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中医是我国历史悠久的医学,是一座巨大的宝库。五千年的中华文化记载中,在治疗疾病方面有着不可替代的作用。近年来,中医在面对一些新型的疾病时,也被发现有很多现代医学不可替代的作用。国内大量研究表明,一些中药及其提取成分能有效的抑制心肌细胞凋亡,目前被应用于心肌缺血再灌注损伤并取得显著疗效。近年来,运用复杂性科学来研究中医理论取得了不少成果。通过复杂性和非线性科学给挖掘中医药的内涵提供了新的思路和方法。复杂网络是复杂性科学一个重要的表现途径,他对复杂系统进行了抽象的描述。一般情况下,复杂网络的研究是指包含了大量组成单元(或子系统)的复杂系统,在系统中构成单元被抽象成节点、单元之间的相互关系被抽象为边;复杂网络是研究复杂系统的一种角度和方法,它关注系统中个体相互关联作用的拓扑结构,是理解复杂系统性质和功能的基础。根据中医药方剂系统的特性,能以复杂网络为切入点对其进行研究。我国在这方面的研究才刚刚起步,对该方面的研究正在逐步增多。但应用复杂网络来研究心肌缺血再灌注损伤的成果还比较少。目前,复杂网络在中医药中的应用主要是中药作用靶点辨识、基于药理指标相关作用环节和基于中医理论与中药基本信息及中药功效的分子网络、模块网络和概念网络;挖掘证候、治法和药物之间的关系;复杂网络在大量指标中定位核心研究等。本文是以心肌缺血再灌注损伤中的靶点信息、对靶点作用的成分以及成分相关的中药等信息构建成网络来做研究。通过构建的网络,将所有信息整合起来,利用复杂网络的理论和工具,挖掘出不易被研究者发现的隐含信息。1.研究目的本研究以心肌缺血再灌注损伤为示范,通过整合相关信息和建立复杂网络模型,探索复方作用靶点的推理方法。为药物研究提供明确的参考靶标,从而拓宽药物研发新模式,缩短药物研发时间。紧跟多成分、多靶点、多路径的研究趋势,也为实验研究提供参考。2.研究方法与内容①确定数据来源通过对清华同方、万方、维普数据库的优缺点进行比较。根据清华同方收录杂志数量多而且检索字段最多的综合优势,选取以清华同方数据库为资料来源之一。由于2007年以来,中华医学系列杂志有万方独家发行,选取万方数据库也为资料来源。但为了避免重复,在万方中只下载2007年以来,中华医学系列杂志的相关文章。②制定信息提取的原则,建立靶点(通路)一化合物(单味中药)网络根据该课题研究的内容,即对干预心肌缺血再灌注损伤中药或化合物进行提取,同时对药物或化合物作用的信号通路和靶点进行提取。建立靶点(通路)—化合物(单味中药)网络。③搜集相关联的天然药物,建立化合物—天然药物网络以实验中所用的干预MI/RI的化合物为对象,通过《中华人民共和国药典》中药化学成分数据库等搜集出含有上述化合物的天然药物。建立化合物-天然药物网络。④利用Cytoscape进行建模根据该研究的情况,利用Cytosacpe建立天然药物-化合物(单味中药)—靶点(通路)的复杂网络。节点间的连接原则为对某靶点或由某通路产生作用的化合物与天然药物中含有的化合物相同时,则将该作用对象与天然药物关联起来。同时,并对整体的网络进行描述和分析。⑤选取成果已明确的复方验证该网络模型以复方中所含的中药为目标节点,在网络模型中选取这些点,抽取与这些节点有关系的子网络。分析子网络中出现的靶点信息对于干预心肌缺血再灌注损伤的可行性。3.研究结果本文利用复杂网络的理论和摘取的实验数据构建了靶点-成分网络,并绘制了靶点-成分网络图。利用专业数据库中相关数据构建了成分-中药网络,并绘制了成分-中药图。通过对以上两个网络的关联构成了新的靶点-成分-中药网络图,对其网络连接度和聚类系数进行分析。通过小陷胸汤加味和定心方的验证,发现网络推测的靶点与实验所得的靶点是有重合的。4.研究结论第一,本文通过构建靶点-成分网络、成分-中药网络、靶点-成分-中药网络,及对网络可视化和分析。得出可用复杂网络的方法研究靶点和药物之间的关系,进而推测出组方可能的靶点。第二,以小陷胸汤加味和定心方为例,通过对比小陷胸汤加味和定心方实验得出的数据与网络图推测得出的数据,说明了利用网络预测靶点具有一定的可行性。在新药的研究中具有指导和参考作用。