基于异质图动态特征学习的药物重定位预测

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作者 朱昊坤 郭延哺 +2 位作者 辛向军 李朝阳 周冬明 《南方医科大学学报》 北大核心 2026年第2期456-465,共10页

目的针对现有人工智能方法在复杂异质生物网络建模中难以挖掘网络节点间的协同关系、提取高阶拓扑语义特征等问题,本文提出一种异质图动态特征学习的药物重定位预测方法。方法该方法首先构建融合药物、疾病及其交互关系的异质生物图模... 目的针对现有人工智能方法在复杂异质生物网络建模中难以挖掘网络节点间的协同关系、提取高阶拓扑语义特征等问题,本文提出一种异质图动态特征学习的药物重定位预测方法。方法该方法首先构建融合药物、疾病及其交互关系的异质生物图模型。设计动态门控注意力模块,结合动态图注意力机制动态提取药物与疾病的判别性拓扑特征。设计门控残差特征融合机制,精准融合多源相似性网络中的结构和语义信息,有效缓解特征冗余与信息缺失的问题,实现药物与疾病关联的精准预测。结果在多个数据集上的实验和案例分析表明,本文药物重定位预测方法的性能优于现有主流模型。结论所提方法可有效建模异质生物网络中的复杂关联关系,提升药物重定位预测的准确性,为复杂疾病的精准治疗和医学人工智能提供重要的技术支持。 展开更多

关键词 复杂生物网络 图神经网络 门控机制 药物重定位

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一种结合图卷积和对比学习的药物重定位方法

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作者 李永亮 尹铭鑫 滕志霞 《小型微型计算机系统》 北大核心 2025年第7期1578-1584,共7页

药物重定位研究对于提高药物的发现效率具有积极意义.然而,当前研究大多是将药物和疾病受同一监督方式展开训练,忽视了两者在生物特性等方面的内在区别.同时,高度稀疏的药物-疾病网络,也对模型预测产生严重干扰.因此,本文提出了一种基... 药物重定位研究对于提高药物的发现效率具有积极意义.然而,当前研究大多是将药物和疾病受同一监督方式展开训练,忽视了两者在生物特性等方面的内在区别.同时,高度稀疏的药物-疾病网络,也对模型预测产生严重干扰.因此,本文提出了一种基于图卷积神经网络和对比学习的药物重定位预测方法GL-DDI.首先,通过注意力机制对药物和疾病的多源相似性进行整合,并构建药物和疾病之间的元路径.然后,通过元路径评分矩阵,监督药物和疾病子空间的特征提取.最后,通过对比药物子空间和疾病子空间的预测结果,构建对比学习模型,从而预测药物潜在适应症.实验结果显示,本模型的受试者工作特征曲线和PR曲线下面积分别为0.9392和0.9442,优于现有方法. 展开更多

关键词 药物重定位 图卷积神经网络 对比学习 生物网络

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卒中关联基因驱动不同族裔与卒中亚型的药物重定位研究

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作者 张杰 勾岚 +5 位作者 李兰欣 许喆 石延枫 姜明慧 李昊 程丝 《中国卒中杂志》 北大核心 2025年第6期686-698,共13页

