Analyse des Drogenkonsumgesetzes und des Mechanismus von Prostatakrebs auf der Grundlage von Data Mining und Netzwerkpharmakologie
Mar 15, 2022
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Abstrakt
Ziel: Ausgrabung der Medikationsregel der traditionellen chinesischen Medizin bei der Behandlung vonProstatakrebs, und sagen Sie den Mechanismus auf biomolekularer Ebene der Hochfrequenz-Medikamentenkompatibilität voraus. Methoden: Relevante Dokumente in CNKI, Wanfang Medical Network und VIP Chinese Biomedical Periodical Database Pubmed, Embase wurden gesammelt und systematisch zusammengestellt. Häufigkeitsstatistiken, Assoziationsregelanalysen und New Party Mining wurden mit TCMISSV2.5 durchgeführt. BATMAN-TCM wurde verwendet, um die Interaktionsbeziehung und verwandte Wege zwischen hochfrequenten Wirkstoffzielen zu analysieren. Ergebnisse: Huangqi (Astragalus membranaceus) war die am häufigsten verwendete Einzeldroge der 102 im Standard enthaltenen Verschreibungen. Es gibt 6 Kombinationspaare mit hohem Vertrauen in die Assoziationsregelanalyse. Die Systementropie-Clusteranalyse ergab 20 Kernarzneimittelkombinationen und 9 neue Verschreibungen. Durch die Analyse des KEGG-Signalwegs von Huangqi, Fuling (Poria cocos), Gancao (Glycyrrhiza uralensis) und Dihuang (Rehmannia glutinosa) wurde festgestellt, dass die Anzahl der potenziellen Ziele des neuronalen aktiven Ligandenrezeptor-vermieteten Signalwegs und des Purinstoffwechsel-Signalwegs gleich groß war größten. Schlussfolgerungen: Prostatakrebs wird hauptsächlich mit mangeltonisierenden Medikamenten behandelt, die mit Medikamenten zur Förderung der Durchblutung, zur Beseitigung von Blutstauungen, zur Beseitigung von Hitze, zur Förderung der Diurese, zur Entgiftung und zur Auflösung von Verhärtungen kombiniert werden. Der Wirkungsmechanismus der hochfrequenten traditionellen chinesischen Medizin kann durch Eingriff in den neuroaktiven Ligand-Rezeptor-Wechselwirkungsweg und den Purinstoffwechselweg verwirklicht werden.
Schlüsselwörter:Prostatakrebs,Arzneimittelrecht, Wirkmechanismus, Data Mining, Netzwerkpharmakologie
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Hintergrund
Im neuesten globalen Krebsstatistikbericht rangiert die Inzidenz von Prostatakrebs an zweiter Stelle unter den globalen männlichen Malignomen [1]. Seine Inzidenz weist offensichtliche ethnische und regionale Unterschiede auf und es ist einer der vielen bösartigen Tumore in Europa und den Vereinigten Staaten. Derzeit ist die Inzidenz von Prostatakrebs in China ebenfalls deutlich erhöht [2]. Laut der chinesischen Krebsstatistik von 2015 hat die Wachstumsrate von Prostatakrebs die in Europa und den Vereinigten Staaten übertroffen [3]. Bis 2018 rangiert Prostatakrebs an erster Stelle in der Inzidenz von männlichen Urogenitaltumoren, weitaus größer als Blasenkrebs [4]. Gegenwärtig umfassen moderne medizinische Behandlungsmethoden für Prostatakrebs das Warten auf Beobachtung und Behandlung, chirurgische Behandlung, Strahlentherapie und endokrine Therapie. Als Hilfsmittel der modernen medizinischen Behandlung hat die Traditionelle Chinesische Medizin offensichtliche Vorteile bei der Verringerung der Toxizität und der Steigerung der Effizienz, der Linderung klinischer Symptome, der Verbesserung der Lebensqualität der Patienten und der Verlängerung des Überlebens [5-7]. Befolgen Sie den Entwicklungstrend großer Datenmengen, wenden Sie Data-Mining-Technologie und Netzwerkpharmakologie an, realisieren Sie die abgelenkten klinischen Daten zu den systematischen regelmäßigen Erfahrungsdaten und dann zur genauen Arzneimittelwirkungspfad- und Zielanalyse, dienen Sie der klinischen und Grundlagenforschung besser [8] . Diese Studie sammelt die Literatur über CNKI, Wanfang Medical Network, VIP Chinese Biomedical Periodical Database, Pubmed und Embase, Screening und Ordnen von Krankenakten, Verwendung des Vererbungssystems der traditionellen chinesischen Medizin, um ein Rezept für chinesische Medizin und ein neues Rezept zu erhalten, Anwendung Netzwerkpharmakologie, Vorhersage der Wirkungsmechanismus von Kernarzneimittelpaaren, wissenschaftlich-theoretische Unterstützung und neue Behandlungsideen für die Behandlung dieser Krankheit durch die chinesische Medizin.
