基于网络药理学和分子对接分析双冬胶囊作用机制的方法及应用技术

本发明专利技术公开了基于网络药理学和分子对接分析双冬胶囊作用机制的方法及应用。通过网络药理学及分子对接研究，从分子层面探索双冬胶囊治疗糖尿病合并泌尿系感染的有效成分，用高效液相色谱串联质谱法分析有效成分，检索作用靶点，得到基因作用位点；建立“双冬胶囊

【技术实现步骤摘要】
基于网络药理学和分子对接分析双冬胶囊作用机制的方法及应用


[0001]本专利技术属于药理学及药品用途领域，具体涉及基于网络药理学和分子对接分析双冬胶囊作用机制的方法及应用。

技术介绍

[0002]糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一种以血液中葡萄糖升高为主要特征的常见糖代谢异常疾病。随着我国生活水平不断提高，糖尿病患病率从1980年的0.67％飙升至2017年的11.2％，患者数量现已超过1亿，位居世界首位。2019年重庆市疾病预防控制中心招募5669名35～75岁常住居民，统计发现糖尿病患病率达41.13％。中华医学会糖尿病学分会预计2030年糖尿病患病人数将达到1.6亿，严重影响人民群众健康。
[0003]糖尿病容易并发各种感染，细菌感染最为常见，真菌及病毒感染也易发生于血糖控制不佳的糖尿病患者。糖尿病并发感染可形成一个恶性循环，即感染导致难以控制的高血糖，而高血糖进一步加重感染。感染可诱发糖尿病急性并发症，这也是导致死亡的重要原因之一。糖尿病患者容易出现皮肤、眼睛、耳朵、呼吸道、胃肠道和泌尿道等部位的感染，其中尿路感染最为常见，并且有时可导致严重并发症，如肾盂肾炎、肾及肾周脓肿、肾乳头坏死和败血症。无症状菌尿和其他尿路感染并发症的风险亦增加。据估计，2011年美国急诊科总就诊人数的10％是由寻求各种感染治疗的糖尿病患者进行的，而其中30％的就诊是专门针对糖尿病合并泌尿系感染的。糖尿病合并泌尿系感染的病理机制较为复杂，治疗仍以抗生素为主。由于糖尿病特殊的病理生理改变以及临床上耐药菌株增多，需要针对其疾病特点开发新的治疗措施。
[0004]双冬胶囊为贵州远程制药有限责任公司的产品，由栀子、黄芪、白花蛇舌草、麦冬、苦木、冬葵果组成，具有清热通淋、益气养阴功效，临床主要用于减轻或缓解泌尿系感染下尿路症状。从中医病因病机来看，糖尿病多为阴虚内热，泌尿系感染多为湿热下注，糖尿病合并泌尿系感染则兼有阴虚内热和湿热下注。而从中药学理论来看，双冬胶囊可以发挥清热、利湿、益气、养阴的作用，有效针对疾病的根本病机进行治疗，但其作用机制尚未明确。本专利技术通过探讨双冬胶囊治疗糖尿病合并泌尿系感染的免疫学机制，进行双冬胶囊
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活性成分
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关键靶点
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疾病网络的构建，为双冬胶囊祛邪补虚的功效提供药理证据。
[0005]本专利技术以双冬胶囊为研究对象，以网络药理学和免疫学机制为切入点，从分子层面探索了双冬胶囊治疗糖尿病合并泌尿系感染的有效化合物成分及其可能的作用机制，基于高效液相色谱串联质谱法(UPLC
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MS/MS)分析双冬胶囊有效成分；于Pubchem数据库和Swiss target数据库中检索相应化合物的作用靶点，于GeneCard数据、OMIM数据库中检索疾病靶点，并将靶点的蛋白名统一转换为基因名，得到双冬胶囊与疾病共同的基因作用位点；基于活性成分和交集靶点数据建立“双冬胶囊
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活性成分
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关键靶点
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疾病”网络；构建蛋白质
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蛋白质相互作用PPI网络，筛选核心基因，进行GO功能及KEGG通路富集分析；取“双冬胶囊
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活性成分
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关键靶点
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疾病”网络度值排前5位的活性成分及PPI网络度值排前5位的靶
基因进行分子对接验证；双冬胶囊可能通过调控膀胱或尿道组织内IL
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6/JAK2/STAT3、IRS/PI3K/AKT/CXCL2及TLR4/NF
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κB/IL
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1β/IL
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18/IL
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8的信号通路表达，调节机体免疫功能，加快泌尿系感染的恢复，减少感染造成的组织损伤；为双冬胶囊治疗糖尿病合并泌尿系感染提供了实验基础，对于促进中药治疗糖尿病合并泌尿系感染的临床应用具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种基于网络药理学和分子对接分析双冬胶囊作用机制的方法。
[0007]本专利技术的另一目的是提供双冬胶囊在制备治疗糖尿病合并泌尿系感染疾病药物中的应用，以及所述方法筛选所得双冬胶囊中的活性成分在制备治疗糖尿病合并泌尿系感染疾病药物中的应用。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0009]本专利技术所述的基于网络药理学和分子对接分析双冬胶囊作用机制的方法，以网络药理学和分子对接方法，构建“双冬胶囊
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活性成分
