基于生物信息学探讨肝癌相关细胞焦亡基因及潜在中药预测

目的 探究肝癌患者的细胞焦亡基因与预后的相关性以及细胞焦亡差异基因的相关性,并预测调控差异表达基因的中药,通过分析中药的性味归经、药物分类探讨治疗肝癌患者细胞焦亡的中医理论,为中医药现代化提供新思路。方法下载TCGA数据库中肝癌患者的转录组数据,以关键词“pyroptosis”搜索GenCards数据库,获取细胞焦亡相关基因并筛选、分析其在肝癌的表达量、共表达情况,并进行预后分析、基因本体论（gene ontology,GO）功能富集分析、DO（diease ontology）疾病分析;再通过CTD数据库查找对基因有调控作用的化学成分。最后应用COREMINE数据库查找相关中药,并统计高频中药的性味归经、药物分类。结果 共筛选出16个与预后相关的细胞焦亡基因,其中11个基因有较多相关的中药,其中高频中药为茶树根、郁金、人参、丁香、干姜等;药性以寒、温为主;药味以苦、甘为主;归经以肝、肺经居多;以补虚药、清热药、化痰止咳平喘药、解表药、理气药和活血化瘀药为主。结论 通过生物信息学技术分析得出肝癌相关细胞焦亡基因及对应的高频中药,为治疗肝癌的中药新药开发及中医药理论的微观挖掘提供思路。     

基于生物信息学探讨胃癌相关基底膜基因及中药预测

目的 探究胃癌患者的基底膜差异基因之间以及与预后的相关性,并预测调控差异基因表达的中药,通过统计分析中药的性味归经、药物分类为中医药治疗胃癌提供理论支持,有利于后续中医药开发及中西医联合治疗策略的制定。方法 下载TCGA数据库中胃癌患者的转录组数据,通过检索文献获取基底膜相关基因并筛选、分析其在胃癌的表达量及共表达情况,并对差异基因进行基因本体（gene ontology,GO）功能富集分析、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）通路富集分析和疾病本体（disease ontology,DO）富集分析。通过GEPIA数据库对差异倍数大的基底膜差异基因进行预后分析,再通过CTD数据库查找对基因有调控作用的化学成分。应用COREMINE数据库查找相关中药,并通过古今医案云平台统计高频中药的性味归经、药物分类。结果 共筛选出15个与预后相关的基底膜基因,根据参考文献筛选出45种化学成分,得到高频中药为茶树根、姜皮、干姜、丹参、人参等;药性以平、温为主;药味以甘、苦为主;归经以脾、肺、肝经居多;以补虚药、收涩药、清热药、活血化瘀药、理气药、化痰止咳平喘药为主。结论 通过生物信息学分析得出胃癌相关基底膜基因及对应的高频中药,为治疗胃癌的中药新药开发及中医药理论的微观挖掘提供思路。     

基于生物信息学分析湿性年龄相关性黄斑变性的氧化应激相关基因及靶向防治中药筛选

目的 利用生物信息学方法筛选湿性年龄相关性黄斑变性（wet age-related macular degeneration,w AMD）的氧化应激相关差异表达基因及靶向中药，以期为wAMD的预防和治疗提供新思路。方法 从GEO数据库中筛选数据集，利用R软件limma包筛选差异基因，从Genecard数据库筛选氧化应激差异基因，并利用韦恩图得到共有基因。应用Metascape对氧化应激差异基因进行基因本体（gene ontology,GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）分析，并通过String数据库构建蛋白质相互作用（protein-protein interaction,PPI）网络，再通过Cytoscape软件筛选出wAMD中氧化应激的关键（Hub）基因。采用GSE103060数据集验证Hub基因的差异表达。利用Coremine Medical预测靶向中药。结果 经筛选共得到差异表达基因1 874个，其中上调基因747个，下调基因1 127个。KEGG富集分析表明，差异表达基因主要富集于细胞外基...     

