小塔今天搭地铁时无意中听到旁边的小伙伴有些焦虑的讨论:都是学医的,你看人家搞临床的都用SEER、NHANES等数据库不做实验就轻松的发上好几篇文章了,可咱这搞药学的,都快要答辩了,文章还没谱呢!小塔听完是真想一个箭步冲上去掷地有声的说:搞药学的也有0实验发文章的秘籍——网药分析呀!
所以小塔回来就想马不停蹄的给需要的小伙伴分享一下这个“秘籍”的使用方法,这不在PubMed上畅游一番就发现了南开大学附属天津安定医院禚传君团队这篇仅1个月就接收的6分+网药分析的宝藏文章。文章采用网络药理学和分子对接方法,确定了喹硫平双向调节双相抑郁和躁狂症的分子机制。文章思路简单,可以说是一看就会,但为什么会得到审稿人的青睐呢?让小塔带着大家一起看一看~
1.研究方向创新值MAX。现如今“大卷”的形势下,多数人长期处于高压状态,抑郁症等疾病便是这种状态的副产品。而作者以精神类疾病为切入点针相抑郁和躁狂症进行相关的药理研究,这个选题可以说是“稳、准、狠”,更是极具创新!
2.使用多种数据库。作者在筛选靶基因时选用了多种数据库,包括GeneCard、SwissTargetPrediction、DrugBank、DisGeNET和GeneCards。而最终靶基因的选定通过不同数据库的“去同存异”而获得。这种多数据库的使用使靶基因的筛选更加全面,进而使研究结果更加可靠。
3.使用分子对接进行分析。分子对接是鉴定先导化合物、阐明结合机制、促进药物分子结构优化的重要工具,更是时下大火的分析方法,而作者使用此方法进行分析大大的提高了结果的科学性!
4.分析方法丰富,层层递进。作者通过多种分析方法,包括药物靶点互作分析、蛋白互作分析、功能富集分析、药物通路-靶点-疾病网络构建等方式抽丝剥茧的将结果展示出来,使文章整体逻辑严谨,形成一个完美的闭环。
5.临床意义重大。作者的研究结果为喹硫平的临床应用提供了理论依据,并为喹硫平的新药开发提供了可能的方向,临床意义非凡!所以看到这小伙伴们不难理解,有这么多Buff叠加,文章轻松发就是意料之中!而这种1个月就能接收并且0实验纯分析的快速发文思路,简直就是为着急发文章的小伙伴提供的天选模版啊,所以有需要的宝子们别犹豫,冲就完了,早做完早毕业!另外小塔多年来潜心钻研各种“发文秘籍”(ps:网药分析呀、孟德尔随机化呀、机器学习呀、公共数据库挖掘啊…等等生信分析方法),有需要的宝子扫码联系小塔吧,小塔为你的SCI之路保驾护航!
- 题目:基于网络药理学和分子对接的喹硫平双向调节双相抑郁和躁狂症的分子机制:来自计算生物学的证据
- 杂志:J Affect Disord
- 影响因子:IF=6.6
- 发表时间:2024年3月
研究背景
双相情感障碍,以前被称为躁狂抑郁症,是一种慢性和复发性疾病,其特征是躁狂和抑郁循环发作,喹硫平是一种二苯并噻唑类衍生物,最初被批准为精神分裂症的非典型抗精神病药物。目前喹硫平单药治疗更是推荐作为急性躁狂和急性双相抑郁症的一线选择。然而,喹硫平的作用机制尚不清楚。因此本文采用网络药理学和分子对接方法,确定喹硫平双向调节双相抑郁和躁狂症的分子机制。
数据来源
数据集/队列 | 数据库 | 数据类型 | 详细信息 |
喹硫平的靶基因 | GeneCard、SwissTargetPrediction、DrugBank | 喹硫平的靶基因 | 喹硫平的靶基因 |
双相抑郁和双相躁狂的治疗靶标 | DisGeNET、GeneCards | 双相抑郁和双相躁狂的治疗靶标 | 双相抑郁和双相躁狂的治疗靶标 |
研究思路
作者首先从GeneCard、SwissTargetPrediction和DrugBank数据库中收集喹硫平的推定靶基因。从DisGeNET和GeneCards数据库中确定双相抑郁和双相躁狂的治疗靶标。接下来利用String数据库生成蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,并导入到Cytoscape中。而后利用DAVID和生物信息学平台对前15个核心靶点进行GO和KEGG分析。接下里利用Cytoscape构建了药物通路-靶点-疾病网络。最后,进行分子对接以评估喹硫平与潜在靶点之间的相互作用。
图1 研究工作流程
主要结果
1.喹硫平治疗双相抑郁和双相躁狂的靶点
