基于网络药理学分析黄芪和枸杞子在糖尿病视网膜病变中的作用暨RIG-I与糖尿病视网膜病变的相关性 药学专业.docx
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1、基于网络药理学分析黄黄和枸杞子在糖尿病视网膜病变中的作用暨RIG-1与糖尿病视网膜病变的相关性指导教师:摘要糖尿病视网膜病变(diabeticretinopathy,DR)作为糖尿病并发症中较为恶劣的一种,会使患者的视力受到较大的影响,玻璃体会存在积血症状,甚至有可能使患者的视网膜牵拉性脱离,使患者完全失去实力。在生活水平日益提高的今天,DR却越来越常见,这种情况使许多眼科专家对其进行了深入的探讨。本文主要有两个内容,文献综述,网络药理学和实验成果。其中前者在收集整合相关领域研究成果的基础上,全面详细地介绍了中医学治疗DR方法的演进,具体内容有:截至目前业内专家对DR发病原理的介绍,治疗DR的
2、实战经验和改进建议,并论述现代医学对于中药对DR治疗机制的研究进展,包括不同单药以及不同中药复方治疗DR的机制研究。网络药理学部分利用网络药理学及国家专利公布公告网站揭示DR新药研发的规律及黄芭和枸杞子在DR中的作用机制。借助国家专利数据库得到使用率高于同类的中药,进而借助中药系统药理学数据库(TCMSP)获得黄芭和枸杞子的化学成分及其潜在靶标。使用DrugBank数据库、OMlM数据库、DiSGeNET数据库、NCBIGene数据库、GeneCard数据库收集与DR相关的靶基因。利用String数据库分别建立了DR-黄黄、DR-枸杞子共同目标蛋白相互作用网络。通过基因本体论(Go)和京都基因
3、基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,进一步探讨黄茂、枸杞子治疗DR的机制及治疗效果。利用Cytosscape软件构建活性组分作用靶标和蛋白-蛋白质相互作用(PPD网络的网络图。结果显示从国家专利数据库中筛选出49项治疗DR的专利中药复方,最终分析得出黄茂和枸杞子出现频次最高。随后分别从黄茂、枸杞子中筛选出20种和45种有效成分,以及65个和63个已鉴定的与DR的靶点重叠,黄芭和枸杞子的潜在靶点有59个重合的地方。经过具体的研究,发现kaempferol、quercetin、isorhamnetinformononetinAKTKVEGFA、CSP3IL-6、NoS3、PTGS2等靶标具有良
4、好的结合活性。GO富集分析显示这些靶点与不同氧气含量甚至不含氧环境下它的变化、氧气含量变低时它的变化、加入脂多糖时它的变化、活性氧代谢机制、血管的诞生和成熟等存在一定的联系。Kegg通路富集分析提示,黄英与枸杞子的潜在靶点在AGE-RAGE信号通路,细胞衰老通路富集。实验研究部分利用ELISA对9例行玻璃体切割的PDR患者的玻璃体进行检测,并与行玻璃体切割的黄斑前膜及孔源性视网膜脱离患者比较。旨在观察两组患者RIG-I蛋白差异,为防治DR提供新的诊疗思路。结果显示PDR患者与对照组相比,RIG-1表达增加(P0.05).随后有利用免疫荧光技术对大鼠视网膜石蜡切片进行检查,糖尿病造模成功后3月视
5、网膜组织切片荧光显著强于正常同月龄大鼠及糖尿病造模成功2月大鼠。研究表明,RIG-I与DR有明显的相关性。关键词:黄芭枸杞子糖尿病视网膜病变网络药理学RTG-IAnalysisoftheroleofRadixAstragaliandFructusLyciiinDRbasedonNetworkPharmacology&TherelationshipbetweenRIG-IandDRName:Supervisor:ABSTRACTDiabeticretinopathy(DR)isoneoftheseriouscomplicationsofdiabetes.Itoftenleadstodecreas
6、edvision,visualfielddefects,vitreoushemorrhage,andeventractionretinaldetachmentandeventuallyblindnessinseverecases.Withtheimprovementofthequalityoflife,theprevalenceofDRcontinuestoincrease,whichhasattractedincreasingattentionfromophthalmologists.Thispaperconsistsoftwoparts:literaturereview,networkph
7、armacologyandexperimentalresearch.TheliteraturereviewsystematicallyexpoundstheresearchprocessofDRthroughthecollationandanalysisoftheliterature,includingtheancientandmodemdoctorsdiscussionontheetiologyandpathogenesis,theexperienceofsyndromedifferentiationandtreatment,andtheresearchonrelatedtopicalthe
8、rapies.ItalsodiscussestheresearchprogressofmodemmedicineonthemechanismoftraditionalChinesemedicineforDR.,IncludingthestudyofthemechanismofdifferentsingledrugsanddifferentChineseherbalmedicinesinthetreatmentofDR.Thenetworkpharmacologypartusesnetworkpharmacologyandthenationalpatentpublicationannouncem
