【网药标准分析流程】
1 数据收集与处理
这是整个研究的基石,目标是分别获取药物的活性成分靶点和疾病的相关靶点。
①中药活性成分筛选
主要数据库:首选 TCMSP (中药系统药理学数据库),也可以结合 TCMID 、BATMAN-TCM 、HERB 等数据库进行补充,以确保成分的全面性。
筛选标准:通常采用口服生物利用度(OB)≥ 30% 和类药性(DL)≥ 0.18作为初步筛选标准。
实操技巧:在TCMSP中筛选出成分后,需要去 PubChem 数据库搜索每个成分的分子式或名称,获取其 SMILES (化学结构信息),这是后续靶点预测的关键。
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②药物靶点预测
预测工具:将上一步获取的SMILES信息输入到靶点预测数据库中,常用的是 SwissTargetPrediction ,它对小分子化合物的靶点预测很准。也可以结合 PharmMapper 、STITCH 等工具进行交叉验证。
数据整理:不同数据库的预测结果可能有差异,建议取多个数据库预测结果的交集,以提高靶点的可靠性。预测后得到的靶点名称需要统一,可以使用 UniProt 数据库将蛋白名标准化为基因名。
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③疾病相关靶点获取
主要数据库:在 GeneCards 、OMIM 、DisGeNET 等数据库中搜索目标疾病,获取与该疾病相关的基因靶点。
实操技巧:为了尽可能全面地获取疾病靶点,建议同时使用多个数据库检索,然后合并结果。
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2核心靶点筛选与网络构建
这一步是将药物靶点和疾病靶点进行匹配,并构建可视化网络来筛选核心靶点。
①获取交集靶点
将药物活性成分的靶点与疾病相关靶点取交集,得到的基因就是药物干预该疾病的潜在核心靶点。可以使用在线工具如jvenn来绘制 韦恩图 ,直观展示交集情况。
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②构建药物-活性成分-靶点网络
在 Cytoscape 中构建药物-活性成分-靶基因关系网络。
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③网络可视化
将交集靶点导入 STRING数据库 ,构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络。设置置信度(confidence score)中等,然后导出网络数据(通常是tsv格式)。将STRING导出的数据导入 Cytoscape 软件进行可视化。
④筛选核心靶点
PPI网络导入Cytoscape软件使其可视化,然后利用CytoNCA插件分析初步的网络拓扑参数:Degree、紧密度(Closeness centrality,CC)和介度(Betweenness centrality,BC) 3个参数值。其中“度值”(Degree)是最重要的指标之一,代表一个节点(靶点)与其他节点的连接数。度值越高的靶点,在网络中越核心,通常作为后续研究的关键基因。
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3富集分析与机制预测
使用DAVID、Metascape或基迪奥等工具对核心靶点进行 GO (基因本体论)和 KEGG (通路)富集分析。GO的功能富集(包括生物过程(BP)、分子功能(MF)和细胞成分(CC))和KEGG途径的富集。检索结果的过滤阈值为p<0.05,计数按降序排列。
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10.结果分析
根 据 K EGG 分析 结果, 筛 选 出 p <0. 05 的显著通路,并结合“成分-靶点-通路”网络图来系统性地阐述药物的作 用机制 。 单个信号通路或者多个信号通路联合分析验证。
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