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微小RNA和伴海马硬化的内侧颞叶癫痫:人类海马全微小RNA组谱
内侧颞叶癫痫(mesial temporal lobe epilepsy,mTLE)是一种严重的以反复癫痫发作为特征的神经系统疾病.mTLE通常伴有海马神经元变性导致的海马硬化(Hippocampal sclerosis,HS),它是与mTLE患者耐药性相关的常见的形态学改变.对mTLE+HS的认识不足使其治疗复杂化.mTLE+HS的潜在病理机制可能涉及异常的基因表达调控,包括涉及微小RNA (microRNA,miRNA)的转录后网络.miRNA表达调控在包括癫痫的多种疾病中都有报道.但是,mTLE+HS的miRNA谱暂未被完全了解,需要进一步解决.在此,为了揭示miRNA的异常表达,我们关注了33例mTLE+HS患者和9具对照者尸检的海马miRNA分析.研究中,通过联合两种不同的miRNA分析方法,以及下一代测序技术和miRNA特异性实时定量聚合酶链式反应,我们显著降低了技术相关的偏移(常见的是miRNA分析数据的假阳性).这些方法结合起来明确并验证了20例癫痫患者海马中miRNA的表达改变.在mTLE+HS患者中,有19例miRNA上调,1例下调.其中9种miRNA以往没有报道与癫痫有联系,19例异常表达的miRNA可能调节与癫痫相关的靶点和通路(例如:钾离子通道,y-氨基丁酸,神经营养因子信号传导和轴突导向).研究通过明确miRNA在mTLE+HS中表达,扩展了当前对mTLE+HS中miRNA介导的基因表达调控的认知,包括9个新发现的miRNA异常表达及其可能的靶点.这些发现进一步提升了基于microRNA的生物标志物或疗法的可能性.
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基于随机森林算法的川芎成分-靶点-疾病网络的预测研究
该研究搜集KEGG数据库中小分子药物及其酶、离子通道、G蛋白、核蛋白等4类药靶数据作为训练集,建立基于随机森林法的药物-靶点相互作用模型;采用十折交叉验证评价模型精度,获得4类药靶模型的预测正确率分别为71.34％,67.08％,73.17％,67.83％.利用该模型对川芎26个化学成分进行靶点预测,并构建其成分-靶点-疾病网络,所得结果得到了较好的文献验证.该文所建模型具有较高的预测精度,可用于发现其他中药成分的潜在作用靶点.
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附子多成分作用靶点预测及网络药理学研究
目的:以常用中药附子为例,探索以中药化学成分预测其作用靶点,并构建中药多成分-多靶点网络.方法:根据1 401个美国FDA批准上市药物的分子结构及其相应靶点数据,采用随机森林法建立靶点预测模型；进而依据附子所含化学成分预测其作用靶点,并据此构建附子多成分-多靶点网络.结果:以附子的22个化学成分预测出多个作用靶点,预测结果得到文献数据印证.所建网络模型中每个化合物的平均靶点数为16.3,平均每个靶点与4.77个化合物相关联,反映出中药“多成分、多靶点”特点.结论:本方法可用于发现中药的某些潜在作用靶点.
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基于化学信息学方法预测药物靶点的研究进展
网络药理学与多向药理学等新兴学科的出现迫使科学家们重新认识与探索已有药物新的作用机制.药物靶点的预测对阐释药物分子作用机制和老药新用等领域都具有重大意义.本文结合近年来国内外多个课题组的研究成果,主要综述了当前几种基于化学信息学方法预测小分子潜在靶点的方法,包括基于配体结构特征的预测方法、基于蛋白结构特征的预测方法以及基于数据挖掘技术的预测方法,通过应用实例,说明这些方法的优势,并提出今后的发展方向.
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基于网络药理学的罗格列酮复方作用机制探讨
在新药研发及药理学研究领域,网络药理学的应用日渐广泛,方法层出不穷.本研究以罗格列酮复方为研究对象,采用3种网络药理学预测方法进行靶点预测和作用机制探讨,并比较评价3种预测方法的异同.研究发现,3种方法预测得到的结果并不相同,但钙信号转导通路在3种方法中均可预测到.经生物信息学分析发现,这条通路与糖尿病及糖尿病引起的认知障碍相关,表明钙信号转导通路是罗格列酮复方作用过程中重要的信号调节通路.本研究为该复方作用机制的进一步阐释提供了线索,同时也为实际研究中网络药理学靶点预测方法的选择和应用提供参考.
