系统药理学(Ⅵ)--TCMSP数据库及其应用

中药系统药理学分析平台——TCMSP(Traditional Chinese Medicines Systems Pharmacology Platform)作为一个全新的以系统药理学为基础的中药研究平台及数据库,主要使用了系统药理学技术,给出了《中国药典》收录的所有中草药的组分和分子结构、关键ADME参数、成分作用靶点以及相关疾病等关键信息。从介绍TCMSP数据库和该数据库的应用领域及应用情况入手,简要的分析和论述了近年来TCMSP数据库的应用和影响。该数据库被广泛的应用在确定中药成分及ADME性质、作用靶点及相关疾病信息、作用机制研究、新药开发和复方改良及中医经典理论研究等方面,其优势在于提供了ADME参数OB,Caco-2,Half-life,BBB等参数,并且具有独特的筛选功能。

基于国家专利数据库研究中药复方治疗慢性肾衰竭的用药规律

目的:分析国家专利中药复方治疗慢性肾衰竭的用药规律。方法:以国家专利数据库中治疗慢性肾衰竭的中药复方为数据来源,筛选后运用Office Excel 2019建立数据库,再运用IBM SPSS Modeler 18.0、IBM SPSS Statistics 25.0、Cytoscape 3.7.1、中医传承辅助平台V2.5进行用药频数及性味归经统计、关联规则分析、因子分析、复杂网络图构建、熵层次聚类等。结果:纳入治疗慢性肾衰竭的中药复方专利共97首。高频药物有黄芪(48次,49.48%)、大黄(36次,37.11%)、茯苓(27次,27.84%)、白术(25次,25.77%)、丹参(25次,25.77%)等;功效以补虚类、利水渗湿药、清热药、活血化瘀药为主;药性以温、寒、平为主;药味多甘、苦、辛;归经以肝、脾、肺为主;关联分析共获得32组药对组合;因子分析共得到13个公因子;熵层次聚类算法发现候选处方4首。结论:专利中药复方治疗慢性肾衰竭重在补虚,以温阳利水、清热凉血、活血化瘀为主要治法,多选择利水渗湿、补气、清热、活血化瘀、补阳等药物治疗。

气象一体化平台数据库结构优化分析

随着气象一体化平台逐渐向着智能统筹化发展,其后台数据库性能自然需要更精良的设计和准备。在不断的实践过程中不难发现,数据集中化带来的必然后果是数据量巨大,观测数据量之恐怖、浩瀚是必然结果,甚至随着年深日久达到数亿或者更多。像这样繁杂无比的数据量,将带来系统维护难度大、查询操作的执行时间长、对数据进行统计操作时效率低下等一系列问题,从而使整体数据库性能下降。

中药复方网络药理学研究的文献分析

目的:综述网络药理学方法在中药复方研究中的应用进展,为中药复方现代化研究提供参考与借鉴。方法:以"网络药理学""中药复方"为关键词,在中国知网、万方数据以及维普网等数据库中组合查询2006年5月-2020年5月发表的文献,筛选文献,对其所用数据库、分析平台、软件进行统计汇总;在进行计量分析的基础上,对网络药理学在中药复方研究中的应用情况进行归纳。结果与结论:共纳入有效文献761篇,其中2019年可检索到的文献数量高达313篇;在中药复方现代化研究中,网络药理学方法主要应用于中药复方作用机制、药效物质基础、配伍规律、复方优化以及"效-毒"网络等领域;常用的数据库及平台有中药信息数据库(中药系统药理数据库与分析平台和中药综合数据库)、疾病靶点数据库(TTD、OMIM)、药物靶点数据库及靶点预测平台(Drugbank、SwissTargetPrediction、TargetNet、PharmMapper)、网络药理学分析及预测软件/平台(CytoScape)等。网络药理学方法在中药复方研究领域中的应用较多,为其现代化研究提供了新的思路与方法。今后学者在开展相关研究时可结合药动学参数、活性化合物药效以及相关基础实验,采用加权的方法进行网络药理学分析,并注意整合多个数据库的信息以提高研究结果的科学性。

