一种基于网络药理及分子对接技术分析药物作用机制的方法技术

本发明专利技术属于生物医学领域，涉及一种基于网络药理及分子对接技术分析药物作用机制的方法。本发明专利技术通过在线数据库挖掘筛选得到颗粒剂的主要活性成分的潜在作用靶点以及慢性萎缩性胃炎相关疾病靶点。筛选得到颗粒剂与疾病的交集基因，构建“疾病

【技术实现步骤摘要】
一种基于网络药理及分子对接技术分析药物作用机制的方法


[0001]本专利技术涉及医药
，具体涉一种基于网络药理及分子对接技术分析药物作用机制的方法。

技术介绍

[0002]对于中药CAG的相关机制尚未深入研究，针对中药颗粒剂，一般通过动物实验或体外实验等方法确定其有效性，但是此方法受到动物与人体之间的生理和代谢机制存在差异性等问题影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于种基于网络药理及分子对接技术，分析药物作用机制的方法，从而确定药物有效性。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种基于网络药理及分子对接技术分析药物作用机制的方法，其步骤为：
[0006](1)对药物成分进行检索筛选，得到药物活性成分；具体方法为；运用中药系统药理学数据库和分析平台TCMSP以OB≥30％，DL≥0.18为标准，搜集药物成分的活性化合物。
[0007](2)预测药物活性成分并搜集疾病作用靶点；具体方法为；通过TCMSP数据库对药物主要活性成分的潜在靶点进行预测，将所得到的靶标信息通过Uniprot数据库转化为基因名，以此药物的活性成分靶点，以chronic atrophic gastritis为关键词在GeneCards数据库搜集相关靶点，将活性成分靶点与疾病靶点绘制韦恩图取交集，得到药物治疗疾病的潜在靶点。
[0008](3)构建“疾病
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中药
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主要成分
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关键靶点基因”网络图；具体方法为；将得到的有效靶点、活性成分和疾病靶点信息导入到Cytoscape 3.9.1软件以此构建网络图来阐述药物治疗疾病的有效机制。
[0009](4)构建蛋白互作PPI网络；具体方法为；在STRING数据库中检索药物治疗疾病潜在的100个靶点，选择Multiple proteins数据分析模式，限制物种“Homo sapiens”，将得到的TSV文件导入Cytoscape 3.9.1软件中进行PPI网络的构建和拓扑学分析。
[0010](5)分析关键靶标GO富集与KEGG富集；具体方法为；将有效靶点导入到Metascape数据分析平台，限制物种Homo sapiens，P<0.01，进行GO功能富集分析以及KEGG通路富集分析，将得到的参与过程和作用通路利用微生信平台进行三合一柱状图和富集气泡图的可视化分析。
[0011](6)分子对接，判断有效性：
[0012]取PPI网络分析结果中Degree度值排名靠前的关键靶点导入PDB数据库，下载得到受体蛋白；取“疾病
‑
中药
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主要成分
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关键靶点基因”的网络图中Degree值排名靠前的关键靶点作为配体分子；利用PyMOL 1.9软件对蛋白结构和配体分子进行前处理，再通过Autodock Vina软件进行分子对接验证并将得到的结果利用PyMOL 1.9软件进行可视化处
理；
[0013]在分子对接过程，当结合能大于0时，证明二者不能够自发地进行结合，认为药物的活性成分无法对疾病产生有效作用；当结合能低于0时，证明二者之间能够自发进行结合，当结合能≤
‑
5.0kcal/mol，表示两者之间具有较好的结合能力；对接过程中产生的能量越低，证明对接的效果越好，认为药物的活性成分能够有效作用于疾病靶点。
[0014]所述的药物为治疗慢性萎缩性胃炎的夏苍和胃颗粒剂，组成成分包括半夏、苍术、陈皮、党参、佛手、甘草、干姜、厚朴、黄连、黄芩、麦芽、木香、旋覆花。
[0015]本专利技术创造的有益效果是：本专利技术分析方法可作为具有“多成分、多途径、多靶点”特征的中药复方治疗疾病的一种方法，来阐述复方配伍规律、活性化合物基础以及整体作用机制等，为研究药物治疗CAG提供了可靠的现实依据和理论基础。
附图说明
[0016]图1为“疾病基因
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中药靶标基因”韦恩图；
[0017]图2为“疾病
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中药
‑
主要成分
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关键靶点基因”网络图；
[0018]图3为夏苍和胃颗粒剂治疗CAG蛋白相互作用的PPI网络图；
[0019]图4为夏苍和胃颗粒剂治疗CAG靶点GO富集分析；
[0020]图5为夏苍和胃颗粒剂治疗CAG靶点KEGG通路分析；
[0021]图6为主要活性成分与关键靶点分子对接图。
具体实施方式
[0022]下面通过具体实例对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0023]实施例1：
[0024]1.夏苍和胃颗粒剂活性成分筛选
[0025]运用中药系统药理学数据库和分析平台TCMSP对夏苍和胃颗粒剂的主要组成成分，包括半夏、苍术、陈皮、党参、佛手、甘草、干姜、厚朴、黄连、黄芩、麦芽、木香、旋覆花13味中药，以OB≥30％，DL≥0.18为标准筛选得到夏苍和胃颗粒剂的主要活性成分。删除重复值得到活性成分共217种、靶点275个，如表1所示。
[0026]表1中药潜在活性成分及药物靶标统计
[0027]中药名称活性成分(个)靶点数目(个)半夏13172苍术965陈皮586党参21204佛手540甘草921601干姜551厚朴231黄连14265黄芩36459
麦芽18165木香641旋覆花19418
[0028]2.疾病靶点的搜集以及共同靶点的筛选。
[0029]以“chronic atrophic gastritis”为关键词在GeneCards数据库进行检索，得到夏苍和胃颗粒剂治疗CAG的有效靶点818种。将到夏苍和胃颗粒剂有效成分的靶标基因和CAG的疾病靶点通过绘制韦恩图的方式取交集，得到100个交集靶点，如图1所示。
[0030]3.“疾病
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中药
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主要成分
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关键靶点基因”的网络图构建
[0031]去除颗粒剂中不包含交集基因的化学成分后，筛选得到相关的活性成分202种，将相关活性成分、交集靶点、颗粒剂组成成分、CAG导入到Cytoscape 3.9.1软件进行“疾病
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中药
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主要成分
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关键靶点基因”网络关系的分析和可视化，如图2所示。图中菱形代表100个共同靶点、三角形代表13味中药、圆形代表活性成分、八边形代表共有成分。利用Tools工具对网络进行拓扑分析，对活性成分degree数值的大小进行排序，排名前5的活性成分分别为N1槲皮素、J1木犀草素、O1山奈酚、B1β
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谷甾醇、A1汉黄芩素。
[0032]4.PPI网络构建
[0033]将100个药物
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疾病共同靶点导入到STRING数据库，选择Multiple proteins数据分析模式，限制物种Homo sapiens，将得到的网络关系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
Vina软件进行分子对接验证并将得到的结果利用PyMOL 1.9软件进行可视化处理；在分子对接过程，当结合能大于0时，证明二者不能够自发地进行结合，认为药物的活性成分无法对疾病产生有效作用；当结合能低于0时，证明二者之...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣怡，王晓，吕晶，张丽平，刘彬，项峥，王新，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：