Datenquellen und Methoden
Auswahl veröffentlichter Studien
CNKI, Wanfang Medical Network und VIP Chinese Biomedical Periodical Database wurden verwendet, um Literatur zu identifizieren, die vom 1. Januar 2000 bis zum 1. Februar 2019 veröffentlicht wurde. Die verwendeten Suchbegriffe waren Prostatakrebs und Traditionelle Chinesische Medizin. Die restlichen Bedingungen sind Standard. In die Datenbanken PubMed und Embase wurden die Keywords „Prostate Cancer“ und „Traditional Chinese Medicine“ eingetragen. Die Suchergebnisse waren 127, 71, 62, 23 und 17 verwandte Dokumente. Der Literaturextraktionsprozess ist in Abbildung 1 dargestellt.
Einschlusskriterien
(1) Klinische Studie zur Verschreibung traditioneller chinesischer Medizin zur Behandlung vonProstatakrebs, Patienten haben keine anderen schweren Krankheiten; (2) Klare klinische Verschreibungen von Praktikern der traditionellen chinesischen Medizin bereitstellen; (3) Es gibt klare Symptome und eine vollständige Arzneimittelzusammensetzung in der Literatur.
Ausschlusskriterien
(1) Wiederholtes Studium; (2) Externe Behandlung, kombinierte Behandlung mit chinesischer und westlicher Medizin, Arzneimittelaufzeichnungen sind unbekannt oder einzelne chinesische Medizin und andere Literatur; (3) Nicht-klinische Forschung wie Grundlagenforschung, Überprüfung und theoretische Diskussion über Zell- und Tierversuche.
Datenverarbeitung
Gemäß den Ein- und Ausschlusskriterien werden die modifizierten Rezepte eliminiert und es werden insgesamt 102 Rezepte erhalten. Anschließend wurden diese Rezepte von zwei Forschern in TCMISSV2.5 eingegeben und die Daten von Fachleuten Korrektur gelesen, um eine Datenbank für chinesische Medizin einzurichten. Medikamentennamen, Klassifikationen und Symptomnamen basieren alle auf der Ausgabe 2015 des Chinesischen Arzneibuchs, der Chinesischen Apotheke (Adult Higher Education Pharmacy Professional Textbook) und der TCM-Syndrom-Differenzierungsdiagnostik, um den wissenschaftlichen Charakter der Datenanalyse sicherzustellen [9-11] .
Datenanalyse Häufigkeitsstatistik
Im Projekt „Basic Information Statistics“ werden die Drogenhäufigkeit, die Eigenschaft Flavours attributive channel und die Art der Symptome von groß nach klein sortiert und die Ergebnisse abgeleitet.
Assoziationsregelanalyse
Im Projekt "Gruppenformel" ist die Anzahl der Unterstützungsgrade auf 12 festgelegt, das Konfidenzniveau ist 0.6, die Ergebnisse der Drogenkonsummuster- und -regelanalyse werden jeweils abgeleitet und eine Netzwerkanzeige von Kerndrogen ist erhalten.
