應(yīng)用基因表達(dá)譜和模式分析研究復(fù)方丹參滴丸治療頸動脈粥樣硬化的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制.pdf

1、本文采用基因表達(dá)譜（gene expression profile）結(jié)合分子指紋（molecular fingerprint）技術(shù)和模式分析（modularity analysis），對差異基因和功能模塊分別進(jìn)行GO注釋和KEGG通路分析，初步揭示了復(fù)方丹參滴丸治療頸動脈粥樣硬化的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制。采用芯片顯著性分析方法（SAM）對人體頸動脈粥樣硬化和正常組織的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行差異基因篩選；利用DAVID對差異基因進(jìn)行GO分析、KE

2、GG通路分析和GSEA分析；將差異基因集輸入到Cmap，獲得負(fù)性富集分?jǐn)?shù)較大的藥物分子；再將復(fù)方丹參滴丸336個中藥成分與7個藥物分子進(jìn)行2D分子指紋的相似度比較。隨后建立復(fù)方丹參滴丸二階異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)模型，采用Girvan-Newman算法對異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析，通過計算各模塊的Modularity measure和Ratio of preserved CPIs篩選關(guān)鍵模塊，再對其中的藥理單位進(jìn)行GO注釋和KEGG通路分析；最后結(jié)合基因

3、表達(dá)譜分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)方在治療疾病過程中可能的有效成分、作用靶點和通路。本研究基于以上網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，預(yù)測了復(fù)方丹參滴丸治療頸動脈粥樣硬化疾病的有效成分及其作用通路，體現(xiàn)了中藥多成分-多靶點協(xié)同作用的特點，預(yù)測結(jié)果與研究報道基本吻合，表明了研究方法具有較好的合理性和準(zhǔn)確性，為研究中藥復(fù)方的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制提供方法學(xué)參考。
　　主要研究內(nèi)容如下：
　　1.基于基因表達(dá)譜與分子指紋技術(shù)研究復(fù)方丹參滴丸治療頸動脈粥樣硬化的物質(zhì)基礎(chǔ)

4、和作用機(jī)制
　　收集人體頸動脈粥樣硬化和正常組織的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)，采用芯片顯著性分析（significance analysis of microarray,SAM）方法篩選出差異基因；利用DAVID軟件對差異基因進(jìn)行GO分析和KEGG通路分析；通過GSEA分析能夠避免遺漏部分差異表達(dá)不顯著卻有重要生物學(xué)意義的基因；將差異基因集輸入到Cmap，獲得7個負(fù)性富集分?jǐn)?shù)較大的藥物分子，預(yù)示這些藥物能逆轉(zhuǎn)調(diào)控疾病組織的基因表達(dá)譜；最后，根

5、據(jù)結(jié)構(gòu)相似的分子往往具有相類似活性的特點，將復(fù)方丹參滴丸的336個成分與7個藥物分子進(jìn)行2D分子指紋的相似度比較。結(jié)果顯示：SAM法篩選得到147個差異基因，其中上調(diào)基因60個，下調(diào)基因87個。7個藥物分子中，除異維甲酸（isotretinoin）外均對心血管疾病具有治療作用；其中TTNPB與復(fù)方中36個成分具有相似的結(jié)構(gòu)（Tanimoto系數(shù)大于0.7），提示36個復(fù)方成分中可能有復(fù)方丹參滴丸治療頸動脈粥樣硬化的主要藥效成分。

6、　　2.基于模式分析研究復(fù)方丹參滴丸治療頸動脈粥樣硬化的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制
　　建立復(fù)方成分網(wǎng)絡(luò)、成分-靶點網(wǎng)絡(luò)和靶點相互作用網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建復(fù)方丹參滴丸二階異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)模型。采用Cytoscape中clusterMaker插件，用Girvan-Newman算法對異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析，并通過計算各模塊的Modularity measure和Ratio ofpreserved CPIs篩選關(guān)鍵模塊，最后對其中的藥理單位進(jìn)行GO注

7、釋和KEGG通路分析。結(jié)果顯示：模式分析得出6個主要成分，5個關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步分析網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果初步揭示了復(fù)方丹參滴丸治療頸動脈粥樣硬化的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制，結(jié)果得到研究報道的驗證。
　　3.總結(jié)與展望
　　結(jié)合兩部分的研究結(jié)果分析后發(fā)現(xiàn)，在36個可能參與逆轉(zhuǎn)調(diào)控頸動脈粥樣硬化復(fù)方成分中，有Saloilenone、Danshenol A、DanshenolB、Cryptotanshinone、TanshinoneⅥ、Tanshi

8、noneⅡA、Protocatechuic acid和Salvianolicacid a八個成分在模塊1和模塊3中。而且，在復(fù)方成分干預(yù)通路分析中發(fā)現(xiàn)有五個成分在圖中，其中Cryptotanshinone、TanshinoneⅥ、TanshinoneⅡA、Protocatechuic acid在模塊1，Salvianolic acid a在模塊3中。通過文獻(xiàn)驗證發(fā)現(xiàn)，除Protocatechuic acid外，其余成分均為丹參主要有效成