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基于網絡藥理學的研究思路和方法

時間:2019-07-30 07:28來源:生信自學網 作者:樂偉 點擊:
該研究基于中藥系統藥理學技術平臺、蛋白數據庫和String 數據庫,分別獲取茵陳五苓散中化學成分,及其對應靶點、疾病并構建化合物-靶點,靶點-疾病網絡,蛋白相互作用網絡,通過
基于網絡藥理學的茵陳五苓散作用機制分析
該研究基于中藥系統藥理學技術平臺、蛋白數據庫和String 數據庫,分別獲取茵陳五苓散中化學成分,及其對應靶點、疾病并構建化合物-靶點,靶點-疾病網絡,蛋白相互作用網絡,通過生物學信息注釋數據庫( DAVID) 注釋數據庫對靶點進行基因本體生物學過程( gene ontology biology process,GO-BP) 富集分析及基因組百科全書( Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG) 通路分析。

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《中藥復方網絡藥理學》

網絡藥理學( network pharmacology) 是當前中藥學科的研究前沿,其融合了系統生物學和多向藥理學的思想,通過構建藥物-靶點-疾病之間的復雜網絡分析藥物的作用機制,使藥理研究由傳統尋找單一靶點轉向綜合網絡分析。同時,通過網絡藥理學分析可發現,在不同發展階段的同一疾病,由不同的功能基因或功能蛋白調控; 而部分功能蛋白可在多個疾病中起中樞( Hub) 調控作用,與中醫藥理論的“同病異治”和“異病同治”相似。而中藥復方所含化學成分較復雜和藥理作用具有多靶點多層次的特點,與網絡藥理學具有天然的兼容性。網絡藥理學能夠從整體性分析和闡述中藥復方的作用機理,有利于推動中藥復方的深入研究和擴大臨床適應癥的發展。
 
文章通過網絡藥理學的方法,系統性分析茵陳五苓散多成分、多靶點與多疾病之間的復雜關系,從系統生物學整體水平闡釋其藥理機制,并詮釋茵陳五苓散的可能的新適應癥,為茵陳五苓散復方開發提供全新的理論基礎。

1 材料與方法
1. 1 篩選茵陳五苓散的化學成分本研究采用中藥系統藥理學技術平臺( TCMSP ) ( http://lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php) 檢索茵陳五苓散中茵陳、白術、桂枝、澤瀉、茯苓、豬苓的所有化學成分,共搜集了878 個化合物,其中茵陳106 個,白術110 個,桂枝440 個,澤瀉92 個,茯苓68 個,豬苓62 個。再根據所有化合物的口服生物利用度( 0B) 和類藥性( DL) 進行評估,得到符合條件的候選化合物。

1. 2 預測靶點和疾病基于TCMSP 數據庫,將茵陳五苓散中的有效化合物逐一配對潛在靶點。同時使用蛋白質數據庫( Uniprot Database,https://www.uniprot.org/) ,篩選出物種為“人”的靶點,從而獲得與候選化合物相關的靶點蛋白信息。同時在TCMSP 數據庫中篩選靶點靶點對應的疾病。

1. 3 構建化合物-靶點網絡、靶點-疾病網絡和PPI
網絡通過Cytoscape3.5.1軟件,將茵陳五苓散的候選化合物和相關靶點蛋白,靶點蛋白和相關疾病進行構建化合物-靶點網絡以及靶點-疾病網絡,以探討茵陳五苓散的藥理學作用機制。并且利用string 數據庫將靶點蛋白所對應的基因構建PPI 網絡并通過Cytoscape 軟件中的Cytohubba 插件獲取度值為前11 的Hub 蛋白。

1. 4 分析GO-BP 富集和KEGG 通路富集本研究
采用David6.7數據庫( https://david.ncifcrf.gov/)對靶點蛋白進行GO-BP 富集分析和KEGG 通路富集分析。以“P<0.01,基因數> 6”或“P<0.01,基因數> 8”作為條件進行篩選,得到茵陳五苓散靶點主要的生物功能及藥理作用機制中可能性較大的通路,并且利用R軟件對GO-BP富集分析中的GO條目和KEGG 通路富集分析的通路繪制條形圖。

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責任編輯:樂偉
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