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基于文本挖掘的药用植物数据库的建立及网络药理学分析

任郭珉  
【摘要】:早在60,000年前的石器时代,人们就利用植物作为药物治疗疾病。人类对植物药的利用形成了复杂的传统药物系统,例如中医药,阿育吠陀,传统埃及希腊医学以及其他古老的医药系统。在这些系统中,许多药物至今仍在被人们使用,人们发现,从植物中提取出的活性成分有着化学合成的药物所不能比拟的好处,比如对人体的毒性较轻。根据世界卫生组织(WTO)的统计,世界上约有65%的人口依然在使用传统的医学作为他们医疗保健的方式。 中医药整体观和辨证观的理念与中药多成分、多途径、低选择性的特征以及方剂中君臣佐使、七情配伍等原则,体现了中医药多成分、多靶点及系统调控的思想,与网络药理学的研究思路存在一定的共性;建立网络中药药理学、网络毒理学、网络中药饮片等,为提高中医药的安全性和合理用药提供了技术支持,为开展中医药研究提供了新的手段,成为现代中医药研究的新策略;网络药理学超越单靶点思想的束缚,从多靶点的研究策略出发,使以”一个药物,一个靶标,一种疾病”为主导的传统新药研发理念产生了革命性转变,在中医药研究领域产生了深远影响。随着高通量技术的发展及应用,传统药理学以及植物化学逐渐将发现新的活性化合物作为工作重点,大量的有着生物活性的化合物被分离出来。系统药理学,作为一个新兴的药理学领域,由于其强大的处理复杂药理学系统的能力而诞生。通过对调控网络中药物在体内对药物靶标以及疾病基因产物的行为和副作用的分析,极大地增强了我们对多种药物联合作用多靶点的药用机理的认识。 基于网络的研究,建立药物——蛋白网络,以模拟真实的在人体内多靶点药物分子——蛋白质相互作用,需要基于大的药物和蛋白质的数据集。然而,目前行业界没有一个全面的数据库包含这些网络药理学分析数据。在没有数据支持的情况下,进行这样的网络药理学分析是几乎不可能。因此,我们开发了药用植物数据库数据库(Medical Plants Database, MPDB),一个包含天然化合物和其潜在的生物目标的信息的传统药用植物、网络药理学数据库。MPDB收集了来自中国,日本,欧洲和美国药典中的874药用植物。我们在Scifinder Scholar文献数据库中,对这874种药用植物的拉丁名进行搜索,获得了3,463篇植物化学参考文献,根据Scifinder Scholar的注释信息,我们从中获取了12,187条天然产物(化合物)。接着我们基于通过文本挖掘方法和人工阅读的方式,得到了8,763潜在的生物靶标。最后,我们利用web2py网站框架,搭建了对外开放的免费数据库(网址为http://www.herbbol.org:8000/mpdb).此外,数据库还集成了相关生物靶基因的途径,功能和表型和生物网络信息。这些完整的数据将有助于科学家在许多领域,如新的药物发现和民族药物学研究。


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