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关键靶点
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疾病”网络，分析双冬胶囊多成分、多靶点及多途径，包括如下步骤：
[0010](1)基于高效液相色谱串联质谱法分析双冬胶囊活性成分：
[0011]采用经典高效液相色谱串联质谱法对样品进行检测，收集质谱信息，使用ThermomzValut本地数据库和ThermomzCloud在线数据库，根据二次质谱信息对物质进行鉴定分析双冬胶囊的活性成分；
[0012]所述经典高效液相色谱串联质谱法的具体检测分析如下：
[0013]①
先用去离子水将双冬胶囊充分溶解为混悬液，然后将混悬液进行干燥、研磨预处理，得药物；
[0014]②
称取10g药物置于50mL离心管中，加入10mL乙腈提取溶剂，混匀后置于水平振荡器中振荡10min，4500r/min离心5min，待净化；
[0015]③
取上清液1mL于1.5mL离心管中，涡旋1min，12000r/min高速离心10min后，使用0.22μm微孔滤膜进行过滤，得样品；
[0016]④
将样品置于高效液相色谱仪器中进行测试；
[0017](2)获取双冬胶囊的基因作用位点：
[0018]于Pubchem数据库和Swiss target数据库中检索双冬胶囊的活性成分相应化合物的作用靶点,并将靶点的蛋白名统一转换为基因名,得到双冬胶囊的基因作用位点；
[0019](3)“双冬胶囊
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活性成分
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关键靶点
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疾病”网络的构建：
[0020]①
分别以“Urinary system infection”和“Diabetes complicated with urinary tract infection”为关键词，在GeneCard数据、OMIM数据库中检索疾病靶点；将2个平台的检索结果合并去重后得到疾病的潜在靶点，并将靶点的蛋白名统一转换为基因名，得到泌尿系感染疾病靶点；
[0021]②
将双冬胶囊中的活性成分对应的靶点和泌尿系感染疾病靶点取交集，获得双冬胶囊治疗泌尿系感染的潜在靶点，并绘制韦恩图；将活性成分和交集靶点数据导入Cytoscape3.7.2软件，构建“双冬胶囊
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活性成分
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关键靶点
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疾病”的可视化网络拓扑关系图，并分析各个节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于网络药理学和分子对接分析双冬胶囊作用机制的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)基于高效液相色谱串联质谱法分析双冬胶囊活性成分：采用经典高效液相色谱串联质谱法对样品进行检测，收集质谱信息，使用ThermomzValut本地数据库和ThermomzCloud在线数据库，根据二次质谱信息对物质进行鉴定分析双冬胶囊的活性成分；(2)获取双冬胶囊的基因作用位点：于Pubchem数据库和Swiss target数据库中检索双冬胶囊的活性成分相应化合物的作用靶点，并将靶点的蛋白名统一转换为基因名，得到双冬胶囊的基因作用位点；(3)“双冬胶囊
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活性成分
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关键靶点
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疾病”网络的构建：
①
分别以“Urinary systeminfection”和“Diabetes complicated with urinary tract infection”为关键词，在GeneCard数据、OMIM数据库中检索疾病靶点；将2个平台的检索结果合并去重后得到疾病的潜在靶点，并将靶点的蛋白名统一转换为基因名，得到泌尿系感染疾病靶点；
②
将双冬胶囊中的活性成分对应的靶点和泌尿系感染疾病靶点取交集，获得双冬胶囊治疗泌尿系感染的潜在靶点，并绘制韦恩图；将活性成分和交集靶点数据导入Cytoscape3.7.2软件，构建“双冬胶囊
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活性成分
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关键靶点
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疾病”的可视化网络拓扑关系图，并分析各个节点的介数中心性、亲近中心性及度值degree；其中，degree值用于评估网络中每个节点的重要性，通过拓扑分析获得排前10位的化合物，将其作为双冬胶囊中起重要药理作用的活性成分；(4)蛋白质
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蛋白质相互作用网络(PPI)的构建及核心基因的筛选：将交集靶点导入STRING11.0数据库进行PPI网络分析，物种限定为“homo sapiens”，设置最低相互作用分值为highest confidence≥0.9；下载tsv表格并导入Cytoscape进行可视化及拓扑分析，获得各个靶点的degree值；筛选度值≥网络度值中位数2倍的节点作为核心靶基因；将核心靶点再次输入STRING中获得核心靶基因的蛋白互作网络，并通过Cytoscape软件进行可视化分析；(5)GO功能及KEGG通路的富集分析：将交集靶点导入DAVID 6.8数据库进行GO功能及KEGG通路富集分析，物种选择“homo sapiens...

【专利技术属性】
技术研发人员：程吉祥，李海松，程贞翰，王彬，刘青，王继升，穆启翔，鲍丙豪，吴军，冯隽龙，赵聪，
申请(专利权)人：贵州远程制药有限责任公司，
类型：发明
国别省市：