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基于网络药理学的复方柴归方超临界CO2萃取组分的抗抑郁作用机制
探讨复方柴归方超临界CO2萃取组分抗抑郁作用机制.利用TCMSP、HIT、Pharm GKB和Gene Cards等生物信息学手段对药物、疾病及其共有靶点进行预测;复方柴归方超临界CO2萃取组分干预慢性温和不可预知应激抑郁模型大鼠后收集血清和海马组织,采用酶联免疫吸附(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)法对预测的潜在靶点进行定量分析.预测结果显示,组分中已鉴定的22个化学成分共有78个潜在药物靶点;抑郁症发生及发展相关的疾病靶点共有177个;二者共有靶点14个,分别是神经递质转运体、代谢酶和受体;下丘脑-垂体-肾上腺/甲状腺/性腺轴分泌激素,免疫相关因子等.ELISA结果表明,复方柴归方超临界CO2萃取组分能够显著调节在模型组大鼠海马组织中明显降低的磷酸环磷腺苷效应原件结合蛋白水平和在血清中升高的皮质酮、白介素6水平.本研究利用网络药理学的思路对复方柴归方超临界CO2萃取组分的抗抑郁机制进行了探讨,为中药复方有效组分的研究提供了新思路和新方法.
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黄芩素通过抗氧化应激延长果蝇寿命的机制
为了探究黄芩素是否具有抗衰老作用,本研究以果蝇为模式生物,考察在自然衰老模型、过氧化氢损伤模型和百草枯损伤模型中黄芩素对雌性果蝇寿命的影响.在此基础上,采用生物信息学方法预测黄芩素发挥抗衰老活性可能作用的靶点,并对靶点进行通路富集,选择影响较大的氧化应激通路进行实验验证.结果表明,0.04和0.2 mg·mL-1黄芩素均能延长自然衰老模型中果蝇的平均寿命和高寿命,并可有效减弱由过氧化氢和百草枯引起的果蝇寿命缩短.靶点预测结果显示黄芩素可能作用于31个衰老相关靶点,并能显著影响氧化应激通路,进一步实验结果表明黄芩素可能通过降低果蝇体内活性氧(reactive oxygen species,ROS)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、氧化型谷胱甘肽(oxidized glutathione,GSSG)含量,从而减轻氧化应激水平,延缓衰老.
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基于网络药理学探讨阿帕替尼治疗乳腺癌的作用机制
目的 探讨抗癌新药阿帕替尼治疗乳腺癌的潜在作用靶点和作用机制.方法 研究采用PharmMapper反向分子对接技术结合生物信息学分析,预测阿帕替尼的潜在作用靶点,并采用分子对接软件Autodock 4.0将预测得到的蛋白靶点与阿帕替尼进行分子对接分析,研究阿帕替尼化合物与靶蛋白的相互作用.结果 研究发现,4个蛋白Cell division protein kinase 2、GT-Pase HRas、NONE和CytochromeP450 2C9可能是阿帕替尼治疗乳腺癌的潜在重要作用靶点.阿帕替尼与这4个蛋白靶点之间有较稳定的氢键结合,并且具有较低的结合自由能,结合稳定.结论 阿帕替尼可能通过调控Cell division protein kinase 2、GTPase HRas、NONE和CytochromeP450 2C9的功能或生物作用来参与乳腺癌的治疗.本实验为阿帕替尼治疗乳腺癌的作用机制的深入探讨提供了理论依据和线索.
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基于网络药理学的"白鲜皮-地肤子"药对治疗湿疹作用机制研究
目的:基于网络药理学,探讨"白鲜皮-地肤子"药对治疗湿疹的作用机制.方法:本研究依托中药系统药理学数据库和分析平台,筛选出"白鲜皮-地肤子"药对的21个化合物并预测靶点,通过治疗靶点数据库、遗传关联数据库预测治疗湿疹的靶点,并通过STRING数据库构建蛋白互作网络;采用Cytoscape软件构建"白鲜皮-地肤子"药对的化合物-预测靶点网络、与湿疹相关的化合物-潜在靶点网络.结果:与湿疹相关的化合物-潜在靶点网络共包含17个靶点,涉及视黄酸受体RXR-α(RXRA)、核受体共激活因子2(NCOA2)、雄激素受体(AR)、转录因子p65(RELA)及肿瘤坏死因子(TNF)等.结论:本研究结果验证和预测了"白鲜皮-地肤子"药对治疗湿疹的作用机制,并为进一步深入揭示其作用机制提供了科学依据.
