一種分析高良姜素抗白癜風(fēng)作用機(jī)制的方法及其應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及分子對接分析高良姜素抗白癜風(fēng)作用機(jī)制的方法。包括以下步驟：S1、活性成分活性靶點篩選；S2、疾病候選靶點識別；S3、構(gòu)建成分靶點

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種分析高良姜素抗白癜風(fēng)作用機(jī)制的方法及其應(yīng)用


[0001]本專利技術(shù)涉及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，具體的涉及基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及分子對接分析高良姜素抗白癜風(fēng)作用機(jī)制的方法的


技術(shù)介紹

[0002]白癜風(fēng)是一種常見的皮膚黏膜色素脫失性疾病。在我國人群中患病率為0.1％～2.7％。全身任何部位的皮膚均可發(fā)生，但好發(fā)于易受摩擦、陽光暴曬的暴露部位以及褶皺部位，掌跖、黏膜、視網(wǎng)膜及毛發(fā)亦可累及。特別是顏面部、頸部、腰腹部、骶尾部、前臂伸側(cè)及手指背部等。臨床表現(xiàn)為皮損處皮膚顏色減退、變白。一般情況下本人無自覺癥狀，少數(shù)患者在發(fā)病之前或者同時，以及白斑發(fā)展時局部有輕微癢感。白癜風(fēng)病程長短不一，常在暴曬、反復(fù)性搔抓和摩擦、精神創(chuàng)傷、急性疾病或手術(shù)等產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)激狀態(tài)下面積迅速擴(kuò)大，也可在穩(wěn)定期長期維持原狀不變。白癜風(fēng)的組織病理表現(xiàn)為表皮黑素細(xì)胞及黑素顆粒明顯缺失，基底層多巴染色陽性的黑素細(xì)胞往往完全缺乏。其組織改變與黑素細(xì)胞受破壞符合。
[0003]白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制目前尚不清楚，近年來研究可能與遺傳因素、神經(jīng)精神因素、黑素細(xì)胞自毀、免疫發(fā)病學(xué)說、細(xì)胞因子因素、自由基因素、微量元素相對缺乏說等致病因素有關(guān)。白癜風(fēng)的治療過程比較長，其治療方法目前有很多，包括藥物治療、光療、光化學(xué)療法、手術(shù)療法等。隨著生活水平的改善，現(xiàn)如今越來越多的人對于美容更加重視，白癜風(fēng)雖不會為患者帶來軀體的痛苦，但是影響患者的美觀及人際交流，為患者帶來巨大的心理影響。
[0004]高良姜素(Angelicin)為中藥高良姜(Psoralea corylifolia L.)的重要組成成分之一，是從補(bǔ)骨脂的種子中采用常規(guī)方法分離出來，屬于呋喃香豆素類天然活性成分，生物活性多種多樣。藥理研究顯示異補(bǔ)骨脂素具有廣泛的藥理活性，植物雌激素樣作用、抗骨質(zhì)疏松、抗白癜風(fēng)作用等。高良姜素素的分子式C
15
H
10
O5，相對分子質(zhì)量為270.24，結(jié)構(gòu)式為；
[0005][0006]網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是一門新興學(xué)科，借助數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和網(wǎng)絡(luò)科學(xué)等多學(xué)科方法，系統(tǒng)、科學(xué)、全面地探索藥物治療疾病的潛在分子機(jī)制。基本思想是基于疾病
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基因
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靶點
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藥物相互作用網(wǎng)絡(luò)，分析藥物對疾病網(wǎng)絡(luò)的干預(yù)與影響，幫助人們更全面地了解疾病病理基礎(chǔ)與藥物治療作用。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)具有整體性和系統(tǒng)性特點，可以將單個靶點或多個靶點在整個生物網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定位，加速藥物靶點的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)，從而提高新藥研發(fā)效率。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)
還可以對聯(lián)合用藥或多組分藥物可能產(chǎn)生的不良作用進(jìn)行分析，確保藥物的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0007]本專利技術(shù)目的在于提供一種基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及分子對接分析高良姜素抗白癜風(fēng)作用機(jī)制的方法。通過結(jié)合多個網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，在白癜風(fēng)背景下對可能具有潛在治療功能的高良姜素靶點進(jìn)行全面篩查，發(fā)現(xiàn)了之前在白癜風(fēng)中未被研究的ARNT、GSTP1、NOS2、PTGS2、NLRP3等關(guān)鍵靶點，并預(yù)測了高良姜素在白癜風(fēng)發(fā)生發(fā)展中具有的調(diào)控潛力。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
[0009]本專利技術(shù)提供一種分析高良姜素抗白癜風(fēng)作用機(jī)制的方法，采用基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及分子對接分析，包括以下步驟：
[0010]S1、活性成分作用靶點篩選
[0011]Pubchem數(shù)據(jù)庫獲取高良姜素的mol2結(jié)構(gòu)，將其結(jié)果輸入至swisstargetprediction數(shù)據(jù)庫中獲取高良姜素的作用靶點，并利用Uniport數(shù)據(jù)庫中Z`
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score值進(jìn)行靶點蛋白篩選，將獲取的靶點蛋白名稱轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的基因名稱；
[0012]S2、疾病候選靶點識別
[0013]在疾病靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫Genecard和OMIM中，以“vitiligo”作為關(guān)鍵詞檢索查找白癜風(fēng)候選靶點，然后與S1所得的成分作用靶點進(jìn)行交集映射，獲得成分
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疾病交集靶基因，即高良姜素抗白癜風(fēng)的作用靶點；
[0014]S3、構(gòu)建成分靶點