目的针对卒中关联基因在药物转化方面的挑战,以及不同族裔和不同卒中亚型的遗传异质性,在完善卒中关联基因功能注释的基础上,通过靶向这些基因的药物重定位分析,探究可能适用于卒中治疗的跨适应证药物类别。方法计算机检索GWAS Catalog... 目的针对卒中关联基因在药物转化方面的挑战,以及不同族裔和不同卒中亚型的遗传异质性,在完善卒中关联基因功能注释的基础上,通过靶向这些基因的药物重定位分析,探究可能适用于卒中治疗的跨适应证药物类别。方法计算机检索GWAS Catalog数据库中的卒中关联单核苷酸变异(single nucleotide variant,SNV),同时获取SNV所涉及的文献,设定检索时间范围为建库日期至2025年4月27日。检索PubMed数据库中卒中相关的队列研究、病例对照研究和meta分析等文献,从文献中获取卒中关联SNV,设定检索时间范围为2018年3月1日—2025年4月27日。通过合并与筛选获得最终纳入分析的SNV和文献,根据SNV和基因的映射关系,明确所纳入的卒中关联基因集合。采用GREP软件(版本号:1.0.0)以卒中关联基因为靶点进行药物重定位分析。结果通过GWAS Catalog数据库检索,获得卒中关联SNV 1661个,涉及文献49篇;通过PubMed数据库检索,获得文献77篇。筛选后最终纳入卒中关联SNV 835个,涉及文献38篇,SNV所在基因338个,总样本量为11714626例。药物重定位分析显示,对于非洲裔、东亚裔、欧洲裔和跨族裔,卒中关联基因富集最显著的药物类别分别是抗肿瘤药物(OR 25.75,P=1.51×10^(-2))、其他呼吸系统药物(OR 84.08,P=1.71×10^(-2))、其他血液系统用药(OR 36.15,P=2.70×10^(-4))、其他消化道和代谢药物(OR 12.67,P=3.09×10^(-3));而西班牙裔和南亚裔的卒中关联基因未发现显著富集的药物类别。对于缺血性卒中、心源性栓塞型卒中和小血管卒中,卒中关联基因富集最显著的药物类别分别是其他血液系统用药(OR 31.31,P=4.00×10^(-4))、其他血液系统用药(OR 41.10,P=3.12×10^(-2))和外用抗寄生虫药(OR 50.35,P=2.68×10^(-2));而卒中和大动脉卒中的关联基因未发现显著富集的药物类别。此外,还发现卒中关联基因在便秘药物、抗血栓药物、β受体阻滞剂、妇科用抗感染药物及抗菌消毒剂等药物类别中富集。结论靶向不同族裔和不同卒中亚型关联基因所富集的药物类别存在差异,且在抗肿瘤药物、其他呼吸系统药物、其他消化道和代谢药物、妇科用抗感染药物及抗菌消毒剂、外用抗寄生虫药等非卒中传统治疗领域的药物类别上呈现富集。 展开更多

关键词 卒中关联基因 族裔 卒中亚型 药物重定位

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药物重定位——网络药理学的重要应用领域 被引量：26

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作者 张永祥 程肖蕊 周文霞 《中国药理学与毒理学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期779-786,共8页

药物重定位是指发现已上市药物的新适应症,是网络药理学的重要应用领域。药物重定位策略是目前已知的药物研发策略中风险与效益比最好的策略之一,也是一种解决新药开发高投入低成功率困境的有效方法之一。目前已成功进行重定位的药物已... 药物重定位是指发现已上市药物的新适应症,是网络药理学的重要应用领域。药物重定位策略是目前已知的药物研发策略中风险与效益比最好的策略之一,也是一种解决新药开发高投入低成功率困境的有效方法之一。目前已成功进行重定位的药物已超过百余种(国内有老药新用专著收载123种),药物重定位研究已超越了随机发现药物新适应症的阶段,进入了基于计算机技术的崭新研究阶段。现有研究方法主要有基于小分子(或配体)特征的方法、基于蛋白靶点(或受体)特征的方法、基于表型(或网络)特征的方法。随着对防治重大疾病有效药物需求的不断增加,以及系统生物学、计算生物学、网络药理学等相关学科的快速发展,面对新药研发难度越来越大的严峻形势,药物重定位已成为世界范围内关注的热点,在药物研发领域占据重要地位。 展开更多

关键词 药物重定位 网络药理学 相似性扰动 相似性搜索

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基于协同过滤的药物重定位算法 被引量：8

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作者 林耀进 张佳 +1 位作者 林梦雷 李进金 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期834-841,共8页