9、entwebsitetorevealthelawofDRnewdrugresearchanddevelopmentandthemechanismofactionofastragalusandwolfbeyinDR.TheChinesenationalpatentdatabaseisusedtoscreenthemostfrequentlyusedtraditionalChinesemedicines,andthechemicalcomponentsofAstragalusandLyciumbarbarumandtheirpotentialtagetsareobtainedfromtheTrad
10、itionalChineseMedicineSystemPharmacologyDatabase(TCMSP).UseDrugBankdatabase,OMIMdatabase,DisGeNETdatabase,NCBIGenedatabase,GeneCarddatabasetocollecttaetgenesrelatedtoDR.UsingtheStringdatabase,theDR-AstragalusandDR-Lyciumbarbarumcommontargetproteininteractionnetworkwereestablishedrespectively.Through
11、geneontology(GO)andKyotoEncyclopediaofGenomics(KEGG)pathwayenrichmentanalysis,furtherexplorethemechanismandtherapeuticeffectofAstragalusandLyciumbarbaruminthetreatmentofDR.Cytosscapesoftwarewasusedtoconstructanetworkdiagramoftheactivecomponent-taetandprotein-proteininteraction(PPI)network.Theresults
12、showedthat49patentedChinesemedicinecompoundsforthetreatmentofDRwereselectedfromthenationalpatentdatabase.ThefinalanalysisshowedthatAstragalusandLyciumbarbarumappearedthemostfrequently.Subsequently,20and45activeingredientswerescreenedfromAstragalusandLyciumbarbarumrespectively,aswellas65and63identifi
13、edtargetsthatoverlapwithDR.AstragalusandLyciumbarbarumhave59potentialtargetsthatarethesame.Thenetworkanalysisresultsshowedthatquercetin,kaempferol,fbrmononetinandisorhamnetinhavegoodbindingactivitywithAKTl,VEGFA,CASP3,IL-6,NOS3,PTGS2andothertargets.GOenrichmentanalysisshowsthatthesetargetsarerelated
14、totheresponsetooxygencontent,theresponsetohypoxia,theresponsetothedecreaseofoxygencontent,theresponseto1ipopolysaccharide,themetabolicprocessandregulationofreactiveoxygenspecies,andtheregulationofapoptosissignalingpathwaysItisrelatedtotheregulationofangiogenesisanddevelopment.Keggpathwayenrichmentan
15、alysisindicatedthatthepotentialtargetsofAstragalusandLyciumbarbarumwereenrichedinAGE-RAGEsignalingpathwayandcellularsenescencepathway.Intheexperimentalresearchpart,thevitreousbodyof9patientswithPDRwhounderwentvitrectomywastestedbyELISA,andcomparedwithpatientswithpre-macularmembraneandFhegmatogenousr
16、etinaldetachmentunderwentvitrectomy.ItaimstoobservethedifferenceofRIG-IproteinbetweenthetwogroupsofpatientsandprovidenewdiagnosisandtreatmentideasforthepreventionandtreatmentofDR.TheresultsshowedthattheexpressionofRIG-IincreasedinPDRpatientscomparedwiththecontrolgroup(P0.05).Later,immunofluorescence