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疾病靶點網(wǎng)絡(luò)及候選核心靶點
[0015]借助STRING平臺構(gòu)建高良姜素的潛在抗白癜風(fēng)靶點及靶點的PPI網(wǎng)絡(luò)圖；參數(shù)設(shè)置為>0.9作為評分條件，蛋白種類選擇“Homo sapiens”，并通過Cytoscape3.7.2軟件的“Cytohubba”插件進(jìn)行高良姜素抗白癜風(fēng)核心靶點篩選；
[0016]S4、對核心靶點富集分析以探討藥物成分作用機(jī)制
[0017]借助R語言中的“ggplot2”、“clusterProfiler”、“enrichplot”和“org.Hs.eg.db”包對交集基因進(jìn)行GO功能富集分析，并深入明確高良姜素中活性成分的靶點蛋白在基因功能中的作用；再次使用上述R包進(jìn)行KEGG功能富集分析，深入探討高良姜素中活性成分的靶點在通路中的作用；
[0018]S5、“成分
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靶點
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通路
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疾病”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與可視化
[0019]運(yùn)用Cytoscape根據(jù)S4結(jié)果構(gòu)建“藥物
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靶點
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通路
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疾病”可視化圖形；具體應(yīng)用R語言中“pathview”包將KEGG富集通路的相關(guān)靶點映射到通路圖，便于進(jìn)行后續(xù)分析；
[0020]S6、高良姜素抗白癜風(fēng)關(guān)鍵靶點分子對接
[0021]利用PDB數(shù)據(jù)庫查找關(guān)鍵蛋白的三級結(jié)構(gòu)，保存為pdb格式；將結(jié)構(gòu)件載入AutoDock Tools 1.5.6程序，添加原子電荷，分配原子類型，所有柔性鍵均默認(rèn)可旋轉(zhuǎn)；將步驟S1得到的mol2格式的高良姜素與pdb格式的蛋白結(jié)構(gòu)使用AutodockVina在線分子對接網(wǎng)站進(jìn)行分子對接。
[0022]根據(jù)本專利技術(shù)一種優(yōu)選實施方式，S3中核心靶點篩選范圍上限為拓?fù)鋽?shù)據(jù)中的最大Degree值，下限為Degree中位數(shù)。
[0023]根據(jù)本專利技術(shù)一種優(yōu)選實施方式，步驟S6中分子對接的受體蛋白是步驟S3根據(jù)
degree值篩選所獲取，配體分子為步驟S1中高良姜素的mol2結(jié)構(gòu)，然后通過使用AutodockVina在線分子對接網(wǎng)站進(jìn)行分子對接。
[0024]根據(jù)本專利技術(shù)一種優(yōu)選實施方式，步驟S6中分子對接Vina結(jié)合能<
?
4.5。
[0025]更近一步的，本專利技術(shù)還提供一種分析高良姜素抗白癜風(fēng)作用機(jī)制的方法在高良姜素發(fā)揮抗白癜風(fēng)作用研究機(jī)制中的應(yīng)用。
[0026]本專利技術(shù)從高良姜素的化學(xué)結(jié)構(gòu)出發(fā)，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及分子對接技術(shù)預(yù)測高良姜素康白癜風(fēng)的靶點與機(jī)制；高良姜素作為抗白癜風(fēng)藥物及功能食品的研發(fā)提供一定的理論參考。
[0027]通過上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)的有益效果體現(xiàn)在：
[0028](1)利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)首次構(gòu)建了高良姜素抗白癜風(fēng)的“藥物成分
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靶點
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疾病”網(wǎng)絡(luò)圖，揭示了本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種分析高良姜素抗白癜風(fēng)作用機(jī)制的方法，采用基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及分子對接分析，其特征在于，包括以下步驟：S1、活性成分作用靶點篩選Pubchem數(shù)據(jù)庫獲取高良姜素的mol2結(jié)構(gòu)，將其結(jié)果輸入至swisstargetprediction數(shù)據(jù)庫中獲取高良姜素的作用靶點，并利用Uniport數(shù)據(jù)庫中Z`
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score值進(jìn)行靶點蛋白篩選，將獲取的靶點蛋白名稱轉(zhuǎn)化成相0應(yīng)的基因名稱；S2、疾病候選靶點識別在疾病靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫Genecard和OMIM中，以“vitiligo”作為關(guān)鍵詞檢索查找白癜風(fēng)候選靶點，然后與S1所得的成分作用靶點進(jìn)行交集映射，獲得成分
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疾病交集靶基因，即高良姜素抗白癜風(fēng)的作用靶點；S3、構(gòu)建成分靶點
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疾病靶點網(wǎng)絡(luò)及候選核心靶點借助STRING平臺構(gòu)建高良姜素的潛在抗白癜風(fēng)靶點及靶點的PPI網(wǎng)絡(luò)圖；參數(shù)設(shè)置為>0.9作為評分條件，蛋白種類選擇“Homo sapiens”，并通過Cytoscape3.7.2軟件的“Cytohubba”插件進(jìn)行高良姜素抗白癜風(fēng)核心靶點篩選；S4、對核心靶點富集分析以探討藥物成分作用機(jī)制借助R語言中的“ggplot2”、“clusterProfiler”、“enrichplot”和“org.Hs.eg.db”包對交集基因進(jìn)行GO功能富集分析，并深入明確高良姜素中活性成分的靶點蛋白在基因功能中的作用；再次使用上述R包進(jìn)行KEGG功能富集分析，深入探討高良姜素中活性成分的靶點在通路中的作用；S5、“成分...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：霍仕霞，閆明，祖力皮卡爾，
申請(專利權(quán))人：新疆維吾爾自治區(qū)維吾爾醫(yī)藥研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：