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申请/专利权人：中山市人民医院

摘要：本发明公开一种基于网络药理学与分子对接分析黄芩汤（HD）治疗肝癌的靶点及分子机制的方法，包括以下过程：从TCMSP数据库中鉴定出HD的有效成分和靶点，同时从GeneCards数据库中鉴定出肝癌相关基因；接着利用STRING构建了交叉基因的蛋白质‑蛋白质相互作用（PPI）网络；构建HD有效成分‑作用靶点的网络图，利用Cytoscape3.9.1分析PPI拓扑结构；并且在Metscape平台上进行GO和KEGG富集通路分析，使用PubChem数据库、SwissADME数据库、Pymol软件和AutoDock软件进行分子对接；最后使用GEPIA数据库评估mRNA表达水平、生存分析和病理分期；用HPA数据库检测蛋白表达水平；使用TCGA数据库检索临床和RNA‑seq数据；采用R包进行HD治疗肝癌的临床分析。通过网络药理学与分子对接筛选出8种HD的有效成分和7种肝癌的相关基因，发现HD可调节7种肝癌相关基因的表达，并且HD可能通过PI3K‑AKT通路治疗肝癌，验证HD对肝癌的治疗作用。

主权项：1.一种基于网络药理学与分子对接分析黄芩汤治疗肝癌的靶点及分子机制的方法，其特征在于，包括以下过程：（1）筛选出黄芩汤的有效成分和靶点利用中药系统药理学数据库与分析平台TCMSP对黄芩、白芍、大枣、甘草4种黄芩汤的组成成分进行筛选、合并去重后得到有效成分，从TCMSP数据库的“相关靶点”中识别相应的“靶点名称”，从黄芩汤的有效成分中进行筛选、移除重复项后得到相关靶点，在UniProt数据库中将靶点转换为标准基因名称和UniProtIDs，得到黄芩汤的有效靶点；（2）肝癌相关靶基因的确定和药物-疾病交集靶基因的获取在GeneCards数据库中获取肝癌相关靶基因，并使用Venny2.1.0绘制常见黄芩汤有效靶点和肝癌相关靶基因的Venn图，Venn图所得的交集基因即为药物-疾病交集靶基因；（3）构建药物-疾病交集靶基因的蛋白互作图（PPI），获取核心靶蛋白将上述1.2中获得的交集靶基因导入相互作用基因检索工具STRING构建PPI网络图，下载TSV格式文件，利用Cytoscape软件将PPI网络图进行可视化，并用Cytoscape工具、NetworkAnalyzer和CytoNCA对其拓扑结构进行分析，获取40个核心靶蛋白，使用Cystoscape软件构建并拓扑分析1.（1）中“黄芩汤有效成分-有效靶点”网络图，并获取排名前8位的有效成分；（4）对PPI网络的核心靶蛋白进行GO和KEGG富集分析使用Metscape对PPI网络的前40个核心靶蛋白进行GO和KEGG富集分析，将靶蛋白与生物过程BP、细胞成分CC和分子功能MF关联在p0.01阈值以上，筛选出通路，对前30条KEGG通路进行可视化分析；（5）分子对接分析有效成分与核心靶蛋白的亲和力选取PPI网络中的前10个靶蛋白并选择前8个有效成分作为配体，进行分子对接，从PubChem数据库获得黄芩汤中有效成分的CanonicalSMILES号，并通过SwissADME数据库根据Lipinski的规则进行筛选，通过Chem3D软件将PubChem中的2D化合物结构转换为3D结构，与DrugBank数据库中鉴定的受体蛋白，进行分子对接。在PDB数据库中，将Homosapiens、细化分辨率≦2.5和pH值设为筛选条件，使得蛋白晶体结构分配给核心基因，利用Pymol软件对受体蛋白进行脱水、去除残基、加氢和电荷计算等预处理，用AutoDock软件对靶蛋白结构与活性成分结构进行分子对接，最后取每个蛋白结合能最低的结果作图，并使用Pymol软件对结果进行可视化分析；（6）生物信息学分析核心靶蛋白与临床因素的相关性通过GEPIA数据库确定分子对接中的核心靶蛋白的mRNA表达水平、生存分析和病理分期，p0.05认为有统计学意义，采用TheHumanProteinAtlas即HPA数据库获取正常肝组织和肝癌组织的免疫组化染色数据以检测蛋白表达水平，使用CancerGenomeAtlasGenomicDataCommonsDataPortal数据库TCGAGDC获取肝癌和正常肝组织的临床数据和转录组学RNA-seq数据，采用“limma”、“ggplot2”、“ggpubr”、“ComplexHeatmap”R包进行肝癌的临床分析，即分析肝癌组与正常组特定基因的差异表达，绘制基因共表达圆图和临床相关性热图。

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