——从中药成分到靶点筛选,全流程实操教学 | 以黄芪-丹参-茯苓治疗心衰为例,科研小白也能快速上手!
【系列总览】
总主题:网络药理学实战教程
适用人群:中药药理学、网络药理学、分子机制研究人员,研究生及相关科研人员
平台工具:TCMSP、GeneCards、Swiss target prediction、UniProt、STRING、Cytoscape、AutoDock等
数据来源:药物成分数据库、疾病基因数据库、PPI网络、分子对接数据
网络药理学(Network Pharmacology)结合了系统生物学、网络分析与药理学原理,特别适用于多组分、多靶点的中药复方研究。本期,我们将以“黄芪-丹参-茯苓配伍治疗慢性心力衰竭(CHF)”为例,手把手带你完成药物成分及靶点筛选,为后续PPI网络和分子对接打下基础。
本期核心流程:
✅ 中药 → 成分 → 靶点 → 疾病靶点 → 交集分析
一、药物有效成分与靶点的筛选
1. TCMSP数据库初筛成分
打开TCMSP 网站,依次输入“黄芪”“丹参”“茯苓”,检索活性成分及其作用靶点。
初筛标准:
OB(口服生物利用度)≥ 30%
DL(类药性)≥ 0.18
将筛选结果导出或复制到Excel表格中保存
(注意新版可能需会员,旧版支持逐页复制)
以此类推,收集复方中药的所有组分。
2. SwissADME二次筛选
以成分 “Mairin” 为例:
在网站PubChem中搜索“Mairin”,复制其 SMILES。
将复制的SMILES粘贴到SwissADME时,检查最前面不要有空格,点击Run。
运行结束出现分子信息,按GI absorption = “High”,Drug-likeness指标中 ≥ 3个“Yes”筛选,可知Mairin不符本次筛选。以此类推,可将所有分子的信息收集到一个表格中,为后续靶点预测做准备,如下图示例:
3. Swiss Target Prediction预测靶点
输入有效成分SMILES结构,获取潜在靶点并导出;
筛选 Probability > 0.1 的靶点,并保存至表格中。
以此类推,收集所有化合物靶点。
示例:
成分槲皮素(Quercetin, MOL000098),SMILES:C1=CC(=C(C=C1C2=C(C(=O)C3=C(C=C(C=C3O2)O)O)O)O)O
4. TCMSP靶点补充
将每个成分的MOLID输入TCMSP,再次预测靶点并整理;
整合SwissTargetPrediction和TCMSP两种来源的靶点,构建成分-靶点清单。
复制靶点信息收集,新版可一次性复制最多100条。
最终可得:收集复方中药各有效成分的两个数据的靶点,获得合并后的成分与靶点清单。
二、慢性心力衰竭(CHF)相关靶点获取
1. 多数据库检索
以“chronic heart failure”为关键词
推荐数据库:
GeneCards
OMIM
DisGeNET
TTD
示例操作(GeneCards):
在GeneCards网站首页搜索框内,输入检索关键词“chronic heart failure”,得到检索结果后,点击导出。建议保留相关性评分较高的靶点(如GeneCards中Score > 10),合并所有靶点列表。
2. 靶点标准化处理
将各个数据库收集的疾病靶点合并后导入Excel,去重、统一格式
建议统一为Gene Symbol
可借助 UniProt 做标准化转换
输出结果:CHF疾病靶点清单
三、药物靶点与疾病靶点交集分析
使用 Venny2.1 绘制交集图:
集合A:中药成分预测靶点合集
集合B:CHF相关疾病靶点合集
获取交集靶点 A ∩ B
可导出交集靶点清单,作为潜在作用靶点。
输出结果:潜在作用靶点清单 + Venn图可视化
在第2期中,我们将基于本期交集靶点,使用STRING数据库构建PPI网络,并借助Cytoscape进行可视化和核心蛋白筛选,敬请期待!