一种分析高良姜素抗白癜风作用机制的方法及其应用技术

本发明专利技术属于医药技术领域，涉及一种基于网络药理学及分子对接分析高良姜素抗白癜风作用机制的方法。包括以下步骤：S1、活性成分活性靶点筛选；S2、疾病候选靶点识别；S3、构建成分靶点

【技术实现步骤摘要】
一种分析高良姜素抗白癜风作用机制的方法及其应用


[0001]本专利技术涉及生物医学领域，具体的涉及基于网络药理学及分子对接分析高良姜素抗白癜风作用机制的方法的


技术介绍

[0002]白癜风是一种常见的皮肤黏膜色素脱失性疾病。在我国人群中患病率为0.1％～2.7％。全身任何部位的皮肤均可发生，但好发于易受摩擦、阳光暴晒的暴露部位以及褶皱部位，掌跖、黏膜、视网膜及毛发亦可累及。特别是颜面部、颈部、腰腹部、骶尾部、前臂伸侧及手指背部等。临床表现为皮损处皮肤颜色减退、变白。一般情况下本人无自觉症状，少数患者在发病之前或者同时，以及白斑发展时局部有轻微痒感。白癜风病程长短不一，常在暴晒、反复性搔抓和摩擦、精神创伤、急性疾病或手术等产生严重的应激状态下面积迅速扩大，也可在稳定期长期维持原状不变。白癜风的组织病理表现为表皮黑素细胞及黑素颗粒明显缺失，基底层多巴染色阳性的黑素细胞往往完全缺乏。其组织改变与黑素细胞受破坏符合。
[0003]白癜风的发病机制目前尚不清楚，近年来研究可能与遗传因素、神经精神因素、黑素细胞自毁、免疫发病学说、细胞因子因素、自由基因素、微量元素相对缺乏说等致病因素有关。白癜风的治疗过程比较长，其治疗方法目前有很多，包括药物治疗、光疗、光化学疗法、手术疗法等。随着生活水平的改善，现如今越来越多的人对于美容更加重视，白癜风虽不会为患者带来躯体的痛苦，但是影响患者的美观及人际交流，为患者带来巨大的心理影响。
[0004]高良姜素(Angelicin)为中药高良姜(Psoralea corylifolia L.)的重要组成成分之一，是从补骨脂的种子中采用常规方法分离出来，属于呋喃香豆素类天然活性成分，生物活性多种多样。药理研究显示异补骨脂素具有广泛的药理活性，植物雌激素样作用、抗骨质疏松、抗白癜风作用等。高良姜素素的分子式C
15
H
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O5，相对分子质量为270.24，结构式为；
[0005][0006]网络药理学是一门新兴学科，借助数学、计算机科学和网络科学等多学科方法，系统、科学、全面地探索药物治疗疾病的潜在分子机制。基本思想是基于疾病
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基因
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靶点
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药物相互作用网络，分析药物对疾病网络的干预与影响，帮助人们更全面地了解疾病病理基础与药物治疗作用。网络药理学具有整体性和系统性特点，可以将单个靶点或多个靶点在整个生物网络进行定位，加速药物靶点的发现和确认，从而提高新药研发效率。网络药理学
还可以对联合用药或多组分药物可能产生的不良作用进行分析，确保药物的安全性。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的在于提供一种基于网络药理学及分子对接分析高良姜素抗白癜风作用机制的方法。通过结合多个网络药理学数据库，进行大数据分析，在白癜风背景下对可能具有潜在治疗功能的高良姜素靶点进行全面筛查，发现了之前在白癜风中未被研究的ARNT、GSTP1、NOS2、PTGS2、NLRP3等关键靶点，并预测了高良姜素在白癜风发生发展中具有的调控潜力。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种分析高良姜素抗白癜风作用机制的方法，采用基于网络药理学及分子对接分析，包括以下步骤：
[0010]S1、活性成分作用靶点筛选
[0011]Pubchem数据库获取高良姜素的mol2结构，将其结果输入至swisstargetprediction数据库中获取高良姜素的作用靶点，并利用Uniport数据库中Z`
‑
score值进行靶点蛋白筛选，将获取的靶点蛋白名称转化成相应的基因名称；
[0012]S2、疾病候选靶点识别
[0013]在疾病靶标数据库Genecard和OMIM中，以“vitiligo”作为关键词检索查找白癜风候选靶点，然后与S1所得的成分作用靶点进行交集映射，获得成分
‑
疾病交集靶基因，即高良姜素抗白癜风的作用靶点；
[0014]S3、构建成分靶点
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疾病靶点网络及候选核心靶点
[0015]借助STRING平台构建高良姜素的潜在抗白癜风靶点及靶点的PPI网络图；参数设置为>0.9作为评分条件，蛋白种类选择“Homo sapiens”，并通过Cytoscape3.7.2软件的“Cytohubba”插件进行高良姜素抗白癜风核心靶点筛选；
[0016]S4、对核心靶点富集分析以探讨药物成分作用机制