药物重定位是指发现已上市或批准药物的新用途,受到了广泛的关注.为此,提出一种基于协同过滤的药物重定位算法.首先,收集药物及疾病的描述信息以构建药物―疾病关联矩阵.其次,根据药物对疾病有适应症和有副作用的相关信息,设计了一种刻... 药物重定位是指发现已上市或批准药物的新用途,受到了广泛的关注.为此,提出一种基于协同过滤的药物重定位算法.首先,收集药物及疾病的描述信息以构建药物―疾病关联矩阵.其次,根据药物对疾病有适应症和有副作用的相关信息,设计了一种刻画药物之间趋同程度的度量方法,该方法同时考虑了不同药物在适应症和副作用上的相似度.然后,搜寻目标药物的近邻以预测药物对疾病的评分.最后,采用平均绝对偏差和覆盖率二项评价指标衡量系统的预测质量.另外,针对某种特定疾病,利用新的协同过滤模型预测药物在该疾病上的未评分项,根据预测的评分信息发现对该疾病有治疗作用的药物.实验结果表明,该算法不仅能提高系统的预测质量,而且能够发现有治疗作用的药物―疾病组合,验证了所提算法能有效地应用于药物重定位. 展开更多

关键词 药物重定位 协同过滤 适应症 副作用

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基于药物重定位策略和网络药理学方法筛选肝细胞癌预防药物 被引量：2

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作者 李英 崔修亮 +1 位作者 张友磊 张国庆 《第二军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期879-884,共6页

目的基于药物重定位策略,筛选可用于预防肝细胞癌(HCC)的药物。方法收集包含肝硬化、低度不典型结节、高度不典型结节和早期HCC等肝脏疾病不同进展阶段的表达谱数据,确定相邻疾病进展阶段的转录组变化,同时收集作用于人肝癌细胞系HepG2... 目的基于药物重定位策略,筛选可用于预防肝细胞癌(HCC)的药物。方法收集包含肝硬化、低度不典型结节、高度不典型结节和早期HCC等肝脏疾病不同进展阶段的表达谱数据,确定相邻疾病进展阶段的转录组变化,同时收集作用于人肝癌细胞系HepG2的3 927种药物和小分子的基因表达谱,利用基因集富集分析(GSEA)算法分别计算不同药物作用与疾病进展阶段转录组变化相似性,筛选其中负相关药物作为HCC预防的候选药物,并通过构建药物激活子网和通路富集分析等方法研究候选药物的作用机制。结果分别筛选出对疾病不同进展阶段具有阻碍作用的药物importazole、吡考他胺和紫杉醇,这3种药物对肝硬化到早期HCC的多个疾病阶段均有一定阻断作用,3种药物与疾病进展的基因表达模式呈负相关,通路富集分析结果提示这3种药物通过肿瘤相关通路、p53信号通路、黏附斑、视黄醇代谢等发挥作用。结论通过药物重定位策略筛选出了HCC预防药物,且结果提示抗血小板治疗可能会预防HCC发生,为后续研究提供了有用线索。 展开更多

关键词 药物重定位 肝肿瘤 抗致癌药 网络药理学

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基于药物和疾病特征关联的药物重定位混合推荐算法 被引量：3

7

作者 刘杰 金柳颀 景波 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2020年第3期672-675,共4页

针对基于协同过滤的药物重定位算法进行了研究,考虑到数据稀疏性对协同过滤算法的巨大影响,提出一种基于药物和疾病特征关联的药物重定位混合推荐算法。该算法不仅使用了药物和疾病关系数据,还利用了药物结构、靶蛋白、副作用以及药物... 针对基于协同过滤的药物重定位算法进行了研究,考虑到数据稀疏性对协同过滤算法的巨大影响,提出一种基于药物和疾病特征关联的药物重定位混合推荐算法。该算法不仅使用了药物和疾病关系数据,还利用了药物结构、靶蛋白、副作用以及药物—疾病特征矩阵等信息计算药物之间的相似性,降低了数据稀疏性对推荐效果的影响,提高了推荐精度。经过对比实验发现,该算法具备较好的推荐效果,并能够发掘具有潜在联系的药物—疾病组合,进一步验证了该算法可以有效地应用于药物重定位。 展开更多