Neue Formulierungsanalyse
Im Projekt „Analyse neuer Formulierungen“ wird der Korrelationsgrad auf 8 und der Penalty-Grad auf 2 gesetzt. Die Cluster-Analyse und der hierarchische Clustering-Algorithmus mit unüberwachter Entropie werden verwendet, um die Kernarzneimittelkombination und die neue Verschreibung zu erhalten, und die Ergebnisse sind separat abgeleitet.
Wirkmechanismus
Verwenden Sie das BATMAN-TCM-System für die KEGG-Pathway-Analyse, stellen Sie den „Score Cutoff“ auf 8 0 und den „Adjust P-value“ auf 0,1 ein, um eine Ziel-Pfad-Krankheits-Korrelationskarte zu erstellen [12].
Ergebnisse
Häufigkeit von Kräutern
Die Statistik umfasste insgesamt 163 chinesische Kräuterarzneimittel, von denen das am häufigsten verwendete Huangqi (Astragalus membranaceus) war, das 38 Mal vorkam; gefolgt von Fuling (Poria cocos), Gancao (Glycyrrhiza uralensis) und Dihuang (Rehmannia glutinosa).
Attributkanal für Eigenschaftsaromen
Unter den vier Naturen waren die Drogen mit warmer Natur am höchsten, die Häufigkeit war 201, was 31,5 Prozent ausmachte, gefolgt von den Drogen mit kalter Natur; Die süßen Kräuter gehörten zu den fünf Geschmacksrichtungen, wurden am häufigsten verwendet, die Häufigkeit betrug 409 und machte 42,9 Prozent aus, gefolgt von bitteren Kräutern und scharfen Kräutern. Aus Sicht des Meridiantropismus der Heilpflanze gehört das Medikament zum Milzmeridian, der am häufigsten verwendet wird, die Häufigkeit beträgt 302, gefolgt vom Lebermeridian und Nierenmeridian, die jeweils 18,7 Prozent, 17,2 Prozent und 15,0 Prozent ausmachen (Tabelle 2).
Art des Syndroms
In der Häufigkeitsstatistik des Syndromtyps war der Mangel der Milz und des Nierentyps am häufigsten, trat 19 Mal auf, gefolgt von einer Kombination aus Blut-Stase und Toxin, Typ feuchte Hitze-Stagnation. Die Verteilung der Syndrome mit einer Häufigkeit größer oder gleich 5 ist in Tabelle 3 dargestellt.
Analyse der Rezeptzusammensetzungsregeln
Durch die Analyse wurden 11 Paare häufig verwendeter Arzneimittelkombinationen erhalten, und die am häufigsten verwendeten Arzneimittelpaare waren Huangqi und Fuling, die 21 Mal auftraten; gefolgt von Fuling und Dihuang, die 16 Mal auftraten; Huangqi, Gancao und Baizhu (Atractylodes-Rhizom), Fuling erschien 14 Mal (Tabelle 4). Bei der Wirkstoffkombination mit höherem Vertrauen zeigt sich, dass Gouqizi (Wolfsbeerfrucht), Huangqi, Baizhu und Fuling gängige Wirkstoffkombinationen sind. Analysieren Sie die Medikationsregel der erhaltenen Arzneimittelkombination in absteigender Reihenfolge (Tabelle 5). Das Kern-Drogennetzwerk ist in Abbildung 2 dargestellt.
Neue Formulierungsanalyse
Basierend auf der Methode der gegenseitigen Information wurden insgesamt 137 Korrelationen zwischen den beiden Arzneimitteln in der Verschreibung erhalten und die Liste der Korrelationskoeffizienten abgeleitet. Insgesamt wurden 17 Arzneimittelpaare mit einem Korrelationskoeffizienten größer oder gleich 0,038 erhalten. Die spezifischen Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt. Insgesamt wurden 20 Kernarzneimittelkombinationen extrahiert, was die Grundlage für die Kombination der neuen Verschreibung darstellt. Die 9 neuen Verordnungen zielen jeweils auf unterschiedliche Syndrome ab. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 7 und 8 gezeigt.