六味地黄丸干预绝经后骨质疏松症患者基因表达谱分析

目的探讨中药六味地黄丸干预绝经后骨质疏松患者的分子机制并分析预测其靶标和药物作用通路。方法检索并下载GEO中与采用六味地黄丸干预绝经后骨质疏松症的微阵列基因表达数据集。通过获取的基因表达数据集,分析六味地黄丸干预前后绝经后骨质疏松症患者血液中差异表达基因变化,并将这部分差异表达基因与在绝经后骨质疏松症患者和正常绝经女性血液中差异表达的基因取交集,获得两对比组中共同差异表达的基因。通过基因本体论数据库(GO)对获得的共同差异表达基因分别从生物过程(BP)、分子功能(MF)和细胞组分(CC)三方面进行功能富集分析;利用京都基因和基因组百科全书数据库(KEGG)进行通路富集分析。利用生物通用交互数据集库(BioGRID)分析获得与共同差异表达基因产物互作的蛋白质,并构建蛋白质-蛋白质互作关系(PPI)网络,采用Cytoscape软件实现蛋白质-蛋白质互作关系网络的可视化。应用中医药数据库(BATMAN-TCM)对六味地黄丸主要中药成分的靶标基因进行预测。结果六味地黄丸干预后,得到1 350个差异表达基因,其中上调表达基因322个,下调表达基因1 027个。58个共同差异表达基因与六味地黄丸干预绝经后骨质疏松的分子机制相关,六味地黄丸干预后43个基因下调,15个基因上调。六味地黄丸主要中药成分的10个共同差异表达基因靶标为ESR1, FGFR2, MED1, PGR, PRKCB, PTGS1, PTGS2, TRIM24, VDR, WNT4。与六味地黄丸干预组差异表达基因对比分析,ATF2, FBXW7以及RDX基因在干预后呈现显著差异表达。结论 ATF2, FBXW7和RDX基因为参与六味地黄丸干预绝经后骨质疏松分子调控机制的关键基因。六味地黄丸主要中药成分的10个共同靶标基因中,ESR1, FGFR2, MED1, WNT4为六味地黄丸干预治疗绝经后骨质疏松等相关内分泌疾病的潜在调控基因。     

补肾中药对肾虚不孕患者卵巢颗粒细胞基因表达干预的研究

目的:运用基因高通量测序技术,研究补肾中药二至天癸颗粒治疗肾虚不孕患者,与安慰剂组比较用药后患者卵巢颗粒细胞基因表达的差异,研究补肾中药二至天癸颗粒对肾虚不孕患者卵巢颗粒细胞基因表达的影响,在基因水平上探讨二至天癸颗粒对肾虚不孕患者产生疗效的作用机制。方法:1选取临床上接受IVF-ET治疗的肾虚不孕患者66例,按照随机数字表法分成治疗组33例,对照组33例。2两组均在IVF治疗前两个周期及治疗当周期服用药物,治疗组服用二至天癸颗粒,对照组服用安慰剂颗粒;两组均采用目前IVF治疗中常规应用的控制性超排卵方案长方案,在取卵日收集废弃的卵巢颗粒细胞并提取RNA。运用基因高通量测序技术Hiseq 2000分析,比较治疗组与对照组的基因表达的差异。3结合bowtie2软件分析,并使用检索互联网生物学公共数据库提供的检索程序对差异表达基因进行分析,最后对差异表达基因进行GO注释,并利用KEGG作pathway析。结果:1治疗组与对照组患者的卵巢颗粒细胞存在表达差异基因,获得表达差异基因共422条(P0.05)。其中,治疗组较对照组表达水平上调(FC2)的有103条,表达水平下(FC0.5)的有319条。2将差异表达基因按功能分析进行大体分类,涉及细胞凋亡、生物合成等方面。结论:1基因高通量测序技术是研究中药对人体作用的一种理想的技术方法。2补肾中药可以影响肾虚不孕患者的基因表达,这为补肾中药改善生殖功能作用的机制提供基因水平上的理论依据。     