关键词 药物重定位 数据稀疏性 疾病特征 混合推荐 相似度

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基于Laplacian正则化与双向随机游走的药物重定位方法 被引量：2

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作者 宋映龙 彭昱忠 《计算机应用与软件》 北大核心 2018年第7期199-204,249,共7页

传统的药物研制需要企业投入大量的人力物力和研发时间,而且要承担很高的失败风险。药物重定位可以为已有药物寻找新的适应症,极大地降低成本、提高研发效率,因此受到广泛重视。随着大规模生物表型数据的收集,基于计算方法的药物重定位... 传统的药物研制需要企业投入大量的人力物力和研发时间,而且要承担很高的失败风险。药物重定位可以为已有药物寻找新的适应症,极大地降低成本、提高研发效率,因此受到广泛重视。随着大规模生物表型数据的收集,基于计算方法的药物重定位表现出很大的潜力,其计算结果可以为生物学实验提供重要的方向性意见,所以研究优秀的药物重定位方法非常重要。提出LN-RWR算法,整合药物之间与疾病之间的相似度信息、药物和疾病的互作用信息构建异质网络,使用Laplacian正则化构造转移矩阵,在异质网路上进行随机游走,综合双向随机游走的结果进行药物重定位。实验结果表明,LN-RWR比现有方法效果更好,在不同数据集上都达到了较好的效果,而且案例分析结果表明LN-RWR的预测结果很多正在被生物学家们关注和研究。 展开更多

关键词 药物重定位 随机游走 Laplacian正则化 LN-RWR

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基于知识图谱嵌入的阿尔茨海默病药物重定位研究 被引量：7

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作者 卢艳峰 杨思瀚 +1 位作者 莫鸿仪 侯凤贞 《中国药科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期344-354,共11页

阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)给社会带来了巨大的医疗和经济负担,寻找和发现其治疗药物有着重大的研究意义。本研究采用知识图谱嵌入在公开的药物再利用知识图谱(drug repurposing knowledge graph,DRKG)上研究了AD的药物重... 阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)给社会带来了巨大的医疗和经济负担,寻找和发现其治疗药物有着重大的研究意义。本研究采用知识图谱嵌入在公开的药物再利用知识图谱(drug repurposing knowledge graph,DRKG)上研究了AD的药物重定位。首先,利用4种知识图谱嵌入模型,即TransE、DistMult、ComplEx和RotatE在DRKG上学习实体和关系的嵌入向量;随后使用3种经典的知识图谱评估指标评估和比较了这些模型的性能和学习到的嵌入向量的质量;根据评估比较的结果,选择利用RotatE模型进行链接预测,确定了16种有可能用于AD治疗的药物,其中谷胱甘肽、氟哌啶醇、辣椒素、槲皮素、雌二醇、葡萄糖、双硫仑、腺苷、帕罗西汀、紫杉醇、格列本脲、阿米替林已被前人的研究证实对于AD有潜在的治疗作用。研究结果表明,基于知识图谱嵌入的药物重定位研究有望为AD药物发现提供新的思路和方法,RotatE模型可以有效地整合DRKG的多源信息,进而很好地完成了AD药物重定位任务。本研究的源代码可以从https://github.com/LuYFLemon-love/AD-KGE获得。 展开更多

关键词 药物重定位 阿尔茨海默病 知识图谱 知识图谱嵌入 知识图谱补全

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药物重定位技术及其在发现潜在减肥药物中的应用进展 被引量：3

10

作者 陈枫 张圳 +1 位作者 陈飞 刘霞 《海军军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1305-1311,共7页

