Data Mining of Caryophylli Fols-containing Formula and Analysis of Its Mechanism in Treatment of Diarrhea

Qing-yao CHEN; Liang-feng WANG; Hui-ting LI; Yao WANG; Xiao-li LIU; Jie XU; Ming YANG; Fang WANG; Xiao-fei ZHANG

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20202054

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Data Mining of Caryophylli Fols-containing Formula and Analysis of Its Mechanism in Treatment of Diarrhea

Data Mining | 更新时间：2021-02-09

- Data Mining of Caryophylli Fols-containing Formula and Analysis of Its Mechanism in Treatment of Diarrhea
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 27, Issue 5, Pages: 158-170(2021)
- 作者机构：
  
  1.江西中医药大学现代中药制剂教育部重点实验室，南昌 330004
  2.成都中医药大学药学院，成都 610075
  3.陕西中医药大学药学院，陕西咸阳 712046
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20202054
  CLC： R22;R28;R96;Q81;R442.2
- Published：05 March 2021，
  
  Published Online：10 August 2020，
  
  Received：13 June 2020，
- 稿件说明：
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陈青垚,王梁凤,李慧婷等.含丁香方剂的数据挖掘及其治疗腹泻的作用机制分析[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(05):158-170.

CHEN Qing-yao,WANG Liang-feng,LI Hui-ting,et al.Data Mining of Caryophylli Fols-containing Formula and Analysis of Its Mechanism in Treatment of Diarrhea[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(05):158-170.
陈青垚,王梁凤,李慧婷等.含丁香方剂的数据挖掘及其治疗腹泻的作用机制分析[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(05):158-170. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20202054.

CHEN Qing-yao,WANG Liang-feng,LI Hui-ting,et al.Data Mining of Caryophylli Fols-containing Formula and Analysis of Its Mechanism in Treatment of Diarrhea[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(05):158-170. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20202054.

摘要

目的

基于数据库挖掘，分析以丁香为核心治疗腹泻的高频配伍规律，并利用网络药理学阐释含丁香核心药物组治疗腹泻的作用机制。

方法

应用Python 3.8.1编程对中国中医药数据库进行智能抓取，分析丁香配伍规则，以符合支持度（support）≥0.30，置信度（confidence）≥0.90且提升度（lift）≥1.00的中药设为丁香核心药物组，利用中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）检索成分并筛选成分靶点，以“Diarrhea”为关键词在Therapeutic Target Datebase（TTD），GeneCards，DisGeNET数据库搜集疾病靶点，运用Cytoscape 3.7.1软件构建“中药-成分-潜在靶点”网络图，通过STRING 11.0构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络，利用R语言对潜在靶点进行基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析，采用Discovery Studio Client 2016对核心药物组的成分进行初步验证和评估。

结果

数据库筛选获得含丁香治疗腹泻的方剂155首，涉及54味中药，关联规则分析表明在治疗腹泻的配伍中，丁香与木香、甘草、肉豆蔻、白术具有强关联性，以这5味中药组成的核心药物组共涉及119种中药成分和114个潜在靶点，其中104个潜在靶点分布在神经系统，关键靶点有肿瘤蛋白P53（TP53），JUN原癌基因（JUN），丝裂原活化蛋白激酶8（MAPK8），白细胞介素-6（IL-6），90 kDa热休克蛋白

A1（HSP90AA1）等。GO富集分析主要涉及神经递质水平的调节、血液循环过程、激素介导的信号途径、化学突触传递的调节等生物学过程，KEGG通路中IL-17信号通路、辅助性T细胞17（Th17）分化、表皮生长因子受体、沙门氏菌感染等与治疗腹泻密切相关。分子对接显示关键靶蛋白与槲皮素、山柰酚以及

-谷甾醇具有较高亲和力。

结论

含丁香核心药物组涉及的多成分、多靶点、多通路与炎症、神经系统密切相关，推测其可能通过修复肠道屏蔽完整性、调节神经递质水平来治疗腹泻。

Abstract

Objective

Based on database mining， the high-frequency compatibility of Caryophylli Fols as the core in formulas for treating diarrhea was analyzed， and the network pharmacology was used to elucidate the mechanism of the core drug group containing Caryophylli Fols in the treatment of diarrhea.

Method

The online database of traditional Chinese medicine （TCM） was intelligently crawled by Python 3.8.1 programming， and the compatibility rules of Caryophylli Fols were analyzed， and the TCM with support≥0.30， confidence≥0.90 and lift≥1.00 was set as the core drug group of Caryophylli Fols. The components were searched and screened by TCM Systems Pharmacology Database and Analysis Platform （TCMSP）， and the disease targets were collected in Therapeutic Target Datebase （TTD）， GeneCards and DisGeNET database with "Diarrhea" as the key word. The network diagram of "TCM-ingredients-potential targets" was constructed by Cytoscape 3.7.1 software， and the network of protein-protein interaction （PPI） was constructed by STRING 11.0. Gene Ontology （GO） and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG） enrichment analysis of potential targets was analyzed by R language， and the components of the core drug group were preliminarily verified and evaluated by Discovery Studio Client 2016 software.

Result

A total of 155 formulas containing Caryophylli Fols for treating diarrhea were screened， involving 54 TCMs. The analysis of association rules showed that Caryophylli Fols was strongly associated with Myristicae Semen， Glycyrrhizae Radix et Rhizoma， Aucklandiae Radix and Atractylodis Macrocephalae Rhizoma in the treatment of diarrhea. The core drug group composed of these five TCMs involved 119 kinds of TCM ingredients and 114 potential targets， of which 104 potential targets were distributed in the nervous system， and the key targets were tumor protein p53 （TP53）， transcription factor activator protein-1 （JUN）， mitogen-activated protein kinase 8 （MAPK8）， interleukin-6 （IL-6）， 90 kDa heat shock protein

A1 （HSP90AA1） and so on. GO enrichment analysis mainly involved biological processes such as the regulation of neurotransmitter levels， blood circulation， hormone-mediated signal pathway and regulation of chemical synaptic transmission. IL-17 signal pathway， helper T cell 17 （Th17） cell differentiation， epidermal growth factor receptor and salmonella infection in KEGG pathways were closely related to the treatment of diarrhea. Molecular docking showed that the key target protein had high affinity with quercetin， kaempferol and

-sitosterol.

Conclusion

The multi-components， multi-targets and multi-pathways involved in the core drug group of Caryophylli Fols are closely related to inflammation and nervous system， so it is speculated that it may treat diarrhea by repairing intestinal shielding integrity and regulating the levels of neurotransmitters.

关键词

数据挖掘网络药理学腹泻丁香炎症脑肠互动方剂

Keywords

data miningnetwork pharmacologydiarrheaCaryophylli Folsinflammationbrain-gut interactionformulas

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