关键词： 网络药理学 "白鲜皮-地肤子"药对 湿疹 靶点预测 蛋白互作网络 -
基于网络药理学的二陈汤治疗冠心病分子机制研究
目的 应用网络药理学研究二陈汤治疗冠心病的作用靶点、代谢物、信号通路等,从而揭示其从痰瘀论治冠心病的分子机制.方法 应用中药系统药理学技术平台(TCMSP)、中药潜在靶点数据库(TCM-PTD)、中药综合数据库(TCMID),找到二陈汤的主要成分,并通过ChemMapper数据库进行靶点预测,筛选成分靶点.通过TTD、Drugbank、DisGeNET数据库进行检索,获得冠心病相关的疾病靶点.将疾病靶点与药物靶点进行交集,筛选得到疾病-药物成分共同靶蛋白.应用STRING平台构建蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络模型.应用MetaboAnalyst数据库将上述筛选出成分进行代谢物分析,筛选出主要代谢物.采用Cytoscape的MetSc印e及ClueGO插件分别分析二陈汤治疗冠心病相关靶点的基因功能及代谢通路,构建二陈汤主要药物成分-代谢物-靶点-信号通路拓扑网络.结果 经数据库分析共筛选出二陈汤的8种主要成分及与冠心病相关的靶点56个,同时筛选出与二陈汤主要成分相关的代谢物13个及相关信号通路13个;在此基础上构建了二陈汤的成分-靶点、成分-冠心病靶点及相关代谢及信号通路的共表达网络,发现二陈汤可能通过保护血管内皮、抗氧化应激、抗炎修复等多靶点、多途径发挥对冠心病的治疗作用.结论 从多角度探索了二陈汤从痰瘀论治冠心病的潜在分子机制,揭示了二陈汤的药理作用,为其后续临床疗效评价指标的筛选提供了研究方向.
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基于网络药理学的菊花舒心片治疗冠心病稳定型心绞痛的作用靶点预测
目的：基于网络药理学预测菊花舒心片治疗冠心病稳定型心绞痛的作用靶点。方法综合利用 Drugbank 数据库、Therapeutic Target Database数据库及 idTarget服务器的数据信息,Cytoscape3.2.1软件、ClueGO 软件的分析功能,构建稳定型心绞痛的分子生物网络、菊花舒心片的成分靶点网络及菊花舒心片成分稳定型心绞痛靶点网络,从多个角度探索菊花舒心片治疗稳定型心绞痛潜在的分子机制。结果菊花舒心片可直接作用于12个稳定型心绞痛靶点及83个与稳定型心绞痛相关的靶点,这些靶点可通过抗氧化损伤、改善内皮功能、抗炎等发挥对心血管系统的保护作用。结论菊花舒心片可通过多靶点、多途径,直接或间接的发挥对稳定型心绞痛的治疗作用。
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基于网络药理学预测降酸除痹方治疗痛风作用靶点与通路
目的 基于网络药理学方法预测降酸除痹方治疗痛风性关节炎作用靶点与通路.方法 采用Therapeutic Targets数据库,Genetic Association数据库,Traditional Chinese M edicine Systems Pharmacology数据库获得痛风性关节炎靶点以及降酸除痹方药物靶点,采用Uniprot数据库转换信息,采用Cytoscape3.2.1软件包括Bisogene插件,Merge插件,Cyto NCA插件构建网络,后通过DAVID数据库和Omicshare数据库做通路分析和结果可视化.结果 降酸除痹方作用于痛风性关节炎有核心靶点蛋白295个,而这些蛋白主要富集在EB病毒感染,癌症,病毒致癌,PI3K-Akt通路,MAPK通路等多条通路,与痛风的治疗均有密切的联系.结论 降酸除痹方治疗痛风性关节炎从多靶点、多通路发挥作用.