随着人民生活水平的提高,肥胖已日益成为成年人及儿童面临的主要健康问题。药物是肥胖的主要治疗手段,但现有药物数量有限且在治疗效果上也不能满足所有患者的需求。在减肥新药陷入研发困境的同时,采用药物重定位(DR)策略挖掘现有药物... 随着人民生活水平的提高,肥胖已日益成为成年人及儿童面临的主要健康问题。药物是肥胖的主要治疗手段,但现有药物数量有限且在治疗效果上也不能满足所有患者的需求。在减肥新药陷入研发困境的同时,采用药物重定位(DR)策略挖掘现有药物的新适应症可为发现新的减肥药物提供思路和方向。近年来稳步增加的生物医学数据及持续发展的高通量筛选技术在减肥药物的DR领域显示出巨大的潜力,以计算机为主的计算方法和以高通量筛选为主的实验方法以更加系统合理的方式实现DR。计算方法由数据驱动,结合了数据库、网络药理学和人工智能的应用。实验方法从低通量基于动物模型的技术过渡到高通量的筛选,为发现肥胖疾病的潜在治疗药物提供机遇。本综述回顾了DR系统的研究方法以及其在发现潜在减肥药物中的应用进展。 展开更多

关键词 肥胖 减肥药物 药物重定位 计算方法 实验方法 数据库 网络药理学 人工智能

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基于LINCS转录组数据以囊泡谷氨酸转运体1为靶点的抗阿尔茨海默病药物重定位 被引量：2

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作者 谢宗杰 王静 +5 位作者 韩露 王同兴 高圣乔 程肖蕊 周文霞 张永祥 《中国药理学与毒理学杂志》 CAS 北大核心 2022年第9期641-648,共8页

目的利用基于网络细胞反应印记整合文库(LINCS)提供的药物扰动基因表达谱数据和阿尔茨海默病(AD)谷氨酸毒性发病机制,以囊泡谷氨酸转运体1(VGLUT1)为靶点进行抗AD药物重定位预测。方法利用MetaCore数据库构建VGLUT1调控基因集,基于LINC... 目的利用基于网络细胞反应印记整合文库(LINCS)提供的药物扰动基因表达谱数据和阿尔茨海默病(AD)谷氨酸毒性发病机制,以囊泡谷氨酸转运体1(VGLUT1)为靶点进行抗AD药物重定位预测。方法利用MetaCore数据库构建VGLUT1调控基因集,基于LINCS提供的药物扰动基因表达谱数据,采用基因富集分析评估药物调控VGLUT1转录潜能,预测靶向调控VGLUT1转录的抗AD药物。以快速老化模型小鼠(SAMP8)为模型,用Morris水迷宫实验和新异物体识别实验评价小鼠学习记忆功能,对预测药物的抗AD作用进行验证。结果获得了包括16个激活VGLUT1转录和11个抑制VGLUT1转录的基因集;富集分数排名前5具有促进VGLUT1转录作用的药物为氟尼缩松、谷氨酰胺、阿那曲唑、米非司酮和雷替曲塞。米非司酮可显著增加SAMP8在水迷宫目标象限的游泳时间(P<0.05),而对新异物体识别实验中的偏好指数无显著影响。结论基于LINCS转录组数据和VGLUT1特征基因集的药物重定位为抗AD药物发现提供了一个新的易实现的参考方法。米非司酮具有成为抗AD药物的前景。 展开更多

关键词 阿尔茨海默病 药物重定位 基因表达谱 囊泡谷氨酸转运体 米非司酮

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基于药物重定位策略预测治疗多发性骨髓瘤的候选化合物

12

作者 邹敏 李锐峰 +2 位作者 陈岷 颜晓燕 史惠卿 《生物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期23-28,共6页

