tcmR的其他疾病治疗中药重定位研究:①人参-黄芪治疗肺癌潜在靶点筛选:将tcmR筛选结果与已发表论文中的相关结果进行对比,分析上述两个结果是否存在差异及造成差异的主要原因,并借此筛选人参和黄芪治疗肺癌的潜在作用靶点。②“清肺排毒汤-靶点-新冠肺炎”中药网络药理学关联网络分析:在构建清肺排毒汤和新冠肺炎作用靶点网络的基础上,进行网络拓扑学分析,结合相关文献预测清肺排毒汤治疗新冠肺炎的潜在作用靶点。结果:1、本研究成功构建了一种基于R平台的自动化中药网络药理学数据挖掘工具tcmR,可快速获取药物和疾病数据。经人工验证,其结果和原始数据基本一致。2、基于tcmR的15种常见慢病治疗中药重定位研究结果显示:①白细胞介素6(IL6)、BCL2蛋白(BCL2)和前列腺素氧化环化酶2(PTGS2)等15个靶蛋白可能是大多数中药单剂作用多种慢病的核心靶标。多种慢病和天然药构成的“中药-活性成分-靶点-疾病”网络存在空间拓扑学连接。②从565种网络流行民间偏方中筛选出凉膈散、散偏汤和金水六君煎等17种可能对慢病有治疗效果的方剂。③从100种古代经典名方中筛选出半夏泻心汤、当归六黄汤和甘草泻心汤等16种可能具有慢病治疗效果的方剂。3、基于tcmR的其他药物重定位研究结果显示:人参和黄芪可能通过表皮生长因子受体(EGFR)发挥治疗非小细胞肺癌的作用;清肺排毒汤可能通过DNA甲基转移酶1(DNMT1)、酪蛋白激酶2β(CSNK2B)和二肽基肽酶4(DPP4)等10个靶点蛋白发挥治疗新冠肺炎或干预新冠肺炎病理过程的作用。结论:我们自行研发的中药网络药理学数据挖掘工具tcmR基本上实现了相关数据获取自动化;我们以tcmR为基础开展的慢病治疗中药筛选研究发现了多种中药单剂或复方治疗慢病的作用靶点,可为辅助慢病治疗提供参考依据。