Wirkmechanismus
Basierend auf den obigen Data-Mining-Ergebnissen wurden die vier Heilkräuter von Huangqi, Fuling, Dihuang, Gancao für die KEGG-Weganalyse ausgewählt. Als Ergebnis gab es 258 Arten von Krankheiten, die durch 4 Kräuter angereichert wurden, einschließlich Prostatakrebs, und die Anzahl potenzieller Ziele war 7. Siehe Tabelle 9 für eine Liste von Krankheiten mit einer Zielzahl größer als oder gleich 7. Es gibt a insgesamt 152 potenzielle Signalwege, und die Anzahl der potenziellen Ziele ist größer oder gleich 12. Die spezifischen Ergebnisse sind in Tabelle 10 gezeigt. Die potenziellen Ziele, Signalwege und das Krankheitsnetzwerk sind in Abbildung 3 dargestellt
Diskussion
Prostatakrebs gehört in der Traditionellen Chinesischen Medizin (TCM) zu den Kategorien „Nierenstein“, „Strangurie“, „Dysurie“, „Hämaturie“ und „Hexenschuss“. Der Kanon der Inneren Medizin sagte: "Wo sich pathogenes Qi ansammelt, wird sein Qi mangelhaft sein." Yi Zong Bi Du sagte: „Sammeln Sie, was erreicht ist, fehlendes vitales Qi, und dann sammelt sich pathogenes Qi. Daher glaubt die TCM, dass die grundlegende Pathogenese von Prostatakrebs „ein Mangel an vitalem Qi, eine Kombination aus Blut-Stase und Toxin“ ist dass der Kern der Pathogenese „Mangel, Toxin, Blut-Stase und Feuchtigkeit" [13] ist. „Toxin" ist die Veranlassung, „Mangel“ ist die innere Ursache, „Blut-Stase“ und „Feuchtigkeit“ sind sowohl pathologische Produkte als auch pathogen Faktoren [14].
Die am häufigsten verwendeten Einzelarzneimittel sind Huang Qi, Fuling, Gancao, Dihuang und Baihuasheshecao (Hedyotis diffusa), die in der Häufigkeitsanalyse gefunden wurden. Unter vier Naturen verteilten sich die Drogen hauptsächlich in warm und kalt. Die Drogen in fünf Geschmacksrichtungen wurden hauptsächlich in süß und bitter vertrieben. Aus Sicht des Meridiantropismus der Heilpflanze gehört das Medikament zum Milzmeridian, Lebermeridian, Nierenmeridian wird am häufigsten verwendet. In der Häufigkeitsstatistik des Syndromtyps waren Milz- und Niereninsuffizienz, Blutstauung und Toxikosetyp am häufigsten, was auch mit dem Krankheitsverständnis der alten Ärzte übereinstimmt.
In den Assoziationsregeln wurde festgestellt, dass das höchste Vertrauen in die Arzneimittelkombination bei 6 Paaren lag, was dazu führte, dass wir auf die Kompatibilität zwischen Arzneimitteln wie Huangqi, Fuling, Gouqizi, Dihuang, Gancao und Baizhu achten sollten. Bilden Sie die Kompatibilität zwischen dem Medikamentenpaar Gouqizi → Huangqi (Yin-verstärkende Medikamente → Qi-belebende Medikamente), Baizhu → Fuling (Qi-belebende Medikamente → Entfernen von Feuchtigkeit und Fördern der Diurese), Banzhilian (Barbated Skullcup) → Fuling (Wärme klärende Medikamente →). Entfernung von Feuchtigkeit und Förderung der Diurese）, können wir wissen, dass Prostatakrebs hauptsächlich mit milzstärkenden und nierennährenden und nierentonisierenden und essenzergänzenden Medikamenten behandelt wird und mit Medikamenten zur Auflösung von Blutstauung und Entgiftung, zur Induktion von Diurese und Ausscheidung kombiniert wird. Pachymarsäure kann die Proliferation und Invasion von Dickdarmkrebs, Brustkrebs, Lungenkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs und Prostatakrebs hemmen [15]. Glycyrrhizinsäure hemmt die Proliferation von LNCa P- und DU145-Krebszellen in Konzentrations-Zeit-Korrelation durch einen Mechanismus der Apoptose, der nichts mit Caspase-3 und Caspase-8 zu tun hat, was zu DNA-Schäden in Prostatakrebszellen führen kann [16]. Astragalus-Polysaccharid zur Injektion wird in großem Umfang in der klinischen Behandlung von Krebs eingesetzt und ist ein Mittel zur Aufhebung der Arzneimittelresistenz. Die Kombination mit anderen adjuvanten Medikamenten kann die Lebensqualität von Krebspatienten verbessern [17]. Studien haben gezeigt, dass Scopolamin, ein Wirkstoff von Gouqizi, eine signifikante hemmende Wirkung auf die Proliferation menschlicher Prostatakrebs-PC3-Zellen hat [18]. Es ist ersichtlich, dass das aus Data Mining gewonnene hochfrequente Medikament auch im Einklang mit moderner pharmakologischer Forschung steht.