采用药物重定位(Drug repositioning,DR)策略预测多发性骨髓瘤的候选化合物,为多发性骨髓瘤的治疗提供新的思路和方向。利用GEO数据库检索并筛选多发性骨髓瘤表达谱芯片数据,GEO2R软件提取差异表达基因(DEGs);DAVID和Panther数据库对差... 采用药物重定位(Drug repositioning,DR)策略预测多发性骨髓瘤的候选化合物,为多发性骨髓瘤的治疗提供新的思路和方向。利用GEO数据库检索并筛选多发性骨髓瘤表达谱芯片数据,GEO2R软件提取差异表达基因(DEGs);DAVID和Panther数据库对差异表达基因进行富集和通路分析;利用STRING数据库构建蛋白-蛋白相互作用网络分析;将差异表达基因导入CMAP连接图,计算获得治疗MM的候选化合物,进一步对候选化合物进行查找和分析。结果显示:共获得差异表达基因53个,包括上调差异表达基因10个、下调差异表达基因43个;GO分析结果表明生物学过程涉及22个功能簇,分子功能涉及5个功能簇,细胞成分涉及5个功能簇;KEGG分析涉及10条通路;蛋白-蛋白相互作用网络分析显示VCAM1、CCR2、CCL3和CXCL12等4个基因为富集程度最高的核心差异表达基因;通过CMAP连接图计算得到排名前20的候选化合物,其中LY-294002和Tanespimycin可能对MM有潜在治疗作用,但还有待深入试验研究和临床验证。 展开更多

关键词 药物重定位 多发性骨髓瘤 差异表达基因 候选化合物 生物信息学

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利用药物重定位策略挖掘胃癌治疗药物

13

作者 齐鑫 荀德旭 +5 位作者 冯舒琪 高娜 侯思宇 卢雨青 黄兰 陈佳佳 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期659-666,共8页

利用药物重定位和生物信息学的方法预测治疗胃癌的候选小分子药物及其潜在靶点,为胃癌的治疗提供新的思路。首先在胃癌数据集GSE54129、GSE26899和GSE65801中鉴定了203个差异表达基因,并利用关联图谱(connectivity map,CMap)分析筛选得... 利用药物重定位和生物信息学的方法预测治疗胃癌的候选小分子药物及其潜在靶点,为胃癌的治疗提供新的思路。首先在胃癌数据集GSE54129、GSE26899和GSE65801中鉴定了203个差异表达基因,并利用关联图谱(connectivity map,CMap)分析筛选得到10种候选的小分子化合物。然后,通过对差异表达基因组成的蛋白质-蛋白质相互作用网络进行拓扑性质分析,鉴定TIMP1、PDGFRB、COL1A1等为枢纽基因。进一步,分子对接的结果显示,新鉴定的小分子药物左炔诺孕酮(levonorgestrel)与TIMP1具有较强的结合能力,结合能为-9.24 kcal/mol;已报道的胃癌药物西地尼布(cediranib)与靶点PDGFRB的结合能为-6.28 kcal/mol。另外,潜在靶点基因TIMP1和PDGFRB的表达模式、诊断和预后价值在胃癌数据集中得到了验证。 展开更多

关键词 关联图谱 药物重定位 胃癌 左炔诺孕酮 PDGFRB TIMP1

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药物重定位的计算分析方法

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作者 谢达菲 李鹏 +2 位作者 李非 伯晓晨 王升启 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1029-1036,共8页

全新结构药物的研发存在周期长、耗资大、风险高的问题.通过各种技术预测已有药物的新适应症,即药物重定位,可以缩短药物研发时间、降低研发成本和风险.由于疾病种类和已知药物的数量繁多,完全通过实验筛选已知药物的新用途仍然具有很... 全新结构药物的研发存在周期长、耗资大、风险高的问题.通过各种技术预测已有药物的新适应症,即药物重定位,可以缩短药物研发时间、降低研发成本和风险.由于疾病种类和已知药物的数量繁多,完全通过实验筛选已知药物的新用途仍然具有很高的成本.随着组学和药物信息学数据的积累,药物重定位进入到了理性设计和实验筛选相结合的阶段,药物重定位的计算预测已经成为计算生物学和系统生物学的重要研究方向.本文将目前药物重定位计算分析的策略归纳为药物-靶标关系分析、药物-药物关系分析和药物-疾病关系分析,对已报道的技术方法及其成功应用实例进行了综述. 展开更多

