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原文传递一种生物标志物代谢通路及分析方法与应用

专利名称：	一种生物标志物代谢通路及分析方法与应用
摘要：	本发明属于疾病代谢生物标志物功能分析方法技术领域，提供一种生物标志物代谢通路及分析方法。所述代谢生物标志物为：硬脂酸、植物鞘氨醇、甘氨酸、谷氨酰胺和磷脂；所述代谢生物标志物的作用靶点为与抑郁症疾病神经系统、免疫应答和内分泌有关的目标蛋白；所述代谢通路为PI3K‑Akt信号通路、mTOR信号通路、MAPK信号通路、erbB信号通路、神经营养素信号通路、Rap1信号通路和Ras信号通路。建立了一种适合抑郁症疾病特点的功能网络分析方法，这些生物标志物在临床上的应用有助于优化抑郁症的诊断，可为后续的抑郁症疾病网络功能研究提供一些有价值的线索。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	山西大学
发明人：	高耀;秦雪梅;田俊生;令狐婷
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910567765.6
公开号：	CN110286233A
代理机构：	太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	翟冲燕
分类号：	G01N33/68(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	030006 山西省太原市坞城路92号
主权项：	1.一种生物标志物代谢通路，其特征在于：所述代谢生物标志物为：硬脂酸、植物鞘氨醇、甘氨酸、谷氨酰胺和磷脂；所述代谢生物标志物的作用靶点为与抑郁症疾病神经系统、免疫应答和内分泌有关的目标蛋白；所述代谢通路为PI3K-Akt信号通路、mTOR信号通路、MAPK信号通路、ErbB信号通路、神经营养素信号通路、 Rap1信号通路和Ras信号通路。 2.根据权利要求1所述的一种生物标志物代谢通路，其特征在于：所述代谢生物标志物的作用靶点即目标蛋白为：TP53、IL1B、TNF、PTEN、HLA-DRB1、MTOR、HRAS、INS和PIK3CA，共9种蛋白，作为抑郁症药物的靶点。 3.一种分析权利要求1或2所述的生物标志物代谢通路的方法，其特征在于：步骤如下：（1）抑郁症代谢标志物的归纳与分析：从人类代谢组学数据库HMDB中收集抑郁症代谢生物标志物的信息和与代谢生物标志物相关的酶，化合物结构从PubChem下载，酶蛋白功能类别从UniProt数据库中提取；从DrugBank检索到FDA批准的用于神经系统、免疫反应和内分泌的药物及其靶点；从Genecard、OMIM和TTD中收集抑郁症相关蛋白；所有的目标蛋白聚在一起，分为神经系统相关，免疫相关和内分泌相关的三类；（2）抑郁症代谢生物标志物-酶网络分析：用Cytoscape的网络分析仪模块计算节点的网络中心度即代谢生物标志物和酶；用中心度来评价节点在网络中的重要性；在无向网络中，度被定义为相邻节点的数目；（3）代谢生物标志物-靶点网络分析：采用分子对接的方法模拟生物标志物与靶点的相互作用；绘制出代谢生物标志物-靶标网络；（4）代谢生物标志物关键通路筛选与分析：从京都基因和基因组百科全书 KEGG中检索到与目标相关的通路，一个代谢生物标记物可与多个靶点相互作用，一个靶点可参与多个途径；定义一种加权多药学指数DSWP：；其中DSBiTj是代谢生物标记物 Bi与靶蛋白 Tj的结合能，TPk是参与Pk途径的一组靶蛋白；N和M分别是代谢生物标志物数量和靶点的数量。 4.根据权利要求3所述的分析生物标志物代谢通路的方法，其特征在于：步骤（3）中代谢生物标志物-靶点网络分析具体方法为：在RCSB Protein Data Bank http://www.rcsb.org中，若蛋白质具有多个三维结构时，选择最合适的结构有如下标准：具有更完整肽链的结构、高分辨率的结构、更好的配位体结构；使用SystemsDock http://systemsdock.unit.oist.jp/，采用如下步骤来进行基于网络药理学的预测和分析：(1)通过各选项指定目标蛋白；(2)通过交互式分子可视化工具确定结合位点；(3)准备代谢生物标记物进行测试；(4)进行对接模拟并评估结果，由SystemsDock计算的对接得分被用来评估代谢生物标记物与目标蛋白之间的亲和力；所述对接得分的阈值为5.5 2 (pKd) ，相当于3μM的解离常数 (Kd) ，大于该阈值的对接得分被认为与目标蛋白具有良好的亲和力；预测分数在4.82~6.11 (pKd)范围内，准确率为80%~83%；上述范围作为后续分析的结果；将一个代谢生物标志物和相应的靶标放入一个表格中，并将其导入Cytoscape中，绘制出代谢生物标志物-靶标网络。 5.根据权利要求3所述的分析生物标志物代谢通路的方法，其特征在于：运用Student's T-test统计分析方法，判断差异代谢物是否具有统计学意义。 6.根据权利要求3所述的分析生物标志物代谢通路的方法，其特征在于：所述代谢产物为代谢物为糖类代谢物、脂质类代谢物和氨基酸类代谢物。
所属类别：	发明专利