Wir haben 10 neue Rezepte durch Clusteranalyse in der Analyse neuer Rezepte erhalten. Rezept 1 nimmt Maidong (Liriope, Xingren (Mandel) und Huanglian (Coptis Chinensis) als Kern und zielt auf Prostatakrebs mit Mangel an Qi und Yin ab, der mit Arzneimitteln behandelt wird, die Yin nähren und Hitze klären. Rezept 2 und 8 nehmen Dangshen (Lanceolata), Biejia (Schildkrötenpanzer) und Shimei (indische Erdbeere) und Biejia, Dihuang und Chuanshanjia (Pangolin) als Kern, mit Schwerpunkt auf Milz- und Nierenmangel, Blutstauung und Toxizitätssyndrom, die mit stärkenden Medikamenten behandelt werden Milz und Niere, Nähren von Yin und Blut, Entfernen von Blut-Stase, Ableiten von Hitze und Entgiftung Rezept 3 nimmt Beimu (Fritillaria), Gancao und Ezhu (Zedoarische Kurkuma) als Kern und zielt auf das Syndrom der Blut-Stase-Blockade ab, die sich konzentriert auf den Medikamenten, die Blut brechen und Qi fördern, Blut-Stase beseitigen und Blut-Stase zerstreuen Rezept 4 enthält Huangqi, Fuzi (Aconitum) und Rougui (Zimt) als Kern und zielt auf Prostatakrebs mit Nieren-Yang-Mangel ab Typ, der mit Medikamenten behandelt wird, die das Nieren-Yang erwärmen und tonisieren, Kälte zerstreuen und Kollateralen ausbaggern. Rezept 5 nimmt Yiyiren (Coix Seed), Taizishen (Radix pseudo still) und Zhuling (Polyporus) als Kern und zielt auf den Mangel des Milz-Qi-Syndroms ab. Die Behandlung besteht hauptsächlich darin, die Milz und das Qi zu stärken, Wasser zu fördern und Feuchtigkeit durchdringen. Rezept 6 nimmt Muli (Auster), Chaihu (Bupleurum), Huangqin (Scutellaria) als Kern und konzentriert sich auf die Beruhigung der Leber, die Regulierung des Qi und die Aktivierung des Blutkreislaufs, die Aufweichung der Festigkeit und die Verteilung der Hitze bei Prostatakrebs mit der Stagnation des Leber-Qi . Rezept 7 nimmt Niuqi (Achyranthes-Wurzel), Zaojiaoci (Stiche von Gleditsia sinensis Lam) und Tubiechong (Laufkäfer) als Kern, zielt auf Leber- und Nierenmangel, Blutstauungsblockierungssyndrom ab, das mit Arzneimitteln behandelt wird, die Leber und Niere nähren, Aktivierung der Durchblutung zur Beseitigung von Stauungen, Entgiftung und Auflösung von Knoten. Rezept 9 enthält Zelan (Eupatorium), Baihuasheshecao, Chenpi (Mandarinenschale) und Banzhilian (Barbated Skullcup) als Kern und zielt auf das Feucht-Hitze- und Stasis-Syndrom ab, das mit Medikamenten behandelt wird, die feuchte Hitze beseitigen, entgiften und Blutstau entfernen.
