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哦嚯,一键即可打包中药成分预测、靶点、通路、关联疾病?


一个中药复方通常由许多天然产物组成,如草药、动物药和矿物药,每一种都含有大量的化学分子。复方中的活性化合物与特定疾病相关的功能失调蛋白相互作用,从而治疗该疾病。因此,对中药有效成分及其作用靶点的鉴定,对于深入了解中药方剂的作用机理具有重要意义。

BATMAN-TCM是第一个专门用于中药分子机制研究的在线生物信息学分析工具,它基于中药成分的靶标预测以及对潜在靶标的后续网络药理学分析。BATMAN-TCM会检测每个TCM 成分的潜在目标,然后对这些目标进行功能分析,包括基因本体 (GO) 术语、KEGG 通路和 OMIM/TTD 疾病富集分析,以及中药成分-靶点-路径/疾病关联网络。BATMAN-TCM 还支持用户同时输入多个 TCMs,通常用于同时分析公式的多个合成草药,帮助从分子和系统水平理解公式的这一组合原理。

BATMAN-TCM

http://bionet.ncpsb.org.cn/batman-tcm/

BATMAN-TCM在首页提供了搜索步骤的讲解和使用入口,下面直接进入使用:

第一步:输入感兴趣的内容

BATMAN-TCM提供了三种可选的输入类型:TCM公式(拼音名称)(例如,六味地黄汤),Herb或Herb列表(拼音,英语或拉丁语名称)(例如ren shen,人参或Panax人参)和用成中药的复合化合物清单(化合物用PubChem_CID或InChI格式的化学结构表示)。

对于第二和第三种输入类型,支持多种草药/化合物,每行一种草药/化合物。对于第三个输入类型,当前仅支持PubChem_CID或InChI格式。如果有其他类型的格式表示的复合列表,则可以使用OpenBabel传输格式。这次以六味地黄汤为例。

第二步:参数设定

主要设定两个参数:分数截止值和目标分析。

目标预测是对于每种复合化合物,其目标预测方法给出的分数超过给定截止值“分数截止值”的预测候选目标(包括已知目标)将被视为潜在目标,并将对其进行介绍和进一步分析。

目标分析是分析查询潜在目标富集的基因本体功能术语,KEGG生物学途径和OMIM / TTD疾病。

第三步:开始进行预测和分析

点击start后就开始预测分析,等待结果就好如果选择“化合物清单”的输入类型时,网站建议使用以下电子邮件通知功能,因为对提交的“化合物清单”的分析通常会花费大量时间。保守估计一种化合物需要5分钟,勾选选项后就可以输入邮箱。分析结果内容如下:

结果1:目标预测结果

BATMAN-TCM首先将提供有关用户查询的摘要,包括中药配方,综合草药和化学成分清单以及相应的中药编号 数据库的超链接(BATMANT-TCM中的配方-草药-成分关联关系由TCMID数据库的数据支持):

对于中药的每种成分,得分> = Score_cutoff(根据目标预测方法给出的得分递减顺序排序)的预测候选目标(以基因符号表示)在结果表中列出预测结果表。化合物与PubChem或TCMID交联,并靶向GeneBank。中部左边的搜索框,我们可以在这些结果中搜索感兴趣的蛋白质,不过一次只允许使用一个关键字。

PS:如果最开始的时候搜的是多个群集,还会生成维恩图,以比较不同群集的目标集。

结果2:靶点的生物信息学分析

对于这些潜在的中医靶点,BATMAN-TCM提供了三种富集分析,包括KEGG生物学途径,GO功能注释和OMIM / TTD疾病富集分析。将在中药成分的潜在靶点以及相应调整后的P值和映射到该术语的靶标中的KEGG生物学富集,GO功能术语(包括生物学过程,分子功能和细胞成分)和OMIM疾病表型/ TTD疾病将成为显示在结果表中。

KEGG生物学富集:

疾病:中医是针对特定的“疾病模式”(中文为“ zheng”)开处方的,而现代西方药物则是为治疗特定疾病而设计的。中医潜在靶标中过分代表的疾病通过靶标和疾病相关基因构建了中医与疾病的联系,弥合了中医与现代西医之间的差距,为探索具有中药治疗作用的新型疾病提供了线索。这里的疾病基因关联数据分别来自OMIM和TTD。

GO注释:大量丰富的GO功能术语(包括生物学过程,分子功能和细胞成分)可能对TCM的治疗作用起关键作用,也为随后的TCM分子机理实验验证提供了直接线索。GO富集分析结果以树形结构表示,显示GO项之间的层次关系。

结果3:网络可视化

中药是典型的“多组分,多靶点”药物,其分子机制特别适合通过基于网络的分析进行研究,可以简单直观地掌握中药的复杂性。“靶标-途径/疾病”关联网络有助于直观地理解“多成分,多靶点和多途径”的组合治疗机制和中医潜在疾病的治疗机制。

在关联网络中,有四种以不同形状和颜色区分的节点,包括中药的成分,靶标,生物途径和OMIM / TTD疾病,以及三种类型的边缘:

成分-靶标关联:该蛋白质是成分的已知或潜在靶标

靶标-途径关联:靶标蛋白质是生物途径的成员

靶标-疾病关联:靶标蛋白质是该疾病的已知相关基因

关联网络简化版:

关联网络全局网络:

此外,为了强调重要元素,目标节点,通路节点和疾病节点的大小与它们在网络中的程度成正比,分别定义为作用于目标的化合物数量,所涉及的目标数量已知与疾病相关的基因的途径和靶标数量。

好啦,对BATMAN-TCM数据库的介绍到此为止。它的主要功能包括:提交的中药每种成分的目标预测;KEGG生物途径和OMIM / TTD疾病富集分析;成分-靶标-通路/疾病关联网络和生物途径的可视化,此功能主要用于同时分析配方的多种组合草药,从而有助于从分子和系统的角度理解配方的组合原理。如果有需要以上这些功能的朋友,记得收藏BATMAN-TCM。

References:

Liu Z, Guo F, Wang Y, Li C, Zhang X, Li H, Diao L, Gu J, Wang W, Li D, He F. BATMAN-TCM: a Bioinformatics Analysis Tool for Molecular mechANism of Traditional Chinese Medicine. Sci Rep. 2016, 6:21146.

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