17、technologywasusedtoexaminetheparaffinsectionsoftheretinaofrats.Thefluorescenceoftheretinaltissuesectionsin3monthsafterthesuccessfulmodelofdiabeteswassignificantlystrongerthanthatofnonalratsofthesamemonthand2monthsafterthesuccessfulmodelofdiabetes.StudieshaveshownthatRIG-IhasaclearcorrelationwithDR.K
18、EYWORDS:AStragalus;5CiUmbarbarum;DiabCtiCretinopathy;NetworkPhannaCoIOgy;RlG-I摘要IABSTRACTi目录.1第一章文献名筵4第一节糖尿病视网膜病变的中医研究进展.41.1 病名范畴与历史沿革41.2 病因病机41.3 病变脏腑.51.4 治疗.61.5 实验研究.81.6 小结9参考文献.10第二节糖尿病视网膜病变现代医学研究进展142.1 糖尿病视网膜病变的危险因素.142.2 发病机制.162.3 临床表现、诊断及分期.212.4 预防与治疗.222.5 总结24参考文献24第三节网络药理学的研究.413.1
19、网络药理学概述413.2 网络药理学方法.413.3 中医药与网络药理学443.4 网络药理学在中医药研究中存在问题及其对策46参考文献47前言49第二章基于网络药理学分析黄黄与枸杞子在糖尿病视网膜病变中的作用.51第一节基于国家专利的中药复方调治糖尿病视网膜病变用药规律研究511.1 材料与方法.511.2 结果511.3 小结.52第二节黄芭和枸杞子化学成分检索和筛选542.1 材料与方法.542.2 结果542.3 小结88第三节黄茂和枸杞子活性成分靶点-糖尿病视网膜病变网络的构建893.1 材料与方法893.2 结果903.3 小结97第四节黄黄和枸杞子活性成分-靶点-糖尿病视网膜病变
20、网络的构建.994.1 材料与方法994.2 结果994.3 小结104第五节讨论105参考文献111第三章RIG-I与糖尿病视网膜病变的相关性.117第一节研究背景.117第二节材料与方法.1182.1 研究对象1182.2 实验方法.119第三节结果1193.1 两组患者一般资料比较.1193.2 两组ELISA结果比较1203.3 免疫荧光.120第四节讨论121第五节小结.121参考文献121第一章文献综述第一节糖尿病视网膜病变的中医研究进展1.1 病名范畴与历史沿革在古代文献中很早就有关于糖尿病引起的复杂视力障碍的记录,例如,在河间六书消渴总论中有这样的片段,消渴一症会转变为“雀目或
21、内障”。但是,过去没有明确记录该疾病的名称。根据视力障碍和意识情况的严重等级,DR大致属于“视瞻昏渺”、“云雾移睛”或“暴盲”这一类。证治准绳记录的内容包括“视瞻昏渺”、“血灌瞳神”等。其中前者被这样描述:“目内外别无症证候,然自视昏渺蒙昧不清也,致害各异”。据信该疾病的外眼没有异常,并且视力的下降原因在于正气亏虚。而云雾移晴的情况为患者视线中会看到类似棉絮的东西,且在视线中不断移动,这种情况和如今名为“飞蚊症”相差不远。而血灌瞳神的情况为患者的眼睛看不到正常的黑色,而是呈鲜红色,且颜色较深。其病因为患者的血目中的血液流通受阻,因此在瞳神附近扩散,这种情况在西医中被命名为玻璃体出血/前段出血。
22、此外,暴盲是一种眼内疾病,其症状为患者眼部看起来并没有什么问题,但是其中一到两只眼睛的视力却突然衰弱,严重者会导致视力完全丧失。它类似于西方医学中视网膜中央动脉阻塞、急性神经炎和视网膜脱离等。1.2 病因病机李红闺等人认为DR是从阴虚到气虚、阴虚到阴阳两虚的逐渐转变,机制是慢性阴虚、血虚、气虚,阴阳损伤,阴虚致淤。张梅芳等都认为该病的发病机制是阴虚内热,阴阳与气阴皆虚,且致病因素中还包括血瘀。冯明清网认为发病原因在于虚与瘀,虚归结为气、血、阴、阳不足,瘀为淤血。阴虚燥热:精血津液属于阴,视觉良好,取决于精血津液滋养。阴不足会导致视力丧失和视力模糊。阴虚会导致内热,虚火旺盛导致血分。张怀安则提出
23、,DR的部分症状的病因在于阴虚燥热。姚芳蔚则提出DR的发病时间大部分处于糖尿病晚期,一般情况下其病因在于阴虚即伴随而生的肾水枯竭,阴虚火炎,迫血妄行,溢于清窍,所以才会发生眼底出血,又由于血通行不畅化为水而发生渗出。气阴两虚:长期的消渴会导致热气内增损伤津液,津液亏损难以承载人体内的其,使得气虚且阴虚。前者会导致目无所养,视线不清;后者会导致人体内血液变得混乱,进而加重气虚并导致眼底出血的症状出现。钱秋海等专家提出,气阴两亏是DR的根源。阴阳两虚:谢学军及其他专家口提出,倘若阴阳本源一致,且人体一直处于阴虚的状态,那么将导致阳气有限,进而导致阴阳两虚的征兆。目居上位,是七窍中的关键所在,精血津
24、液需要靠阳气进行推动,如此才可上输至眼部进而发挥滋养之效。因此,阴阳损伤和阳气不足会加剧眼损伤,并促进DR的出现及加重。痰瘀互阻:李华及其他专家提出,DR的产生离不开痰瘀的作用。文小敏及其他专家同样提出DR发病主要是由于瘀血。DR的主要病理产物是痰浊、瘀血,其原由可以归纳为两个方面:虚和实:由于虚引起的痰和瘀:气虚,阴虚和阳虚可导致痰和瘀。尹翠梅划认为DR源于气阴两虚,气虚刺激而虚弱,血流缓慢而停滞。阴不足、津液缺乏,血液粘稠,血液流动涩而停滞,从而导致瘀;再者脾气虚弱,湿气产生聚集为痰。痰液淤滞会阻塞血液流动,血液流动不顺畅并导致血瘀;血瘀会导致经脉阻塞,导致湿气聚集为痰。代丽娟网认为,肾阳
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