一种基于网络药理学分析马钱子活性成分镇痛作用的方法技术

本发明专利技术公开一种基于网络药理学分析马钱子活性成分镇痛作用的方法，包括以下步骤：S1获取马钱子的化学成分与成分作用靶点：以马钱子为关键词，利用BATMAN‑TCM数据库检索获得符合条件的马钱子活性化合物及其靶向基因；S2识别疾病作用靶点：利用DisGeNET数据库获得与疼痛相关的虚拟目标靶标基因，马钱子活性化合物及其靶向基因进行交集，得药物‑疾病交集靶基因；S3构建马钱子与疾病网络，以及筛选核心节点；S4利用DAVID对核心节点进行GO富集和KEGG通路注释分析，预测靶点功能分布，并根据富集因子分析核心通路富集程度，解析马钱子镇痛作用机制。解决了目前马钱子研究周期长、缺乏系统性、研究目标单一等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于网络药理学分析马钱子活性成分镇痛作用的方法
本专利技术涉及中药网络药理学分析
，具体涉及一种基于网络药理学分析马钱子活性成分镇痛作用的方法。
技术介绍
中医学将病人当作一个具有不同状态的系统来进行治疗，具有悠久的历史，积累了大量的方剂。中医学的整体观念与网络药理学、网络生物学等前沿科技的核心思想具有相通之处，也符合了对肿瘤等复杂疾病进行系统性治疗的需求。“中药网络药理学”这一新领域的研究旨在从系统层次和分子水平揭示中药方剂的奥秘，促进中药研究从当前的“单一靶标，单一药物”模式转向“网络靶标，多成分药物”的新模式。近年来，中药网络药理学的一系列方法得以创建，包括基于网络的疾病基因预测、中药成分的靶标谱和药理活性预测、药物-基因-疾病的共模块分析、中药方剂多成分协同作用的大规模筛选、中药方剂的配伍规律和网络调节机理分析等。中药网络药理学能够为中医学从基于经验的医学迈向基于证据的医学提供新的途径，并能加速中药药物发现的进程，同时改进当前的药物研究策略。马钱子为马钱科马钱属植物马钱子(Strychnosnux-vomicaL.)的干燥成熟种子，味苦性温，大毒，归肝、脾经，具有通络止痛、散结消肿作用[1]。马钱子碱是马钱子主要活性成分，它主要作用于外周和中枢神经，对急性和炎性疼痛效果显著。马钱子碱是马钱子镇痛作用的主要药效成分，同时也是毒性成分，治疗剂量接近致死剂量，目前临床上尚未应用其单一制剂。马钱子复方制剂虽然在临床上已广泛用于疼痛治疗，但也存在作用机制不清楚、反应慢、有毒副反应等问题，使用受到限制。因此，加大对马钱子镇痛作用的研究和分析可为马钱子碱镇痛药物的开发提供重要的指导和依据。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种基于网络药理学分析马钱子活性成分镇痛作用的方法，将复杂网络分析技术和大数据技术有效的结合起来，分析、计算出马钱子活性成分的潜在作用靶点，解决了目前马钱子研究周期长、缺乏系统性、研究目标单一等问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于网络药理学分析马钱子活性成分镇痛作用的方法，包括以下步骤：S1、获取马钱子的化学成分与成分作用靶点：以马钱子为关键词，利用BATMAN-TCM数据库检索马钱子现有活性化合物及其靶向基因，根据研究目标，设定筛选标准，获得符合条件的马钱子活性化合物及其靶向基因；S2、识别疾病作用靶点：利用DisGeNET数据库获得与疼痛相关的虚拟目标靶标基因，然后与S1获得符合条件的马钱子活性化合物的靶向基因进行交集，所得的交集基因即为药物-疾病交集靶基因；S3、构建马钱子与疾病网络，以及筛选核心节点：将S1获得符合条件的马钱子活性化合物及其靶向基因、S2得到的药物-疾病交集靶基因输入Cytoscape3.6.1软件中，利用Cytoscape3.6.1软件建立马钱子镇痛“成分-靶点-疾病”网络图，同时计算网络图中的所有节点，确定节点筛选条件，选取核心节点进行后续分析；S4、对核心节点进行富集分析而解析马钱子镇痛作用机制：利用DAVID生物分子功能注释系统，对核心节点进行GO富集和KEGG通路注释分析，预测靶点功能分布，并根据富集因子分析核心通路富集程度，解析马钱子镇痛作用机制。所述的方法，S1中，所述的筛选标准为，阈值：scorecutoff>20、P<0.05。所述的方法，S3中，通过Cytoscape软件计算网络图中所有节点的拓扑参数，选取degree，betweenness，closeness参数作为核心节点的筛选条件，选取核心节点进行后续分析。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术结合国内外权威的医学数据库，将马钱子研究方法系统化、流程化、规范化。本专利技术还降低了马钱子分析研究的成本，扩展了计算机网络先进技术在医疗领域的应用。本专利技术旨在建立全新的网络药理学研究方法，对马钱子及其其他中药的研究突破具有特别意义，为支撑和引领我国创新药物的研发与产业化提供基础。本专利技术利用网络药理学技术分析马钱子镇痛有效活性成分、潜在靶点及通路，分析其具有“多成分-多靶点-多通路”镇痛作用及机制。利用BATMAN-TCM分析平台获取马钱子活性成分及其潜在作用靶点；通过DisGeNET数据库获取与疼痛相关的虚拟目标靶标基因，交互处理得到马钱子镇痛作用关键靶点；采用Cytoscape3.6.1构建马钱子关于镇痛的“成分-靶点-疾病”网络图，以呈现马钱子如何通过“多靶点、多途径、多层次”整合调控发挥药效。