[0017]借助R语言中的“ggplot2”、“clusterProfiler”、“enrichplot”和“org.Hs.eg.db”包对交集基因进行GO功能富集分析，并深入明确高良姜素中活性成分的靶点蛋白在基因功能中的作用；再次使用上述R包进行KEGG功能富集分析，深入探讨高良姜素中活性成分的靶点在通路中的作用；
[0018]S5、“成分
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靶点
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通路
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疾病”网络构建与可视化
[0019]运用Cytoscape根据S4结果构建“药物
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靶点
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通路
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疾病”可视化图形；具体应用R语言中“pathview”包将KEGG富集通路的相关靶点映射到通路图，便于进行后续分析；
[0020]S6、高良姜素抗白癜风关键靶点分子对接
[0021]利用PDB数据库查找关键蛋白的三级结构，保存为pdb格式；将结构件载入AutoDock Tools 1.5.6程序，添加原子电荷，分配原子类型，所有柔性键均默认可旋转；将步骤S1得到的mol2格式的高良姜素与pdb格式的蛋白结构使用AutodockVina在线分子对接网站进行分子对接。
[0022]根据本专利技术一种优选实施方式，S3中核心靶点筛选范围上限为拓扑数据中的最大Degree值，下限为Degree中位数。
[0023]根据本专利技术一种优选实施方式，步骤S6中分子对接的受体蛋白是步骤S3根据
degree值筛选所获取，配体分子为步骤S1中高良姜素的mol2结构，然后通过使用AutodockVina在线分子对接网站进行分子对接。
[0024]根据本专利技术一种优选实施方式，步骤S6中分子对接Vina结合能<
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4.5。
[0025]更近一步的，本专利技术还提供一种分析高良姜素抗白癜风作用机制的方法在高良姜素发挥抗白癜风作用研究机制中的应用。
[0026]本专利技术从高良姜素的化学结构出发，应用网络药理学及分子对接技术预测高良姜素康白癜风的靶点与机制；高良姜素作为抗白癜风药物及功能食品的研发提供一定的理论参考。
[0027]通过上述技术方案，本专利技术的有益效果体现在：
[0028](1)利用网络药理学技术首次构建了高良姜素抗白癜风的“药物成分
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靶点
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疾病”网络图，揭示了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分析高良姜素抗白癜风作用机制的方法，采用基于网络药理学及分子对接分析，其特征在于，包括以下步骤：S1、活性成分作用靶点筛选Pubchem数据库获取高良姜素的mol2结构，将其结果输入至swisstargetprediction数据库中获取高良姜素的作用靶点，并利用Uniport数据库中Z`
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score值进行靶点蛋白筛选，将获取的靶点蛋白名称转化成相0应的基因名称；S2、疾病候选靶点识别在疾病靶标数据库Genecard和OMIM中，以“vitiligo”作为关键词检索查找白癜风候选靶点，然后与S1所得的成分作用靶点进行交集映射，获得成分
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疾病交集靶基因，即高良姜素抗白癜风的作用靶点；S3、构建成分靶点
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疾病靶点网络及候选核心靶点借助STRING平台构建高良姜素的潜在抗白癜风靶点及靶点的PPI网络图；参数设置为>0.9作为评分条件，蛋白种类选择“Homo sapiens”，并通过Cytoscape3.7.2软件的“Cytohubba”插件进行高良姜素抗白癜风核心靶点筛选；S4、对核心靶点富集分析以探讨药物成分作用机制借助R语言中的“ggplot2”、“clusterProfiler”、“enrichplot”和“org.Hs.eg.db”包对交集基因进行GO功能富集分析，并深入明确高良姜素中活性成分的靶点蛋白在基因功能中的作用；再次使用上述R包进行KEGG功能富集分析，深入探讨高良姜素中活性成分的靶点在通路中的作用；S5、“成分...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍仕霞，闫明，祖力皮卡尔，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区维吾尔医药研究所，
类型：发明
国别省市：