作者通过筛选GeneCards、SwissTargetPrediction和DrugBank数据库,分别获得242个、109个和26个喹硫平靶点,在消除重复得到327个药物相关靶基因。接下来对DisGeNET和GeneCards数据库的筛选分别产生了116和1689个双相抑郁靶基因,76和579个双相躁狂靶基因,在去除重复基因后获得了1723个双相抑郁的潜在靶点和615个双相躁狂的潜在靶点。同时作者发现喹硫平与双相抑郁之间有126个共同靶点(图2A),喹硫平与双相躁狂之间有81个共同靶点(图3A)。
图2 喹硫平和双相抑郁症共同靶点的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络
2.确定PPI网络的核心靶标
接下来作者分别将喹硫平与双相抑郁和躁狂症预测的126个和81个共同靶点上传到STRING数据库,并构建PPI网络(图2B和图3B)。而为了可视化和分析蛋白质相互作用,作者利用Cytoscape构建了新的PPI网络。发现喹硫平和双相抑郁症的PPI网络包括115个节点和1151个边(图2C),喹硫平和双相躁狂的PPI网络包括78个节点和697个边(图3C)。接下来作者使用CytoHubba插件通过MCC方法选择了前15个枢纽基因(图2D和图3D)。
图3 喹硫平和双相躁狂症共同靶点的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络
3.GO富集分析和KEGG富集分析
接下来作者对喹硫平治疗双相抑郁症的核心靶点进行GO功能富集分析,发现了166个BP条目、16个CC条目和16个MF条目,图4A-C显示了前10个富集的BP、CC和MF项。而对喹硫平治疗双相狂躁的核心靶点进行GO功能富集分析,发现了89个BP条目、17个CC条目和14个MF条目,前10个富集的BP、CC和MF条目如图4E-G所示。同时,为了探索喹硫平治疗双相抑郁和躁狂症的潜在信号通路,作者进行KEGG通路分析,结果发现MAPK和PI3K/AKT胰岛素信号通路被富集,表明喹硫平可能通过这两条通路作用于双相抑郁症(图4D)。而根据喹硫平治疗双相躁狂的核心靶点,作者通过KEGG富集确定了相应的前10条富集通路,结果发现核心基因数量最多的是神经活性配体-受体相互作用信号通路,表明喹硫平可能通过该通路作用于双相躁狂(图4H)。
图4 核心靶点的GO和KEGG富集分析
而后作者构建了药物通路-靶点-疾病网络。喹硫平治疗双相抑郁症的药物-通路-靶点-疾病网络图包括58个节点和161个边(图5A)。喹硫平治疗双相狂躁的药物-通路-靶点-疾病网络图包括65个节点和138个边(图5C)。在MAPK和PI3K/AKT胰岛素信号通路中喹硫平对双相抑郁潜在影响的核心靶点如图5B所示,而神经活性配体-受体相互作用信号通路中喹硫平对双相躁狂潜在影响的核心靶点如图5D所示。
图5 疗双相抑郁和双相躁狂症的药物通路-靶标-疾病网络图
4.分子对接分析
而为了进一步探索喹硫平与双相情感障碍、躁狂症和抑郁症潜在核心靶点的结合模式和亲和力。作者进行了分子对接分析,发现喹硫平与潜在核心蛋白的对接评分范围为−5.7 ~−9.3 kcal/mol,表明喹硫平与核心靶点之间具有稳定的结合亲和力。奎硫平与双相抑郁症核心靶点之间的对接评分范围为−5.7至−9.3 kcal/mol(图6A-E),奎硫平与双相躁狂核心靶点之间的对接评分范围为−7.1至−9.2 kcal/mol(图6F-J)。结果表明,喹硫平可以很好地结合双相抑郁和双相躁狂症的选定核心靶点,可能在双相情感障碍的治疗中发挥重要作用。
图6 喹硫平与核心靶点的对接模式
文章小结
如此简单的思路宝子们看完是不是很意外!作者只是利用公共数据库进行靶基因的筛选,然后采用网络药理学和分子对接的方法来确定喹硫平双向调节双相抑郁和躁狂症的分子机制。文章的每个分析方法看似都很简单,但是结合在一起打一套“组合拳”后却是“四两拨千千”!所以说不是要多高大上多难的分析方法才能发上心水的paper,重要的是选对研究方向和方法!就像这篇文章一样0实验轻松拿下6分+,小塔就问你心动不?心动不如行动,尤其药学领域的小伙伴,赶紧码住这“天花板”般的思路复现起来,那文章还不是手到擒来,何愁毕业!而小塔恰好对这些思路复现啦,生信分析啦研究颇多,所以有需要的宝子扫码联系小塔吧,小塔坐等各位光临~
小塔有话说
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