溃疡性结肠炎差异表达基因及中药预测的生物信息学分析

通过生物信息学技术分析比较溃疡性结肠炎(UC)患者与健康人的基因芯片数据,初步筛选UC的差异表达基因,进而预测治疗UC的潜在中药药物。从基因表达数据库(GEO)下载GSE36807基因芯片,使用R语言分析得到上调和下调的差异表达基因,通过String数据库、Cytoscape软件及其插件分析得到差异表达基因的核心基因,对核心基因进行基因本体及京都基因与基因组百科全书分析,通过核心基因与医学本体信息检索平台(Coremine Medical)相互映射,筛选治疗UC的中药。筛选出648个差异表达基因,包括251个下调基因和397个上调基因。上调差异表达基因共得出15个核心基因,包括CXCL8,IL1B,MMP9,CXCL1,CXCL10,CXCL9,CXCL2,CXCL5,TIMP1,CXCL11,STAT1,LCN2,IL1RN,MMP1,IDO1;其生物过程与通路主要富集在白细胞介素、趋化因子配体和细胞因子、趋化因子介导的信号通路,与炎症反应、防御反应、细胞趋化性、分泌颗粒、IL17信号通路、Toll样受体信号通路、NOD样受体信号通路、TNF信号通路等密切相关。治疗UC的潜在中药药物有姜黄、黄连、黄芩、石斛、地榆、黄柏、白及、苍术等。差异表达基因和核心基因的分析促进了对UC发病机制的理解,该研究为UC中药干预的新药开发提供了潜在基因靶标与研发思路。     

慢性阻塞性肺疾病中铁死亡相关特征基因的筛选及中药预测

目的 利用生物信息学分析识别慢性阻塞性肺疾病(COPD)与铁死亡相关的关键基因，并预测可作用于这些靶点的中药。方法 从基因表达数据库(GEO)检索并下载COPD数据集(GSE151052),使用R软件包DESeq2计算筛选差异表达基因(DEG),并进一步进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。采用WGCNA算法获得DEG关键模块，将关键模块中的基因集与铁死亡数据库(FerrDb v2)中的铁死亡相关基因取交集，得到差异表达的铁死亡相关核心基因(DE-FRG)。最后利用COREMINE数据库对DE-FRG进行中药预测。结果 从COPD患者肺组织中筛选得到16个DE-FRG,功能富集分析显示这些基因主要集中在氧化应激通路；以DE-FRG为靶点预测出丹参、黄芪、五味子、茯苓等48种中药。结论 丹参等中药的相关成分可能通过调控铁死亡相关基因的表达，影响肺组织的细胞铁死亡和炎症反应达到治疗慢性阻塞性肺病的作用。     

特发性膜性肾病转化为终末期肾病的关键基因及防治中药的生物信息学分析与验证

该研究运用生物信息学分析筛选参与特发性膜性肾病转化为终末期肾病的关键基因，并预测具有防治作用的针对性中草药及有效成分。通过基因表达综合数据库中下载特发性膜性肾病微阵列数据GSE108113和终末期肾病微阵列数据GSE37171,使用R软件筛选共同差异表达基因，得到8个特发性膜性肾病转化为终末期肾病的同向差异表达基因；利用GraphPad Prism软件分别验证同向差异表达基因在特发性膜性肾病微阵列数据GSE115857和慢性肾脏病微阵列数据GSE66494中的表达，最终得到参与特发性膜性肾病转化为终末期肾病的7个关键基因(FOS、OGT、CLK1、TIA1、TTC14、CHORDC1、ANKRD36B),进行基因本体(GO)功能富集分析，编码蛋白的功能共有209个，主要涉及regulation of RNA splicing(调节RNA剪接)、cytoplasmic stress granule(细胞质应激颗粒)、poly(A) binding[聚(A)结合]等。Coremine Medical数据库筛选得到纳入2020年版《中国药典》中包括人参、泽兰、栀子在内的具有防治特发性膜性肾病...     