基于系统药理学方法探究中药大黄治疗胃肠系统疾病及抗炎机制

目的基于系统药理学探究大黄治疗胃肠系统疾病和炎症的药理作用机制。方法以中药系统药理学数据库和分析平台等中药数据库为基础,建立大黄成分数据库。随后进行药代动力学筛选出活性成分,并利用PharmaMapper、DrugBank和KEGG等数据库进行靶点的预测和通路的关联。最后借助Cytoscape软件构建成分-靶点-疾病相互作用网络并进行药理学分析。结果最终得到了17种活性成分,其中11种成分主要与胃肠系统疾病和炎症相关靶点相互作用。随后,作者将这些靶点映射到相应的通路中,共得到144条生物通路,并发现该作用机制主要与3条通路相关,即钙离子、PI3K/Akt和p38/MAPK信号通路。最后通过分子靶点对接实验,很好地佐证了大黄的治疗胃肠系统疾病和炎症的机制。结论不仅揭示了大黄的药理治疗胃肠系统疾病和炎症的作用机制,更为今后探究中药治疗疾病的机制提供了一个新的系统药理学的思路。

基于中药整合药理学计算平台的小柴胡汤抗脓毒症的分子机制研究

目的:探讨小柴胡汤抗脓毒症的物质基础和作用机制,为该方的临床应用和研发提供参考。方法:借助中药整合药理学计算平台(TCMIP)进行小柴胡汤化学成分分析、疾病靶标预测、基因功能和通路富集分析,并建立“中药-化学成分-核心靶标-关键通路”的多维网络关系,对小柴胡汤抗脓毒症的作用机制进行探讨。结果:预测小柴胡汤的224个化学成分(包括柴胡皂苷、人参皂苷、甘草苷等)与脓毒症相关的118个核心靶标之间有相互作用,包括直接靶标血小板因子(PF)4、髓样分化因子(MYD)88、Toll样家族受体(TLR)4、CD14、一氧化氮合酶(NOS)3等,其抗脓毒症作用机制涉及神经系统、内分泌、免疫应答、能量代谢等。结论:小柴胡汤基于“神经-内分泌-免疫-代谢”等从多层面、多途径、多通路实现其抗脓毒症的作用。本研究初步揭示了小柴胡汤抗脓毒症潜在作用机制,为该方进一步的药效物质基础和作用机制研究以及临床应用提供了理论依据。

网络药理学在中药复方研究中的应用

中药复方由多种草药和(或)矿物药等成份按照“君臣佐使”的原则配伍,可以达到增效减毒的目的。由于中药具有多成分、多靶点、多途径的特点,增加了中药复方物质基础及其作用机制研究的难度,而网络药理学具有整体性、系统性等优点,近年来广泛应用于中药复方研究,通过参阅相关文献,本文首先总结了目前用于中医药研究的常见数据库和软件,其次简要介绍了网络药理学研究基本方法与技术,最后列举了网络药理学在中药复方研究中的代表性应用,以期为深入了解和应用网络药理学带来新的启示。

中药现代化研究中的网络药理学方法及可视化工具

近60年中,用于治疗各种疾病的药物研发取得了巨大进展,同时也存在一些问题.随着药物研发水平的不断提升,新药研发的进程逐渐放缓[1].以美国FDA为例,新药上市数量在20世纪90年代达到高峰,1996年和1997年分别批准了120项以上的新药申请;但2001年批准的新药申请数量锐减为66项,2009年为26项,2010年仅为21项.同时,2012年到2015年,每年专利到期的药物数量分别为111项、120项、132项、122项[2].2010年后,现上市的药物专利将陆续到期,整个制药工业在经历了60年的辉煌发展后将首次面临由于新药研发乏力而导致的疲软.新药研发存在的困难迫切需要我们总结过去的药物研发模式,探讨药物研发的新策略.

利用TPI系统自建专题数据库的优势与不足

结合"汶川地震"专题数据库建设实践,介绍TPI系统的功能和特点,分析利用TPI系统建设专题数据库在标准化建库、程序化管理、多样化资源收集、人性化资源加工、个性化资源发布等方面的优势,指出TPI系统在多媒体资源整合、发布、推广上的不足,并提出改进意见。

