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网络药理学相关文章研究套路 附TCMID,TCMSP和TCM Database@Taiwan数据库介绍

从摘要可以看到这篇文章主要内容为:获取中药化学成分与成分作用靶点→疾病作用靶点→构建中药与疾病网络→GO和KEGG富集分析→解析中药作用机制。
文章的实验流程也就是目前网络药理学相关文章的一般套路,分为以下几个步骤:

基于网络药理学的中药作用机制解析基本步骤

接下来,以这篇文章为例,来详细说明一下这些步骤中所使用到的数据库和软件,由于篇幅有限,在这篇文章中,小编会为大家提供网络药理学常用的数据库和软件的网址,进行一个基本步骤的介绍,在后续的推文中,小编会详细为大家讲解如何使用这些数据库和软件,保证大家都能学会,关注公众号,不要错过精彩内容哦。

回归正题,首先是识别中药的有效活性成分,在之前提到的文献中也就是获取白花蛇舌草(HDW)的活性成分,文中用到了以下三个中药化学成分数据库,分别是TCMID,TCMSP和TCM Database@Taiwan数据库,下面为大家附上了这三个数据库的网址和操作界面。

 

TCMID数据库(http://www.megabionet.org/tcmid/)

这个数据库偶尔会打不开,不推荐使用。
 

TCMSP数据库(http://lsp.nwu.edu.cn/)

 

TCM Database@Taiwan数据库(http://tcm.cmu.edu.tw/)

为了保证收集到的中药活性成分数据的完整性,常常会使用多个数据库的数据合并在一起进行后续分析,我们将这些成分收集完毕后,删去重复数据,得到HDW目前数据库中收录的共有69种化合物。
接下来是筛选HDW成分对应的靶点。这个步骤需要采用药效团筛选的方式对化合物的作用靶点进行预测。文中用的是PharmMapper服务器,它能基于化合物的结构对化合物与药物靶点之间可能的相互作用进行预测和分析,得到一个打分值,我们可以根据打分值的高低对潜在的靶点继续排序,选取一定数量的靶点进行后续研究。

PharmMapper数据库(http://lilab.ecust.edu.cn/pharmmapper/)

文中选取了每种化合物排名前30的靶点作为潜在靶点,将所有成分的潜在靶点收集完毕,去除重复数据,获得HDW相关的潜在作用靶点。之后是疾病靶点的获取。文中是获取了结肠癌相关的靶点,使用的是DisGeNET数据库,这个数据库收录了与疾病相关的各种基因。获取结肠癌相关靶点。

 

DisGENET数据库(http://www.disgenet.org/)

目前我们获得了HDW作用的靶点(药物靶点),结肠癌相关的基因(疾病靶点),如何说明两者的相互作用呢,还需要一个研究靶点之间相互作用的数据库——string数据库,从这里可以得到靶点之间的相互作用。

 

String数据库(https://string-db.org/)

网络是一种使复杂关系可视化的工具,目前我们已经知道了化合物与靶点之间关系,靶点与靶点之间的关系,就可以建立它们之间的关系网络了,这里我们用到了一个软件叫做Cytoscape,是一个开源的软件,可以免费下载的哦,具体的使用详见:STRING网站+Cytoscape软件制作精美蛋白互作网络图(PPI)

 

网络可视化软件Cytoscape(https://cytoscape.org/)

文中根据(1)药物-药物靶点相互关系(2)结肠癌靶点-靶点相互关系(3)药物-药物靶点-疾病靶点相互关系建立起了如下图所示的网络图:

药物-药物靶点相互关系网络图

结肠癌靶点-靶点相互关系网络图

 

药物-药物靶点-疾病靶点相互关系网络图

如何筛选网络中的核心节点呢,还要用到Cytoscape,软件可以用于计算网络中所有节点的拓扑参数,一般可以选取degree,betweenness,closeness等参数作为核心节点的筛选条件,文中选取了10个核心节点进行后续分析。

核心节点参与了哪些重要的生物过程呢,可以通过富集分析来获得,文中进行了GO富集分析和KEGG富集分析,在DAVID网站中进行。根据中药成分作用靶点调节的生物过程及与疾病相关靶点的相互作用,就可以对中药的作用机制进行解析啦。

 

DAVID(https://david.ncifcrf.gov/)

DAVID数据库内容详情可见:DAVID&Metascape:专注于基因功能注释和富集通路分析的网站
富集分析的结果还可以用Cytoscape做这样美丽的图图

也可以用R对富集分析的结果进行美化,做出这样的条形图或气泡图

好啦,今天的内容就到这里啦,在今后的推文中,小编将会详细为大家介绍常用的中药化合物数据库、靶点预测数据库、疾病靶点数据库的使用,cytoscape的使用,富集分析常用的方法等。

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