基于生物信息学的虚寒证特征与证候研究流程
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摘要
目的
①总结虚寒证的证型及症状分布等特征,验证虚寒证基因表达谱中候选基因的差异表达；
②建立中西医结合宏微观贯通研究的理论认知方法学示范；
③构建实用性、操作性较强以及可个性化裁剪的“证候-生物信息学”整合研究的流程框架和配套图谱。
方法
1.系统整理13年来的虚寒证流行病学调查资料,对数据进行综合性数理统计,并对分析的结果从中医学理论方面展开阐述和讨论；
2.使用“虚寒证量化评估表”与专家组单盲辨证诊断相结合的方式,获得虚寒证患者实验组和正常对照组,抽取血样进行实时定量PCR实验,验证候选特征基因的差异表达；
3.引进软件工程学模块式系统设计的理念方法,构建具体化、个性化、易操作和可裁剪的“证候-生物信息学”交叉、渗透及整合研究的流程模式。
结果
1.13年间彭州地区虚寒证患者占流调总人数的34～37%；其中以兼证居多,心脾肾阳虚占56%,脾肾阳虚占21%,心肾阳虚占12%。单纯脏腑证型或无定位的虚寒证比例小,其中肾阳虚居首,占患者的5%。单纯证型与兼证中有肾阳虚表现的占患者的93%。心脾肾阳虚在女性中的比例高于男性,女性患肾阳虚的年龄小于男性,具有统计学意义。
2.实时q-PCR实验数据分析显示,虚寒证组能量代谢基因NDUFV1、NDUFA1、ATP6V0D1、ATP5C1和ATP4A的相对表达量的均值高于正常人组,ENO1和P2RX5(重复验证)低于对照组,ACLY、GAPDH和CYC1区别不明显；T检验显示ATP6VODI和ATP4A的高表达有统计学意义。
3.构建了“证候-生物信息学”研究的流程模式,包括整体模式图和各模块分解图,以及流程图的文字描述、说明及其在虚寒证研究中的应用。
结论
1.一套具体方法学示范——综合性证候-生物信息学的处理方法
合理方法的选择对解决海量数据的困惑至关重要；同时形形色色的分析软件也为研究者带来困扰。只有选择正确的数据处理和分析方法,才能将看似杂乱无章的数字概括为有用的信息。总之,无论从理论上还是实践上,“证候-生物信息学”研究都具有可行性。
2.一组流程框架——多平台生物信息学交叉渗透分析流程模式
良好的流程模式对解决研究中出现的数据管理问题有重要的意义。流程是在实践中摸索和总结出来的。不同的方法、平台需要合理地组合搭配,按照一定的步骤形成特定的流程。流程设计既要体现证候研究的共性,也要考虑到个体差异性和灵活性。有必要根据研究的具体目标,剪裁出最合适某一个具体研究的个性化流程。
Objective
O To summarize the characteristics of Yang-Deficiency Cold Pattern (YDCP, DCP) such as pattern and symptom distribution, and verify differently expressed genes among patients diagnosed
②To seek theoretic cognition approach for integrative medical research from macro to micro level
③To establish a highly practical, operatable and tailorable process framework, and design the intuitionistic diagram for TCM Pattern-Bioinformatics study
Methods
O Systematically process the epidemiologic data gathered for DCP layer by layer. Conduct multi-angle in-depth data analysis from a practical point of view. Elaborate and discuss the analytical result with TCM theory
②Conduct epidemiologic investigation using Quatitative Assessment Form for DCP in conjunction with multi-expert single-blindness pattern-differentiation method. Blood samples were collected from experiement group and control group for Q-PCR experiment to validate differentially expressed genes found in previous study
③Adopt the broadly used idea, method and experience applied in modularized software engineering discipline to design and establish a concrete, individualized, maneuverable and tailorable process model for intersective and penetrative Pattern-Bioinformatics study
Results
①34～37% people are affected by DCP among the total population in a 13-year accumulative epidemiologic study in Pengzhou, Sichuan, mostly having combination DCP (i.e. DCP that affecting two or more Zang-organs).53% of the affected have Heart-Spleen-Kidney YD,21% Spleen-Kidney YD, and 12% Heart-Kidney YD. Fewer have one-Zang organ DCP, with Kidney DCP contributing to 5% of the total affected. People with Kidney DCP symptoms and signs, regardless of one-Zang organ or combination DCP, contribute to 93% of the total DCP population
②Real-time Q-PCR analysis shows:1). NDUFV1, NDUFA1, ATP6V0D1, ATP5C1 and ATP4A have higher expression among experiment group; 2) ENO1 and P2RX5 have lower expression, with the latter as repetitive test; 3) ACLY, GAPDH and CYC1 do not show obvious difference among the two groups; 4) T test shows statistic significance between the two groups regarding ATP6V0D1 and ATP4A
③Designed and built a process framework for TCM Pattern-Bioinformatics Study, including the blueprint of the overall model and disseminated process steps, accompanied with verbal description and explanation
Conclusion
①Sampling of practical methodology—demonstration of comprehensive data processing methodology for TCM Pattern-Bioinformatics research
It is the key to choose the right set of methods in solving the puzzlement brought with tremendous amount of data. At the same time, it raises more confusion with the introduction of diverse analyzing tools and software. Massive data can be translated into useful information only with the correct set of processing the analyzing tools, providing feasibility for TCM Pattern-Bioinformatics Study.
②Process framework—cross-platform and interdisciplinary bioinformatics process model
Data management issues in scientific studies can be resolved with good process, which is extracted and concluded through actual field practice. A specific process consists of a set of well-organized methods and platforms following certain procedures. The design of a process with flexibility needs to delegate both the similarities and individual differences of TCM Pattern study. It is necessary to determine the goal of a specific study in order to tailor a unique process well-fit for it.
