基于数据挖掘及网络药理学探讨杨玉兰教授治疗糖尿病肾病的临床经验与作用机制研究

来源 :天津中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dxlwwh
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目的糖尿病肾病(Diabetic kidney disease,DKD)是糖尿病最常见的微血管病变,是由糖尿病代谢异常引起的肾小球硬化症。随着我们生活水平的提高、人口老龄化等因素,糖尿病肾病的发病率也逐渐提高。中药治疗作用的靶点多,既能益气养阴、活血通络、改善症状,又能够调整阴阳、调节免疫功能作用,在治疗DKD上体现出独特的优势。杨玉兰教授从事临床工作三十年有余,医技精湛,对于慢性肾脏病的治疗上有着独特的见地与丰富的经验,并取得显著的临床疗效,因此本研究采用数据挖掘的研究方法,分析总结杨玉兰教授治疗DKD的经验,并运用网络药理学预测核心药物作用DKD的靶点及通路,为中医继承创新添砖加瓦。方法1、收集2018年9月-2020年9月期间经杨玉兰教授门诊接诊的所有符合DKD诊断的患者的病历资料,主要包括一般信息、症状、舌脉、辅助检查、中药处方、中医及西医诊断等。筛选符合本研究要求的病例111例,运用SPSS 25.0、SPSS Modeler18.0进行数据分析,总结规律,探讨杨玉兰教授治疗DKD的核心药物、组方规律等。2、运用TCMSP数据库、BATMAN-TCM数据库、中国知网、Pub Med等对核心处方的有效化学成分和作用靶点进检索,并运用Uni Prot数据库查询靶点对应的基因蛋白建立药物靶标数据库,结合与疾病基因关联的Gene Cards数据库,检索糖尿病肾病的已知作用靶点,找出糖尿病肾病潜在作用靶标,建立药物-糖尿病肾病靶标数据库,通过Cytoscape(3.7.0)进行构建药物-靶点-疾病蛋白相互作用网络,利用STRING数据库得到潜在靶点蛋白互作用网络。利用Bioconductor包和R语言对靶点基因进行GO功能注释和KEGG通路富集分析,预测核心药物治疗糖尿病肾病可能的作用机制。结果1、性别、年龄分布:共纳入111例患者,其中纳入患者男女比例约1.22:1;年龄分布于29-84岁之间,其中50岁-70岁的有81人(73.0%)。2、药物频次、四气五味、归经、药物功效结果:共527个处方根据中药频次统计显示,共有252味中药,高频次药物依次包括黄芪、川芎、丹参、葛根、地龙、山茱萸、黄连、当归、生地黄、红花等;四气以寒、温、平三者为主,且寒、温频次大致相当;五味频次最多为苦味,其次依次为甘、辛、咸、涩、酸、淡;药物功效以清热药、补虚药以及活血化瘀药位列前3;药物归经统计从依次为肝经、肺经、胃经、脾经、肾经、心经、大肠经、膀胱经、胆经、小肠经、心包经、三焦经。4、网络药理学分析结果:核心处方由用药频率的前10味药物组成,主要包括:黄芪、川芎、丹参、葛根、地龙、山茱萸、黄连、当归、生地黄、红花。核心药物实际共含有100种有效化学成分,比如:槲皮素、豆甾醇、芒柄花黄素等,共计333个药物作用靶点。共筛选到糖尿病肾病相关靶点545个,最终10味药物与疾病共拥有78个相交靶点,如:PTGS2、NOS2、ESR1、AR、PPARG等;进行GO和KEGG通路富集分析,共发现152条信号通路可能与该处方治疗DKD相关,其中最有可能是通过糖尿病并发症AGE-RAGE信号通路(AGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications)、流体剪切力和动脉粥样硬化(Fluid shear stress and atherosclerosis)、肿瘤坏死因子信号通路(TNF signaling pathway)、白介素-17信号通路(IL-17 signaling pathway)等信号通路对肾脏起到了保护作用。结论根据数据挖掘结果,杨玉兰教授治疗糖尿病肾病时,多以补益虚弱、清热化瘀为主,辅以健脾除湿消肿等,即以黄芪、当归为主补气血益虚弱,川芎、丹参、红花以活血消癥、化瘀通络之效,同时随证配伍生地、黄连等药清热除湿、养阴生津,葛根以解肌退热、升阳生津。其核心处方为黄芪、川芎、丹参、葛根、地龙、山茱萸、黄连、当归、生地黄、红花十味药物,体现了杨玉兰教授诊治DKD的重要思路。通过成分-靶标-疾3、药物关联规则关系及高频药物系统聚类分析:运用关联法则对组方规律进行分析,得到二阶关联规则18条,如黄芪+川芎、丹参+川芎、黄芪+丹参等;三阶及以上关联规则19条,如黄芪+川芎+丹参、黄芪+葛根+丹参、黄芪+山茱萸+川芎等。通过系统聚类方法,聚类出5组,第1组为大黄炭、蒲黄炭、红花、大黄、丹参、泽泻、淫羊藿、川芎、黄芪、山茱萸、土茯苓、萆薢、紫苏叶、桔梗、干姜、瓦楞子、瓜蒌、枳壳、鸡内金,第2组为金樱子、芡实、青风藤、荠菜花、当归、蚕砂、红景天、柴胡、黄芩、茯苓、地龙、白花蛇舌草,第3组为桑叶、黄连、生地黄、玄参、苍术、金银花、山药、黄柏,第4组为酸枣仁、远志、牡蛎,第5组为三七、枸杞子、鸡血藤、天麻、葛根、骨碎补、鹿衔草、桑寄生、杜仲、牛膝桂枝、苏木、木瓜、橘络、水蛭。根据关联规则得出最后核心处方为黄芪、川芎、丹参、葛根、地龙、山茱萸、黄连、当归、生地黄、红花,即用药频率的前10味药物组成。病的相互作用网络关系建立,该核心处方有效活性成分与多靶点、多通路相关,该核心处方药物可能是通过糖尿病并发症AGE-RAGE信号通路(AGE-RAGE signaling pathway in diabetic complications)、流体剪切力和动脉粥样硬化(Fluid shear stress and atherosclerosis)、肿瘤坏死因子信号通路(TNF signaling pathway)、白介素-17信号通路(IL-17 signaling pathway)等信号通路对肾脏起到了保护作用,其主要涉及参与细胞增殖和凋亡的调控、炎症反应、氧化应激反应、肾纤维化等多个途径。
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