利用DAVID(Version6.8)对获取的马钱子镇痛靶点信息进行GO富集和KEGG通路注释分析；结果：马钱子中22个成分是通过CHRM2、CHRNA7、HTR2A、HTR2C等26个与疼痛相关靶点，调控钙与CGMP-PKG信号通路等25条信号通路发挥镇痛作用。因此，本专利技术方法为阐释马钱子发挥镇痛作用的分子机制提供新思路，为进一步研发马钱子镇痛创新制剂奠定基础。附图说明图1为马钱子活性成分化合物-靶点蛋白网络关系图。其中：三角形代表化合物，椭圆形为靶点蛋白。图2为马钱子“成分-靶点-(疾病)通路”网络图。图3目标成分GO富集分析-生物学过程。图4目标成分GO富集分析-细胞组分。图5目标成分GO富集分析-分子功能。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实施例及附图对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，应理解这些实例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。一、基于网络药理学分析马钱子活性成分镇痛作用的方法包括以下步骤：S1、获取马钱子的化学成分与成分作用靶点：以“马钱子”为关键词(如马钱子，英文为MAQIANZI)，使用网络爬虫技术，转发用户的查询请求到BATMAN-TCM(http://bionet.ncpsb.org/batman-tcm/index.php/Home/Index/index)数据库中，从BATMAN-TCM数据库检索到马钱子现有活性化合物及其靶向基因列表(基于化合物的结构对化合物与药物靶点之间可能的相互作用进行预测和分析，得到一个打分值，我们根据打分值的高低对潜在的靶点继续排序，选取一定数量的靶点进行后续研究)，用户选择需要分析的靶向基因列表，并为其设置相应的阈值，根据阈值(scorecutoff)>20、P<0.05(根据相应结果可调整)为筛选标准，获得符合条件的马钱子活性化合物及其靶向基因，形成相应的基因表并保存；S2、识别疾病作用靶点：使用网络爬虫技术，利用DisGeNET(http://www.disgenet.org/)数据库获得与疼痛相关的虚拟目标靶标基因，并根据此基因，与S1获得符合条件的马钱子活性化合物的靶向基因进行交集，所得的交集基因即为药物-疾病交集靶基因。S3、构建马钱子与疾病网络，以及筛选核心节点：将S1获得符合条件的马钱子活性化合物及其靶向基因、S2得到的药本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于网络药理学分析马钱子活性成分镇痛作用的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、获取马钱子的化学成分与成分作用靶点：/n以马钱子为关键词，利用BATMAN-TCM数据库检索马钱子现有活性化合物及其靶向基因，根据研究目标，设定筛选标准，获得符合条件的马钱子活性化合物及其靶向基因；/nS2、识别疾病作用靶点：/n利用DisGeNET数据库获得与疼痛相关的虚拟目标靶标基因，然后与S1获得符合条件的马钱子活性化合物的靶向基因进行交集，所得的交集基因即为药物-疾病交集靶基因；/nS3、构建马钱子与疾病网络，以及筛选核心节点：/n将S1获得符合条件的马钱子活性化合物及其靶向基因、S2得到的药物-疾病交集靶基因输入Cytoscape3.6.1软件中，利用Cytoscape3.6.1软件建立马钱子镇痛“成分-靶点-疾病”网络图，同时计算网络图中的所有节点，确定节点筛选条件，选取核心节点进行后续分析；/nS4、对核心节点进行富集分析而解析马钱子镇痛作用机制：/n利用DAVID生物分子功能注释系统，对核心节点进行GO富集和KEGG通路注释分析，预测靶点功能分布，并根据富集因子分析核心通路富集程度，解析马钱子镇痛作用机制。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于网络药理学分析马钱子活性成分镇痛作用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取马钱子的化学成分与成分作用靶点：
以马钱子为关键词，利用BATMAN-TCM数据库检索马钱子现有活性化合物及其靶向基因，根据研究目标，设定筛选标准，获得符合条件的马钱子活性化合物及其靶向基因；
S2、识别疾病作用靶点：
利用DisGeNET数据库获得与疼痛相关的虚拟目标靶标基因，然后与S1获得符合条件的马钱子活性化合物的靶向基因进行交集，所得的交集基因即为药物-疾病交集靶基因；
S3、构建马钱子与疾病网络，以及筛选核心节点：
将S1获得符合条件的马钱子活性化合物及其靶向基因、S2得到的药物-疾病交集靶基因输入Cytoscape3.6.1软件中，利用Cytoscape3.6.1软件建立马钱子镇...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓志军，郭洁文，刘若轩，
申请(专利权)人：广州市中医医院广州市中医中药研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44