基于生信分析和动力学模拟鉴定阿尔茨海默病免疫标志物及靶向药食同源中药预测

目的 分析阿尔茨海默病(Alzheimer’s,AD)免疫相关的生物标志物、发病机制、免疫浸润水平和潜在的靶向药食同源中药。方法 从GEO数据库中下载GSE5281、GSE132903数据集的表达谱,获得AD差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。采用加权共表达算法鉴定出AD重要模块基因,再从Imm Port Portal数据库获取免疫相关基因(immune-related genes,IRGs),将这些基因取交集得到免疫重要差异基因;随后应用最小绝对收缩和选择算法(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)及机器学习-支持向量机递归特征消除(support vector machine-recursive feature elimination,SVM-RFE)方法进行分析,筛选出AD共同的免疫相关标志物,并通过基因本体(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)...     

基于生物信息学分析骨关节炎中软骨生成祖细胞损伤的差异基因及中药预测

目的：通过生物信息学方法分析骨关节炎(OA)中软骨生成祖细胞(CPC)损伤的差异基因表达，并找出关键基因来预测可用于诊断或治疗CPC损伤的生物标志物及中药。方法：从GEO数据库下载CPC数据。共包含样本8例。以R语言处理数据，得到差异表达基因。再使用DAVID数据库对差异表达基因进行基因本体(GO)功能及京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。对显著差异表达的前100个差异表达基因进行分析后绘制蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络图。比较关键基因在OA组织及正常组织中的表达水平。筛选网络中显著模块及关键基因，最后预测作用于关键基因的中药。结果：共筛选出DEGs 1027个，其中上调基因327个，下调基因700个。DEGs显著富集于细胞外基质(ECM)受体相互作用、金黄色葡萄球菌感染、粘着斑、人乳头瘤病毒感染、磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B(PI3K-Akt)信号通路、肺结核等通路。前7个关键基因为：基质金属肽酶3(MMP3)、脂多糖结合蛋白(LBP)、基质金属肽酶1(MMP1)、脂质运载蛋白(LCN2)、人血浆丝氨酸蛋白激酶(SERPINA5)、成纤维细胞生长因子23(FG...     

皮肤黑色素瘤差异表达基因的生物信息学分析及调控中药预测

目的 通过生物信息学技术分析皮肤黑色素瘤患者皮肤组织与非癌皮肤组织的基因表达微阵列数据,筛选出皮肤黑色素瘤的差异表达基因,预测可用于诊断和治疗皮肤黑色素瘤的生物标志物及潜在中药。方法 从基因表达数据库（Gene Expression Omnibus,GEO）提取GSE3189、GSE114445、GSE46517基因芯片,使用GEO2R工具筛选差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）。利用DAVID数据库对DEGs进行基因本体论（gene ontology,GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）分析;使用String数据库构蛋白-蛋白互作网络,应用Cytoscape软件及其插件筛选PPI网络中关键基因,应用GSCA数据库进行关键基因的突变分析。通过Gepia 2.0数据库结合癌症基因组图谱数据集（Cancer Genome Atlas,TCGA）对关键基因进行生存分析。根据度（degree）值和生存分析结果综合筛选出核心基因（集）,应用GSCA数据库对核心基因（集）进行泛癌分析和免疫浸润分析,并使用TIMER 2.0数据库对核心基因分别进行免疫浸润分析。使用Coremine Medical数据库预测作用于关键基因的潜在中药。结果 共筛选出DEGs 114个,其中上调基因36个,下调基因78个。上调DEGs主要富集在细胞因子-细胞因子受体相互作用、Toll样受体信号等通路,下调DEGs主要富集在细胞黏附、细胞增殖的正调控等方面。15个关键基因为EGFR、KPNA2、GATA3、AURKA、TYMS、PKP1、SPP1、MMP1、KLF4、EPCAM、KIF23、DTL、CLDN1、LCP2、FGFR2,其中共3个基因KPNA2、AURKA、DTL被视为核心基因（集）。潜在治疗中药有丹参、人参、构皮、高良姜、甘草、蓖麻子、油桐叶等。结论 皮肤黑色素瘤中关键基因的突变以FGFR2的错义突变为主,突变方式多为胞嘧啶（C）向胸腺嘧啶（T）的转换。EGFR、KPNA2、GATA3、AURKA、PKP1、DTL、LCP2对皮肤黑色素瘤的生存预后存在显著影响。核心基因集在多种癌症中显著上调,并与自然调节性T细胞（natural regulatory T-cells,nTreg）细胞、树突状细胞、单核细胞等免疫细胞的浸润有关。潜在调控中药包括补虚药、清热解毒药、拔毒生肌药、消肿拔毒药、温里药、健脾利湿药、利水渗湿药、活血化瘀药、安神药9类,在相关古籍中存在对应的中医内外治经验记载,其中药活性成分亦被证明对皮肤黑色素瘤存在一定的调控和抑制作用。     