基于文献计量学和TCMSP数据库的芍药甘草汤潜在优势病种预测

目的 基于文献计量学和中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)数据库预测芍药甘草汤潜在优势病种。方法 收集中国知网、万方数据知识服务平台和维普网中发表主题涉及芍药甘草汤治疗相关文献,并予以计量分析和可视化分析。通过TCMSP数据库检索并收集芍药甘草汤的目标活性成分及所对应疾病,筛选出对应目标活性成分数TOP50疾病,使用Cytoscape软件构建芍药甘草汤的“成分—疾病”网络。结果 文献计量学分析结果显示,芍药甘草汤主要用于治疗疼痛性疾病、痉挛性疾病、消化疾病、妇科疾病、神经疾病以及内分泌疾病;多囊卵巢综合征、踝关节损伤、神经根型颈椎病等是新的研究热点。通过TCMSP数据库获得芍药甘草汤74个目标活性成分,对应目标活性成分数TOP50疾病依次是乳腺癌、类风湿关节炎、阿尔茨海默病等。结论 癌性疾病、类风湿关节炎、阿尔茨海默病、骨性关节炎等疾病可能是芍药甘草汤的潜在优势病种。

《药理学》期考成绩分析

考试是一个尺度,如何掌握好分寸,使之更具可靠性、客观性、、科学性,其中大有讲究,现将我系中药专业某年级药理学期考情况分析如下: 一、考试成绩统计分析 中药专业某年级共有学生62人,全部参加考试,其考试总分(∑x)4086分,平均分(x)

一种基于异构数据库间数据综合平台的构建

应用数据挖掘技术在异构数据库间建立数据挖掘平台 ,并使用相应的数据分析软件搭建基于B/S结构的数据分析平台 ,为DSS系统提供决策信息源 ,已成为电力调度决策支持系统中的常用模式。本文对实现数据综合平台的关键技术 :异构数据库间的数据挖掘、中间库的搭建、以及基于B/S数据分析等进行了深入研究 ,并提出了相应解决方案。

湖北电信业务平台综合数据分析系统的实现

中国电信湖北分公司增值业务中心技术人员通过认真分析业务平台之间的数据结构、存储分布、网络连通等多角度的关系,自行组织力量进行科研开发,将各业务平台的各类基础数据进行集中采集、整理并关联挖掘,完成了湖北电信业务平台数据综合分析系统的开发工作。

采用网络药理学研究桃仁-红花药对治疗股骨头坏死的分子机制

目的:研究桃仁-红花药对治疗股骨头坏死(ONFH)的作用机制。方法:采用网络药理学方法。以化合物口服利用度(OB)>30%和类药性(DL)>0.18为标准,通过中药系统药理学分析平台(TCMSP)、反向分子对接服务器(DRAR-CPI)、人类基因数据库(GeneCards)和在线《人类孟德尔遗传》数据库(OMIM)筛选桃仁-红花药对的活性成分及治疗ONFH的作用靶标。借助网络拓扑属性分析软件Cytoscape 3.6.0构建活性成分-ONFH靶标网络。结合STRING数据库构建靶蛋白相互作用网络,筛选连接度排名前5的靶蛋白,并利用分子对接服务器预测其与桃仁-红花药对活性成分的结合活性。利用生物学信息注释数据库(DAVID)对靶点基因本体(GO)生物过程和京都基因与基因组百科全书(KEGG)中代谢通路进行富集分析。结果:从桃仁-红花药对中筛选出活性成分44个,包括黄芩苷、槲皮素等,与ONFH相关的作用靶点78个,包括血管内皮生长因子(VEGF)、内皮细胞生长抑制因子(VEGI)、急性C反应蛋白(CRP)等。经分子对接服务器分析发现,桃仁-红花药对的活性成分与靶蛋白结合能力较强。经GO和KEGG通路富集分析发现,桃仁-红花药对治疗ONFH的生物过程与凋亡过程负向调节、核转录因子κB活动的正向调节等有关,主要通过调节分泌型糖蛋白信号通路、黑色素生成信号通路、VEGF信号通路、基底部细胞癌信号通路、腺苷酸活化蛋白激酶信号通路等发挥作用。结论:本研究初步明确了桃仁-红花药对治疗ONFH的主要靶标和通路,可为后续进一步研究其药理作用奠定基础。