Durch das BATMAN-TCM-Online-Analysesystem des Mechanismus der traditionellen chinesischen Medizin fanden wir heraus, dass Prostatakrebs zu den Krankheiten gehörte, die mit vier Medikamenten angereichert waren, und die potenziellen Ziele waren 7. Erektile Dysfunktion ist eng mit Prostatakrebs verbunden. Aufgrund der Beziehung zwischen Prostata und Gefäßbündelanatomie tritt bei fast allen Patienten nach radikaler Prostatektomie eine erektile Dysfunktion auf [19]. Zhang Hui hat die klinische Studie durchgeführt, deren Behandlungsgruppe mit Yishen Tongluo Dekokt (25 g Shudihuang (gekochte Rehmannia), 15 g Tusizi (Cuscuta-Samen), 15 g Xianmao (Curculigo orchioides Gaertn), 15 g Zhiyanghuo (Epimedium), 15 g Danshen behandelt wurde (Salvia miltiorrhiza), 9 g Nanchaihu (Bupleurum) und 2 Wugong (Tausendfüßler)) [20]. Die Wirkung war nach 4-wöchiger Behandlung bemerkenswert. Die Anzahl potenzieller Ziele des neuroaktiven Ligand-Rezeptor-Wechselwirkungswegs und des Purinstoffwechselwegs war die größte unter den mit den vier Arzneimitteln angereicherten Wegen. Der Signalweg der neuroaktiven Ligand-Rezeptor-Interaktion ist die Aggregation aller Liganden, die mit intrazellulären und extrazellulären Signalwegen in der Plasmamembran in Verbindung stehen, die in der Physiologie am engsten mit der neurologischen Funktion verwandt ist [21]. Die Studie ergab, dass die Inzidenz von Depressionen bei Krebs bis zu 35,1 Prozent betrug [22]. Es kann gefolgert werden, dass die neurologischen Symptome von Prostatakrebs wie Angst und Depression durch diesen Weg geheilt werden können. Gesamt-Astragalus-Extrakt (TAE) hemmt die durch oxidativen Stress in vitro induzierte Proliferation und Kollagensynthese von HSC-T6-Zellen, was mit der signifikanten Hemmung von TAE auf die Produktion von O 2 zusammenhängt. - in Xanthin (X) - Xanthinoxidase ( XO)-System und nicht-enzymatisches System [23]. Mehrere Forscher fanden heraus, dass eine angemessene Dosis von Glycyrrhizin und Dexamethason eine schützende Wirkung auf die durch Puromycin induzierte Podozytenschädigung hatte [24].
Chinesische Kräutersud wird häufig in der adjuvanten Behandlung von Prostatakrebs in verschiedenen Stadien der Behandlung in Kliniken verwendet [25]. Das ganzheitliche Konzept und die Syndromdifferenzierung in der Traditionellen Chinesischen Medizin unterstützen die Behandlung vonProstatakrebs, das traditionelle chinesische und westliche Medizin integrieren kann, um die Synergie zu verbessern. Es zeigt gute Aussichten, die klinischen Symptome zu verbessern und die körperlichen und seelischen Schmerzen der Patienten zu lindern.
In dieser Studie haben wir ihre Medikationsregeln systematisch zusammengefasst und die potenziellen Ziele und Signalwege der Hochfrequenz-Medikamentenkompatibilität vorhergesagt, indem wir die klinische Forschungsliteratur der traditionellen chinesischen Medizin (TCM) bei der Behandlung von zusammengetragen habenProstatakrebs, eine neue Richtung für die Studie von Drogen für Prostatakrebs zur Verfügung stellend. Allerdings sind die Daten begrenzt, so dass noch eine Verifizierung durch Behandlung nach Musterdifferenzierung und experimentelle Forschung erforderlich ist, um die Medikationsregel und den Mechanismus der TCM bei der Behandlung von Prostatakrebs wissenschaftlicher zu klären.
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