一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法与流程

本发明属于生物医药，涉及一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法。

背景技术：

1、放射性损伤可导致造血和免疫组织受到抑制或破坏，如干细胞衰竭、细胞间信号传递异常、线粒体功能障碍、免疫功能受损等，并显著增加癌症、白血病、心血管疾病的发生。辐射诱导的免疫损伤的特征是早期严重损伤，后期缓慢恢复，因此，放射线诱发免疫细胞死亡并损害免疫系统，是目前治疗放射病的难题。人体的免疫系统通常可以通过自身的修复和调节来维持平衡，当外部刺激作用于机体时，机体防御系统超负荷运转，严重抑制免疫系统的功能。抗辐射药物的开发和有效的应用对缓解辐射损伤、减少和有效治疗机体器官系统的短期和长期损伤相关的整体健康风险有积极的意义。

2、中药有着安全、有效、低毒、廉价等特点，我国地大物博，有着丰富的中药资源，并且中医中药研究有着悠久的历史，中药作为新型的辐射防护剂已经成为了新药开发研究的重要方向和趋势。

3、人参作为我国传统的药食两用名贵中药，被视为“百草之王”，有着极为显著的临床研究和药用价值。人参具有复杂的化学成分和广泛的生物活性。研究表明，人参中的人参三醇皂苷是人参皂苷中的一种，在抗氧化、提高机体免疫力方面效果显著，可以用作预防或治疗的辐射防护剂，能够减轻辐射对机体的影响，具有开发和应用的前景。

4、网络药理学是在系统生物学的基础上提出来的，它将疾病理解为对相互连接的复杂生物网络的干扰，并通过“复合蛋白/基因-疾病”途径，阐释生物系统、疾病和药物之间的复杂性。网络药理学整体性、系统性理论指导下“多靶点、多成分疗法”的模式更具有疗效，与中医药“整体观念”理念具有较高的相似性，所以在中医药领域中的使用范围愈来愈广。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法，以能够通过网络药理学的方法，对人参抗辐射损伤相关基因进行筛选与功能分析。

2、为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法，所述的方法包括如下步骤：

3、(1)筛选活性成分：在中药系统药理学技术平台数据库中输入关键词“人参”收集人参的化学成分，依据数据库对活性成分的adme评估值，筛选活性成分；

4、(2)获得与活性成分相关的基因靶点：在中药系统药理学技术平台数据库中的“related targets”中查找并获得活性成分的作用靶点，通过蛋白质数据库将检索得到的靶点校正为其官方名称，经检索和转化获得与活性成分相关的基因靶点；

5、(3)得到与辐射损伤相关的靶点：在基因信息数据库中输入关键词“irradiationdamage”、“irradiation protection”、“radiation damage”、“radiation protection”检索得到与辐射损伤相关的靶点；

6、(4)获得人参活性成分抗辐射作用潜在抗辐射损伤靶点：将步骤(2)和步骤(3)得到的靶点取交集，获得人参活性成分抗辐射作用潜在抗辐射损伤靶点；

7、(5)构建人参活性成分-药物和疾病作用靶点网络：将筛选出的人参活性成分、抗辐射损伤的作用靶点导入可视化软件来构建人参活性成分-药物和疾病作用靶点网络；

8、(6)获得蛋白相互作用关系：将筛选得到的人参活性成分潜在抗辐射损伤的作用靶点上传至蛋白互作分析数据库，organism选择为“homo sapiens”，隐藏游离的蛋白，获得蛋白相互作用关系；

9、(7)进行go富集分析和kegg通路分析：利用r语言软件，进行go富集分析和kegg通路分析。

10、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法，其中步骤(1)与步骤(2)中，所述的中药系统药理学技术平台数据库为中药系统药理学技术平台tcmsp。

11、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法，其中步骤(1)中，筛选活性成分时，设置口服生物利用度ob≥30％和类药性dl≥0.18的成分作为人参活性成分。

12、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法，其中步骤(2)中，所述的蛋白质数据库为uniprot。

13、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法，其中步骤(3)中，所述的基因信息数据库为genecards，在genecards数据库中所得到与辐射损伤相关的靶点时，选取相关性大于4.0的靶点。

14、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法，其中步骤(5)中，所述的可视化软件为cytoscape3.8.0软件。

15、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法，其中步骤(6)中，所述的蛋白互作分析数据库为string。

16、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法，其中步骤(7)中，对人参活性成分的潜在抗辐射损伤靶点进行go富集分析和kegg通路分析时，选取p＜0.05且q＜0.05的过程/通路，并根据靶点数目的大小筛选出前20个相关度高的功能/通路。

17、本发明的有益效果在于，利用本发明的人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法，能够通过网络药理学的方法，对人参抗辐射损伤相关基因进行筛选与功能分析。

18、本发明通过中药系统药理学技术平台(tcmsp)获得人参成分并采用adme计算方法筛选人参活性成分，通过tcmsp获取活性成分对应的作用靶点，采用genecards数据库筛选与辐射损伤相关的靶点，使用cytoscape3.8.0软件构建人参活性成分-药物和疾病作用靶点网络，通过string数据库构建蛋白相互作用网络，利用r语言软件对作用靶点进行go富集及kegg通路分析。使用该方法从人参中筛选到22个活性成分，涉及51个抗辐射损伤靶点；go富集及kegg通路联合分析结果显示人参主要通过调节肿瘤坏死因子、il-17、mapk、toll样受体、pi3k-akt等信号通路发挥作用。本发明为后续人参抗辐射损伤作用标志物发现与分子机制研究提供了新的方向和思路。

技术特征：

1.一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)与步骤(2)中，所述的中药系统药理学技术平台数据库为中药系统药理学技术平台tcmsp。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，筛选活性成分时，设置口服生物利用度ob≥30％和类药性dl≥0.18的成分作为人参活性成分。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的蛋白质数据库为uniprot。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的基因信息数据库为genecards，在genecards数据库中所得到与辐射损伤相关的靶点时，选取相关性大于4.0的靶点。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(5)中，所述的可视化软件为cytoscape3.8.0软件。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(6)中，所述的蛋白互作分析数据库为string。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(7)中，对人参活性成分的潜在抗辐射损伤靶点进行go富集分析和kegg通路分析时，选取p＜0.05且q＜0.05的过程/通路，并根据靶点数目的大小筛选出前20个相关度高的功能/通路。

技术总结
本发明属于生物医药技术领域，涉及一种人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法。所述的方法包括如下步骤：(1)筛选活性成分；(2)获得与活性成分相关的基因靶点；(3)得到与辐射损伤相关的靶点；(4)获得人参活性成分抗辐射作用潜在抗辐射损伤靶点；(5)构建人参活性成分‑药物和疾病作用靶点网络；(6)获得蛋白相互作用关系；(7)进行GO富集分析和KEGG通路分析。利用本发明的人参抗辐射损伤相关基因筛选与功能分析方法，能够通过网络药理学的方法，对人参抗辐射损伤相关基因进行筛选与功能分析。

技术研发人员：李建华,刘晓明,刘欢,高洁,王志鹏,王若琪,秦秀军,罗浩,李建国
受保护的技术使用者：中国辐射防护研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13