中药治疗射血分数保留心衰的核心用药及其作用机制研究

目的 通过数据挖掘总结中药治疗射血分数保留心衰（heart failure with preserved ejection fraction,HFPEF）的核心用药,并使用网络药理学和分子对接的方法对核心中药的作用机制进行探索。方法 检索中国知网（CNKI）、万方数据（Wanfang）、维普网（VIP）、中国生物医学文献数据库（CBM）、PubMed、Cochrane Libarary和Embase数据库,收集治疗HFPEF疗效明确的方剂,使用R语言对方剂进行频次、关联规则和聚类分析,得到核心中药。通过TCMSP、GeneCards、GEO等数据库筛选核心中药有效成分和HFPEF相关靶点并取交集靶点,对交集靶点进行基因本体论（gene ontology,GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）通路富集分析,利用Cytoscape软件构建药物-成分-靶点网络和蛋白互作网络,并筛选关键成分和靶点。使用vina软件对关键成分和核心靶点进行分子对接。结果纳入方剂103首,涉及中药131味,功效以补虚药和活血化瘀...     

来源于五加科中药通过调节肠道菌群发挥药理作用的研究进展

近年来,五加科药用植物由于其广泛的药理作用和保健功能,引起人们的广泛关注。虽然对其药理作用的相关研究众多,但是揭示其与肠道菌群相关性的研究相对较少,并且存在研究不够透彻、单体成分研究不足的现象,从而造成人们对其药理作用与肠道菌群之间的关系缺乏系统性的认识。以五加科药用植物(中药),主要是人参、三七为中心,回顾其历代研究、功效、活性成分及药理作用,总结其提取物及皂苷、多糖等单体成分对肠道菌群的调节作用,并将该调节作用与相关药理作用进行关联,旨在揭示人参、三七调节身体机能、促进人体健康的机制,为中药与肠道菌群的相关研究提供新的认识,提示五加科植物具有开发成新型益生元的潜力。     

人参调控神经递质代谢的研究进展

人参具有大补元气、安神益智等功效，其主要有效成分为三萜皂苷、多糖和多肽等，可用于中枢神经系统疾病的治疗。人参化学成分及其活性代谢物对氨基酸类、单胺类和乙酰胆碱等神经递质的体内代谢过程等具有广泛的调节作用，其作用途径包含调节脑部代谢微环境、透过血脑屏障直接作用于神经元以及调节神经-内分泌网络等。在人参“安神益智”的理论指导下，结合人参化学成分和神经递质的体内代谢过程综述了人参调节大脑神经递质代谢的主要作用机制，以期为人参的深入研究提供依据。     

