基于数据挖掘及网络药理学探讨中药治疗消化性溃疡的用药规律及作用机制

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2022.05.005

山东科学 ›› 2022, Vol. 35 ›› Issue (5): 37-45.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2022.05.005

基于数据挖掘及网络药理学探讨中药治疗消化性溃疡的用药规律及作用机制

刘媛¹(), 孙辉¹, 许苑南², 杨敏¹, 马志强¹, 李池川¹, 赵双丽¹, 赵太英³, 陈洁¹^,^*()

1.昆明市第三人民医院云南省传染性疾病临床医学中心,云南昆明 650041
2.普洱学院云南普洱 665000
3.昆明医科大学海源学院,云南昆明 650106

收稿日期:2021-05-25 出版日期:2022-10-20 发布日期:2022-10-10
通信作者: 陈洁 E-mail:ly869163966@163.com;mlfzp@126.com
作者简介:刘媛(1989—),女,硕士,主管中药师,研究方向为中药药理。E-mail: ly869163966@163.com
基金资助:
云南省科技厅基金项目(202001BA070001-092);昆明市卫生科技人才培养项目“千”工程(2020-SW[后备]-60);昆明市卫生科技人才培养项目“千”工程(2022-SW[后备]-85);昆明市卫生科技项目(2021-16-01-0010);昆明市卫生科技项目(2022-11-01-011);普洱学院科研项目(2020XJYB18)

Exploring the medication rules and mechanisms of traditional Chinese medicine involved in the treatment of peptic ulcer based on data mining and network pharmacology

LIU Yuan¹(), SUN Hui¹, XU Yuan-nan², YANG Min¹, MA Zhi-qiang¹, LI Chi-chuan¹, ZHAO Shuang-li¹, ZHAO Tai-ying³, CHEN Jie¹^,^*()

1. The Clinical Medical Center for Infectious Diseases of Yunnan, The Third People’s Hospital of Kunming, Kunming 650041,China
2. Pu’er College, Pu’er 665000,China
3. Haiyuan College,Kunming Medical University, Kunming 650106, China

Received:2021-05-25 Online:2022-10-20 Published:2022-10-10
Contact: CHEN Jie E-mail:ly869163966@163.com;mlfzp@126.com

摘要/Abstract

摘要：

运用数据挖掘和网络药理学方法探讨中药治疗消化性溃疡(peptic ulcer, PU)的用药规律,筛选核心药对潜在靶点并研究其治疗PU的作用机制。通过频数分析、关联规则分析得出核心药对,筛选核心药对活性成分及靶点;将核心药对治疗PU的关键靶点进行基因本体(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析;建立药对成分-靶点-信号通路网络。233份治疗PU的处方中含216味中药,其中茯苓-白术为核心药对。核心药对的22个化学成分对应的143个潜在靶点中与PU交集的靶点有41个。通过GO分析,得到相关的92个生物学过程,5个分子功能及11个细胞组成,KEGG分析得出15条信号通路。核心药对茯苓-白术能通过JUN、IL6、TP53、AKT1、VEGFA、MAPK1、CASP3、EGFR、RB1、IL1B靶点调控IL-17、PI3K-AKT、NF-κB、幽门螺杆菌感染中的上皮细胞信号转导等相关通路发挥对PU的治疗作用。通过探讨中药治疗PU的用药规律,初步阐述了治疗PU的核心药对茯苓-白术的药理作用,为临床用药和新药研究提供思路。

关键词: 消化性溃疡, 数据挖掘, 网络药理学, 用药规律

Abstract:

Data mining and network pharmacology were used to investigate the rules of using traditional Chinese medicine for treating peptic ulcer and to screen the potential targets of core drugs to study their mechanism of action in the treatment of peptic ulcer. The core pairs were derived via frequency and association rule analyses, and the active components and targets of the core pairs were screened. Gene ontology (GO) and Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) enrichment analyses of the key targets of core drugs for the treatment of peptic ulcer were performed. A component-target-signaling pathway network was established. Results revealed that the 233 prescriptions for the treatment of peptic ulcer included 216 traditional Chinese medicines, of which Poria- Atractylodis Macrocephalae Rhizoma was the core pair. The 22 chemical components of the core drug pair corresponded to 143 potential targets, among which 41 intersected with peptic ulcer. Through GO analysis, 92 biological processes, 5 molecular functions, and 11 cellular compositions were identified, and through and KEGG analysis, 15 signaling pathways. The core drugs can exert the therapeutic effect on peptic ulcer through JUN,IL6,TP53,AKT1,VEGFA,MAPK1,CASP3,EGFR,RB1,and IL1B target, regulating IL-17, PI3K-AKT, NF-κB, and epithelial cell signaling in Helicobacter pylori infection and other related pathways. In this study, we explored the rules of Traditional Chinese Medicine for peptic ulcer and preliminarily elaborated the pharmacological effects of the core drug pair Poria- Atractylodis Macrocephalae Rhizoma for the treatment of peptic ulcer to provide references for clinical dosing and new drug research.

