一种基于网络药理学分析β-胡萝卜素抗炎作用靶点与分子机制的方法技术

本发明专利技术涉及系统生物信息学技术领域。本发明专利技术提供了一种基于网络药理学分析β

【技术实现步骤摘要】
一种基于网络药理学分析
β
‑
胡萝卜素抗炎作用靶点与分子机制的方法


[0001]本专利技术涉及系统生物信息学
，尤其涉及一种基于网络药理学分析β
‑
胡萝卜素抗炎作用靶点与分子机制的方法。

技术介绍

[0002]炎症反应是当机体受到如微生物感染、过敏原、辐射等有害刺激后，激活免疫系统防御机制：细胞表面模式受体识别有害刺激后，激活相应的信号通路，免疫细胞释放促炎细胞因子，从而指导炎症介质的合成，白细胞激活并被招募，处理受损部位。炎症是一种天然生理性反应，可以通过吞噬病原体、坏死组织等这些局部反应来发挥作用，积极消除损害诱导因子，促进受伤组织的愈合恢复。但当机体的抗损伤能力与诱导损害因子造成的损伤严重失衡时，则会加重炎症反应，出现实质器官病变、发热、白细胞增多等全身性症状，严重的会引起全身性瀑布式炎症反应综合征，如败血症、毒血症等。传统的炎症治疗方案包括使用甾体抗炎药和非甾体抗炎药，然而，这些药物的使用可能引发多种不良反应，如胃肠道疾病、心脑血管疾病、感染甚至部分药物的耐药性。因此，寻找安全、高效、低毒、逆转耐药性的新药迫在眉睫。
[0003]近年来，天然产物的研究使得多种活性成分受到重视，其中β
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胡萝卜素的研究备受关注，其各种生理作用和功能也得到了验证。β
‑
胡萝卜素是天然的类胡萝卜素，是一种具有维生素A源活性，广泛存在于水果和蔬菜中，在杜氏盐藻、螺旋藻等藻类，以及细菌、动物体内也有存储。β
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胡萝卜素在机体内可以转化为维生素A，而维生素A能维持视觉功能和黏膜完整性、促进生长发育和调节免疫反应。另外，β
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胡萝卜素具有抗炎、抗氧化及抗肿瘤等多种药理作用。但是β
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胡萝卜素在治疗炎症的主要作用机制和相关信号通路尚不明确。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于网络药理学分析β
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胡萝卜素抗炎作用靶点与分子机制的方法，基于网络药理学的分析方法，拟通过数据挖掘与分析整合，建立β
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胡萝卜素靶标作用网络，对潜在靶标的生物功能和信息调控通路进行富集，分析β
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胡萝卜素抗炎相关的基因、分子和信号通路，并通过分子对接进一步探讨了β
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胡萝卜素的分子机制，为今后β
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胡萝卜素抗炎治疗提供重要指导及依据。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种基于网络药理学分析β
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胡萝卜素抗炎作用靶点与分子机制的方法，包括如下步骤：
[0007](1)运用在线数据库筛选β
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胡萝卜素的作用靶点；
[0008](2)在疾病数据库中查找炎症的靶点；
[0009](3)将步骤(1)和步骤(2)得到的靶点进行交集映射，获得β
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胡萝卜素抗炎的作用靶点；
[0010](4)分析步骤(3)得到的作用靶点，得到靶点蛋白互作网络关系图，筛选得到关键靶点；
[0011](5)对步骤(4)得到的关键靶点进行GO生物过程和KEGG信号通路分析，根据分析结果进行β
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胡萝卜素抗炎作用机制分析；
[0012](6)根据步骤(5)分析的结果构建“β
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胡萝卜素
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炎症”网络图；
[0013](7)将关键靶点和β
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胡萝卜素结构进行分子对接。
[0014]作为优选，步骤(1)中所述在线数据库为Swiss Target Prediction和BATMAN。
[0015]作为优选，步骤(2)中所述疾病数据库为DisGeNET、OMIM、Drug Bank和Genecards数据库。
[0016]作为优选，步骤(4)中所述关键靶点筛选时采用Cytoscape 3.9.1软件。
[0017]作为优选，步骤(5)中所述进行GO生物过程和KEGG信号通路分析时采用在线微生信平台。
[0018]作为优选，步骤(6)中所述构建“β
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胡萝卜素
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炎症”网络图时采用Cytoscape 3.9.1软件。
[0019]作为优选，步骤(6)中所述分子对接的方法为：RCSB数据库检索和下载核心目标蛋白的结构，从PubChem数据库中获取β
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胡萝卜素的三维结构，使用Discovery Studio2019软件制备获得的关键靶点和β