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中药网络药理学药效成分筛选与靶标预测的研究进展
药效成分筛选与靶标预测是中药网络药理学研究的核心内容之一,本文就现阶段常用的网络药理学分析服务器、中药化学成分数据库、靶标预测技术等数据平台的使用方法、细节要点进行对比分析,并对其在中药网络药理学研究中的应用现状进行综述,以供研究人员参考.
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分子对接虚拟筛选蟾毒灵结合蛋白
目的 预测抗肿瘤活性成分蟾毒灵的结合蛋白.方法 采用分子对接方法 搜索结合蛋白,部分高分值靶标进行单独分子对接确证,并与已报道药理活性进行比较.结果 计算机搜索13个蛋白与蟾毒灵发生分子对接,验证分析显示二氢叶酸还原酶、PARP具有较高可信度.结论 二氢叶酸还原酶、PARP可能是蟾毒灵发挥抗肿瘤、抗炎活性的2个结合蛋白.
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黄芪-丹参药对活性成分网络药理学研究
目的:采用网络药理学方法对黄芪-丹参药对的主要活性成分的作用机制进行分析,探讨其多成分、多靶点、多通路的相关关系.方法:首先将黄芪-丹参药对中14个主要活性成分(黄芪甲苷、芒柄花苷、芒柄花素、毛蕊异黄酮、异鼠李素、丹酚酸B、紫草酸、迷迭香酸、丹参素、原儿茶醛、丹参酮ⅡA、二氢丹参酮Ⅰ、丹参酮Ⅰ、隐丹参酮)依据PharmMapper数据库构建多成分-蛋白网络;然后采用MAS和KEGG数据库获得靶蛋白的作用通路;后,采用Cytoscape软件建立黄芪-丹参药对成分-靶点-通路网络模型.结果:黄芪-丹参药对中的14个效应成分涉及63个靶点蛋白和69条作用通路.预测结果得到文献印证.网络模型中每个靶点蛋白、每条作用通路出现的平均频次分别为8.31次、7.62次,每个效应成分的平均靶点蛋白数、平均作用通路数分别为4.57、4.93.结论:为深入研究黄芪-丹参药对的药效作用及其机制提供参考.
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藏药三果汤防治高原红细胞增多症作用机制的网络药理学研究
目的:本研究运用网络药理学方法研究藏药三果汤防治高原红细胞增多症(HAPC)作用机制,旨在探索性研究藏医药治疗特色病种多维研究方法,并对临床用药提供科学理论依据.方法:利用TCMSP数据库筛选出三果汤复方化合物中的有效成分群,针对HAPC机制,通过PharmMapper服务器进行靶点的预测分析.将得到的潜在靶点导入MAS3.0数据库进行靶点注释与分析,后结合KEGG数据库进行通路分析.结果:共预测得到三果汤潜在靶点193个和70条信号通路,其中有24个靶点和25条通路与HAPC有关.结论:实验结果表明,三果汤多元酚、黄酮类和萜类等成分可能通过参与细胞增殖、氧化反应、内分泌代谢、炎症反应等过程,增强机体免疫功能及低氧应激能力,从而多靶点、多通路协同发挥抗HAPC的作用.
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糖尿病肾病相关miR-130b-3p靶点的生物信息学预测
目的:预测miR-130b-3p靶基因,并对靶基因的分子功能、生物学进程和信号通路进行富集分析,为深入研究糖尿病肾病相关miR-130b-3p的靶基因功能提供理论基础.方法:通过NCBI和miRbase数据库检索基因.应用Vector NTI软件进行miR-130b-3p序列分析,应用TargetScan,picTar,RNA22,PITA和miRanda软件预测靶基因,通过DAVID和KEGG数据库进行靶基因功能与信号通路富集分析.结果:已知成熟的不同物种miR-130b-3p核酸序列高度保守.靶基因主要富集在核质和细胞溶质,分子功能主要富集在蛋白绑定和转录因子激活.经典的miR-130b-3p靶基因集合明显富集于KEGG数据库中的TGF-β、AMPK和内吞作用等7个信号转导通路.疾病富集分析与糖尿病高度相关.结论:成功预测miR-130b-3p靶基因,部分靶基因参与的功能及信号通路与糖尿病肾病发生发展过程密切相关.
关键词： miR-130b-3p 糖尿病肾病 靶点预测 信号通路 富集分析