Key words: peptic ulcer, data mining, network pharmacology, medication rules

中图分类号:

R285

刘媛, 孙辉, 许苑南, 杨敏, 马志强, 李池川, 赵双丽, 赵太英, 陈洁. 基于数据挖掘及网络药理学探讨中药治疗消化性溃疡的用药规律及作用机制[J]. 山东科学, 2022, 35(5): 37-45.

LIU Yuan, SUN Hui, XU Yuan-nan, YANG Min, MA Zhi-qiang, LI Chi-chuan, ZHAO Shuang-li, ZHAO Tai-ying, CHEN Jie. Exploring the medication rules and mechanisms of traditional Chinese medicine involved in the treatment of peptic ulcer based on data mining and network pharmacology[J]. Shandong Science, 2022, 35(5): 37-45.

图/表 10

表1

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表2

表3

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表4

图4

图5

图6

参考文献 20

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序号	后项	前项	支持度	置信度	提升度
1	茯苓	白术	35.043	65.853	2.028
2	甘草	陈皮	34.615	64.198	1.306
3	白术	茯苓	32.479	71.053	2.028
4	甘草	白芍	31.624	60.811	1.237
5	甘草	柴胡	31.197	63.014	1.282
6	甘草	党参	29.915	62.857	1.279
7	白术	党参	29.915	61.429	1.753
8	黄连	黄芩	23.932	67.857	1.825
9	甘草	香附	20.085	63.829	1.299
10	柴胡	香附	20.085	61.702	1.978

化合物代码	化合物	OB/%	DL	药物
MOL000275	氢化松苓酸B (trametenolic acid)	38.71	0.80	茯苓
MOL000282	星状甾醇 (ergosta-7,22E-dien-3beta-ol)	43.51	0.72	茯苓
MOL000283	过氧化麦角甾醇 (ergosterol peroxide)	40.36	0.81	茯苓
MOL000285	多孔菌酸 (polyporenic acid C)	38.26	0.82	茯苓
MOL000287	齿孔酸 (eburicoic acid)	38.70	0.81	茯苓
MOL000289	茯苓酸 (pachymic acid)	33.63	0.81	茯苓
MOL000300	脱氢胆汁酸 (dehydroeburicoic acid)	44.17	0.83	茯苓
MOL000020	12-千里光酰基-8-反式白术三醇 (12-senecioyl-2E,8E,10E-atractylentriol)	62.40	0.22	白术
MOL000021	14-乙酰基-12-千里光酰基-8-顺式白术三醇 (14-acetyl-12-senecioyl-2E, 8E, 10E-atractylentriol)	60.31	0.31	白术
MOL000022	14-乙酰基-12千里光酰基-8-反式白术三醇 (14-acetyl-12-senecioyl-2E, 8Z,10E-atractylentriol)	63.37	0.30	白术
MOL000028	ɑ-香树脂醇 (α-amyrin)	39.51	0.76	白术
MOL000049	3β-乙酰氧基苍术酮 (3β-acetoxyatractylone)	54.07	0.22	白术

关键靶基因	蛋白名称	基因 ID	度值
JUN	转录因子AP-1 (transcription factor AP-1)	P05412	16
IL6	白细胞介素-6 (interleukin-6)	P05231	14
TP53	细胞肿瘤抗原P53 (cellular tumor antigen p53)	P04637	14
AKT1	RAC-α丝氨酸 (RAC-alpha serine)	P31749	13
VEGFA	血管内皮生长因子A (vascular endothelial growth factor A)	P15692	12
MAPK1	有丝分裂原激活的蛋白激酶1 (mitogen-activated protein kinase 1)	P28482	10
CASP3	半胱天冬酶-3 (caspase-3)	P42574	9
EGFR	表皮生长因子受体 (epidermal growth factor receptor)	P00533	9
RB1	视网膜母细胞瘤相关蛋白 (retinoblastoma-associated protein)	P06400	9
IL1B	白细胞介素-1β (interleukin-1 beta)	P01584	8

基于数据挖掘及网络药理学探讨中药治疗消化性溃疡的用药规律及作用机制

Exploring the medication rules and mechanisms of traditional Chinese medicine involved in the treatment of peptic ulcer based on data mining and network pharmacology

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序号	中药名	频数	序号	中药名	频数
1	甘草	115	11	海螵蛸	67
2	黄连	87	12	白及	60
3	白术	82	13	延胡索	58
4	陈皮	81	14	黄芩	56
5	半夏	76	15	香附	47
6	茯苓	76	16	枳壳	45
7	白芍	74	17	厚朴	44
8	柴胡	73	18	蒲公英	44
9	黄芪	73	19	砂仁	43
10	党参	70	20	木香	42

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