①总结虚寒证的证型及症状分布等特征,验证虚寒证基因表达谱中候选基因的差异表达；
②建立中西医结合宏微观贯通研究的理论认知方法学示范；
③构建实用性、操作性较强以及可个性化裁剪的“证候-生物信息学”整合研究的流程框架和配套图谱。
方法
1.系统整理13年来的虚寒证流行病学调查资料,对数据进行综合性数理统计,并对分析的结果从中医学理论方面展开阐述和讨论；
2.使用“虚寒证量化评估表”与专家组单盲辨证诊断相结合的方式,获得虚寒证患者实验组和正常对照组,抽取血样进行实时定量PCR实验,验证候选特征基因的差异表达；
3.引进软件工程学模块式系统设计的理念方法,构建具体化、个性化、易操作和可裁剪的“证候-生物信息学”交叉、渗透及整合研究的流程模式。
结果
1.13年间彭州地区虚寒证患者占流调总人数的34～37%；其中以兼证居多,心脾肾阳虚占56%,脾肾阳虚占21%,心肾阳虚占12%。单纯脏腑证型或无定位的虚寒证比例小,其中肾阳虚居首,占患者的5%。单纯证型与兼证中有肾阳虚表现的占患者的93%。心脾肾阳虚在女性中的比例高于男性,女性患肾阳虚的年龄小于男性,具有统计学意义。
2.实时q-PCR实验数据分析显示,虚寒证组能量代谢基因NDUFV1、NDUFA1、ATP6V0D1、ATP5C1和ATP4A的相对表达量的均值高于正常人组,ENO1和P2RX5(重复验证)低于对照组,ACLY、GAPDH和CYC1区别不明显；T检验显示ATP6VODI和ATP4A的高表达有统计学意义。
3.构建了“证候-生物信息学”研究的流程模式,包括整体模式图和各模块分解图,以及流程图的文字描述、说明及其在虚寒证研究中的应用。
结论
1.一套具体方法学示范——综合性证候-生物信息学的处理方法
合理方法的选择对解决海量数据的困惑至关重要；同时形形色色的分析软件也为研究者带来困扰。只有选择正确的数据处理和分析方法,才能将看似杂乱无章的数字概括为有用的信息。总之,无论从理论上还是实践上,“证候-生物信息学”研究都具有可行性。
2.一组流程框架——多平台生物信息学交叉渗透分析流程模式
良好的流程模式对解决研究中出现的数据管理问题有重要的意义。流程是在实践中摸索和总结出来的。不同的方法、平台需要合理地组合搭配,按照一定的步骤形成特定的流程。流程设计既要体现证候研究的共性,也要考虑到个体差异性和灵活性。有必要根据研究的具体目标,剪裁出最合适某一个具体研究的个性化流程。
Objective
O To summarize the characteristics of Yang-Deficiency Cold Pattern (YDCP, DCP) such as pattern and symptom distribution, and verify differently expressed genes among patients diagnosed
②To seek theoretic cognition approach for integrative medical research from macro to micro level
③To establish a highly practical, operatable and tailorable process framework, and design the intuitionistic diagram for TCM Pattern-Bioinformatics study
Methods
O Systematically process the epidemiologic data gathered for DCP layer by layer. Conduct multi-angle in-depth data analysis from a practical point of view. Elaborate and discuss the analytical result with TCM theory
②Conduct epidemiologic investigation using Quatitative Assessment Form for DCP in conjunction with multi-expert single-blindness pattern-differentiation method. Blood samples were collected from experiement group and control group for Q-PCR experiment to validate differentially expressed genes found in previous study
③Adopt the broadly used idea, method and experience applied in modularized software engineering discipline to design and establish a concrete, individualized, maneuverable and tailorable process model for intersective and penetrative Pattern-Bioinformatics study
Results
①34～37% people are affected by DCP among the total population in a 13-year accumulative epidemiologic study in Pengzhou, Sichuan, mostly having combination DCP (i.e. DCP that affecting two or more Zang-organs).53% of the affected have Heart-Spleen-Kidney YD,21% Spleen-Kidney YD, and 12% Heart-Kidney YD. Fewer have one-Zang organ DCP, with Kidney DCP contributing to 5% of the total affected. People with Kidney DCP symptoms and signs, regardless of one-Zang organ or combination DCP, contribute to 93% of the total DCP population
②Real-time Q-PCR analysis shows:1). NDUFV1, NDUFA1, ATP6V0D1, ATP5C1 and ATP4A have higher expression among experiment group; 2) ENO1 and P2RX5 have lower expression, with the latter as repetitive test; 3) ACLY, GAPDH and CYC1 do not show obvious difference among the two groups; 4) T test shows statistic significance between the two groups regarding ATP6V0D1 and ATP4A
③Designed and built a process framework for TCM Pattern-Bioinformatics Study, including the blueprint of the overall model and disseminated process steps, accompanied with verbal description and explanation
Conclusion
①Sampling of practical methodology—demonstration of comprehensive data processing methodology for TCM Pattern-Bioinformatics research
It is the key to choose the right set of methods in solving the puzzlement brought with tremendous amount of data. At the same time, it raises more confusion with the introduction of diverse analyzing tools and software. Massive data can be translated into useful information only with the correct set of processing the analyzing tools, providing feasibility for TCM Pattern-Bioinformatics Study.
②Process framework—cross-platform and interdisciplinary bioinformatics process model
Data management issues in scientific studies can be resolved with good process, which is extracted and concluded through actual field practice. A specific process consists of a set of well-organized methods and platforms following certain procedures. The design of a process with flexibility needs to delegate both the similarities and individual differences of TCM Pattern study. It is necessary to determine the goal of a specific study in order to tailor a unique process well-fit for it.
引文
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