基于数据挖掘和网络药理学的三七保健品组方规律及增强免疫力保健功能研究

目的 通过数据挖掘、网络药理学及分子对接技术分析含三七的保健食品的组方规律并对其潜在的机制进行研究。方法 通过检索国家市场监督管理总局及药智网含三七的保健食品,采用频数统计和关联规则等方法分析基本信息及组方规律。通过检索TCMSP等数据库、整理相关文献获得三七相关化学成分及潜在靶点;根据保健功能频次分析结果,从GeneCards等数据库中筛选相关的潜在靶点信息;借助R语言相关软件包、String数据库、Cytoscape软件等筛选出关键成分和关键靶点。随后进行蛋白质相互作用（protein-protein interaction,PPI）网络分析,根据度（degree）值筛选出核心靶点,并进行基因本体（gene ontology,GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）通路富集分析。最后,利用分子对接技术验证核心靶点和关键成分的作用亲和力。结果 共收集含三七保健食品345个,保健功能频次出现最多的是有助于增强免疫力。获得三七相关化学成分684个,其中有效成分339个及靶基因2 078个,获得免疫力相关的...     

基于Python语言探析中药治疗卒中后认知障碍的用药规律

目的 采用Python语言数据挖掘中药治疗卒中后认知障碍(post stroke cognitive impairment,PSCI)的用药规律,为PSCI的临床治疗提供依据。方法 计算机检索中国知网、万方、维普、中国生物医学4个中文数据库,PubMed、EmBase、Cochrane Library 3个英文数据库及Clinical Trials.gov、中国临床试验注册中心(ChiCTR)2个临床试验注册系统,纳入中药治疗PSCI的随机对照研究。采用Epidata建立数据库,运用Python语言对中药使用频次、相关性、关联规则和聚类进行数据分析。结果 共纳入155首治疗PSCI的经验方药,中药共214味,频次共1685次,其中使用频次>60次的药物依次为石菖蒲、川芎、远志、丹参,使用频次>10次的药物以补虚类、活血化瘀类及化痰类中药为主,相关系数较高的前10味药物组合多为补虚药和活血化瘀药,关联规则和聚类分析形成以石菖蒲、远志和川芎为主的核心药物组方。结论 中药治疗PSCI的核心药物组方为石菖蒲、远志和川芎,在此基础上可加入针对PSCI肾精亏虚为本、痰瘀互结为标的相应中...     

药食同源中药防治现代病毒性疫病的应用规律及机制分析

目的 探究药食同源中药防治现代病毒性疫病的应用规律及机制。方法 应用文献挖掘的方法,基于现代病毒性疫病病症特点,结合古籍及现代防治病毒性疫病处方构建相关处方数据库;然后应用SPSS、R语言等分析这些处方中的高频药食同源中药、高置信度药食同源处方,并进行聚类分析;确定并分析高频药食同源中药的抗病毒特征性活性成分,采用网络药理学的方法评价活性成分防治现代病毒性疫病的作用机制。结果 药食同源中药在防治现代病毒性疫病方面,甘草-陈皮-茯苓置信度最高,甘草-桔梗支持度最高,同时对处方进行聚类分析得到金银花-黄芪-藿香、甘草-杏仁-茯苓-桔梗-陈皮、干姜-人参、紫苏-葛根、芦根-桑叶、生姜-大枣新处方;确定了核心作用靶点为EGFR、CASP3、VEGFA、STAT3、MMP9、HSP90AA1、MTOR、PTGS2、MMP2、TLR4、MAPK14等,作用机制涉及人巨细胞病毒感染、冠状病毒病-新型冠状病毒肺炎（coronavirus disease 2019,COVID-19）等,核心作用通路为磷脂酰肌醇-3-羟激酶（phosphatidylinositol-3-hydroxykinase,PI3...