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胡萝卜素结构，经过去水、去配体和核心靶蛋白分子结构的氢化后，进行分子对接。
[0020]本专利技术提供了一种基于网络药理学分析β
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胡萝卜素抗炎作用靶点与分子机制的方法，包括如下步骤：筛选β
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胡萝卜素的作用靶点和炎症的靶点，进行交集映射，获得β
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胡萝卜素抗炎的作用靶点；分析作用靶点，得到靶点蛋白互作网络关系图，筛选得到关键靶点；对关键靶点进行GO生物过程和KEGG信号通路分析，根据分析结果进行β
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胡萝卜素抗炎作用机制分析，构建“β
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胡萝卜素
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炎症”网络图；将关键靶点和β
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胡萝卜素结构进行分子对接。
[0021]和现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0022]1、本专利技术所述的网络药理学在分析β
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胡萝卜素抗炎作用靶点与分子机制中的应用方法，首次采用网络药理学方法揭示β
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胡萝卜素抗炎的作用靶点，包括TNF、IL1B、LEP、PPARG、和IGF1共5个关键靶点，参与的细胞组分以膜成分为主，分子功能排名靠前的是RNA聚合酶II转录因子活性，配体激活序列特异性DNA结合、类固醇结合序列特异性DNA结合、酶结合和类固醇激素受体等，涉及的通路包括TNF信号通路，鞘磷脂信号通路和一些疾病通路。本专利技术揭示的β
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胡萝卜素抗炎靶点及通路，可为今后β
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胡萝卜素在抗炎防御及治疗提供研究基础。
[0023]2、本专利技术所述的网络药理学在分析β
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胡萝卜素抗炎作用靶点与机制中的应用方法，借助网络药理学高效、快速的特点，筛选出β
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胡萝卜素抗炎关键靶点，弥补了传统药物研究用时长、消耗大的缺点，这给其他药物疾病作用机制研究提供了新参考。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例中β
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胡萝卜素
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炎症有效作用靶点Venn图；
[0025]图2是本专利技术实施例中β
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胡萝卜素
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靶点图；
encyclopedia ofgenes and genomes，KEGG)分析，通过GO富集获得靶点基因在体内可能涉及的细胞组分(cellular comp本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于网络药理学分析β
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胡萝卜素抗炎作用靶点与分子机制的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)运用在线数据库筛选β
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胡萝卜素的作用靶点；(2)在疾病数据库中查找炎症的靶点；(3)将步骤(1)和步骤(2)得到的靶点进行交集映射，获得β
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胡萝卜素抗炎的作用靶点；(4)分析步骤(3)得到的作用靶点，得到靶点蛋白互作网络关系图，筛选得到关键靶点；(5)对步骤(4)得到的关键靶点进行GO生物过程和KEGG信号通路分析，根据分析结果进行β
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胡萝卜素抗炎作用机制分析；(6)根据步骤(5)分析的结果构建“β
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胡萝卜素
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炎症”网络图；(7)将关键靶点和β
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胡萝卜素结构进行分子对接。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述在线数据库为SwissTargetPrediction和BATMAN。3.根据权利要求2所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：章真，吴世林，张荣庆，陈静芸，杨宁，张清洋，陈冉，李坤，
申请(专利权)人：浙江清荣生物科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：