改进数据库管理系统的新工具

报道了有关Platinum公司推出新软件产品In－foBeacon3．1的情况。这种产品的出现，证明了公司不仅特别重视对许多平台的支持，而且特别重视提高运算率。目前．该产品可以在Windows95和Win-dowsNT这样一些环境中工作。最近，计划利用它的协助来保证对HP－UX、AIX和Solans这些Unix操作系统的主要型号的支持。上述软件产品是具有高运算率和便于工作的多功能的数据分析设备。

基于GIS的公路工程智能信息平台系统分析与设计

从公路工程规划、设计、建设和管理过程中所涉及的各种数据和资料出发 ,分析了基于 GIS和工程数据库建立公路工程智能信息平台的功能需求 ,论述了系统总体结构、数据库设计和系统功能设计 ,探讨了系统开发中的关键技术 ,最后以广东省公路工程智能信息平台为例 。

活血消异方治疗子宫内膜异位症网络药理学研究

采用网络药理学方法探析活血消异方治疗子宫内膜异位症(EMT)的相关靶点及作用机制。方法:通过中药系统药理学分析平台(TCMSP)及Swiss Target Prediction网络数据库推测并获取活血消异方组方的药物活性成分及靶点。利用基因卡片(GeneCard)数据库筛选获取EMT的疾病相关靶点,绘制药物成分-药物靶点网络、药物-疾病靶点的网络及核心蛋白质互作(PPI)网络,并对关键靶点进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)和基因本体论(GO)基因富集分析。结果:从活血消异方中筛选出主要活性成分共99个,纳入靶点166个,其中疾病与药物的共同靶点66个;GO分析得到785项结果,主要涉及细胞的增殖、代谢、凋亡及激素受体活性等过程;KEGG分析得到124条通路,活血消异方治疗EMT主要涉及细胞增殖与凋亡、P53信号通路、磷脂酰肌醇-3-激酶/分子蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路等。结论:活血消异方治疗EMT具有多成分、多靶点的特征,且涉及多条信号通路,此为进一步探讨该方治疗EMT机制提供了思路。

基于高通量RNA测序数据分析的弹性云平台

高通量RNA测序(RNA-seq)技术为研究人员提供了海量数据,如何对这些数据进行快速有效的分析,并为后续转录组、基因表达等研究提供支持,是生物信息学领域的热点方向。本文讨论了当前RNA-seq数据分析的发展水平和常用软件、算法,并设计了一系列数据处理模块和分析流程。同时,为了给用户提供更好的使用环境,我们设计了基于弹性资源管理系统的生物云平台BioCloud。该平台集成了丰富的软件,采用高灵活度、高扩展性的体系架构,在给用户提供低成本、高性能计算服务的同时,还提供个性化的流程定制服务。

基于InSQL的SIS系统数据平台及其应用

在详细需求分析的基础上,设计了内存数据库,为OPC服务器提供数据源,构成了实时数据库InSQL的通用数据驱动程序。构建了基于InSQL的开放的实时数据平台,为SIS系统的开发起到借鉴作用。

基于网络药理学探讨大黄牡丹汤治疗溃疡性结肠炎的作用机制

目的:分析大黄牡丹汤的有效化学成分及作用靶点,研究其治疗溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis,UC)的作用机制。方法:运用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)检索大黄牡丹汤的活性成分及靶点蛋白;应用基因组注释数据库平台(Genecards)预测疾病的作用靶点,再将药物-靶点-疾病关系制作成网络图形式。通过String数据库平台构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,寻找PPI核心基因,再进行基因本体(GO)富集分析和京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集分析,找出所涉及的信号通路,构建靶点-通路网络图。结果:通过筛选,搜索出大黄牡丹汤治疗UC的关键化学成分18个,共同靶点28个,得到15个PPI核心基因,分别为MYC、JUN、CASP3、ESR1、PTGS2、HSP90AA1、CASP8、CASP9、IL1B、CCNB1、CDKN1A、CHEK1、PPARG、BAX、KDR。GO富集分析发现紫外线应答、膜筏、半胱氨酸型内肽酶活性参与凋亡过程等;KEGG富集通路分析发现P53信号通路、小细胞肺癌信号通路、乙型肝炎信号通路、大肠癌信号通路等。结论:大黄牡丹汤可通过调节PTGS2、PTGS1、HSP90AA1、BAX、CASP3、ESR1、ESR2、FASN、JUN、NOS2等靶点,调控P53信号通路等来抑制炎症反应、调节免疫功能对UC起到治疗作用。