关键词 药物重定位 药物靶标 基因表达谱

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基于网络链路预测的药物分子重定位研究 被引量：3

15

作者 马代川 罗代兵 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期752-757,共6页

传统的药物开发模式成本高、周期长、风险大。药物重定位方法(旧药新用)能挖掘已知药物分子的新功能,探寻其新的适用范围,该策略可降低开发风险,提高研发效率。随着药物实验数据的积累和高效计算方法的涌现,多种药物重定位方案被应用于... 传统的药物开发模式成本高、周期长、风险大。药物重定位方法(旧药新用)能挖掘已知药物分子的新功能,探寻其新的适用范围,该策略可降低开发风险,提高研发效率。随着药物实验数据的积累和高效计算方法的涌现,多种药物重定位方案被应用于药物设计中,为药物合成试验提供指导。本文提出一种基于链路预测算法的药物重定位方法。利用药物分子-靶标蛋白相互作用网络的结构信息,推断部分化学信息不明确的小分子和蛋白质间的关联性。结果表明,该方法在不同的数据集上均有较好的预测效果,有助于挖掘现存药物分子新功能研究的开展。 展开更多

关键词 药物重定位 链路预测 复杂网络 药物-蛋白相互作用

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基于生物信息学的氧化苦参碱重定位及作用机制研究——以多发性硬化症为例 被引量：3

16

作者 孔德鑫 张明亮 +9 位作者 陈毓龙 李伟霞 王晓艳 吴娅丽 杨柳青 张辉 陈小菲 李寒冰 吴宿慧 唐进法 《中国药理学通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2162-2170,共9页

目的为探索氧化苦参碱(oxymatrine,OMAT)新的潜在应用价值,采用生物信息学技术对OMAT的药理作用重定位,通过动物实验验证并探索潜在作用机制。方法基于GEO数据库,筛选OMAT调控的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并导... 目的为探索氧化苦参碱(oxymatrine,OMAT)新的潜在应用价值,采用生物信息学技术对OMAT的药理作用重定位,通过动物实验验证并探索潜在作用机制。方法基于GEO数据库,筛选OMAT调控的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并导入CMap与Coexpedia数据库对OMAT药理作用及适应症重定位,选取代表性适应症对应靶点基因与DEGs取交集,构建靶点基因的蛋白互作网络,进行GO与KEGG功能富集分析,最后通过动物实验进行验证。结果筛选出619个OMAT调控的DEGs。重定位结果表明,OMAT或可用于治疗多发性硬化症(multiple sclerosis,MS)、关节炎等疾病。以MS为例进行后续分析,GO与KEGG结果提示,OMAT可能通过调控ERK的生物过程与Ras和钙离子等信号通路发挥治疗MS作用。动物实验结果表明,与模型组相比,OMAT治疗组神经功能评分明显降低,中枢神经炎症浸润和髓鞘脱失程度也明显减轻。RT-PCR结果显示,OMAT明显降低模型组小鼠Fgfr2、Rras2、Raf1、Camk2a、Calm1的mRNA表达水平,明显上调Fgf2的mRNA表达水平。结论OMAT对MS有治疗作用,其机制可能与调控Fgf2、IL4、ICAM1、Fgfr2等靶点,抑制Ras信号通路和钙离子信号通路的关键靶点有关。本研究扩大了OMAT的应用范围,也为其他药物的再开发提供借鉴。 展开更多

关键词 氧化苦参碱 药物重定位 生物信息学 多发性硬化症 实验自身免疫性脑脊髓炎 作用机制

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基于基因表达谱相似性的四物汤重定位及抗乳腺癌有效成分群辨识 被引量：4

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作者 陈国飞 沈媛 +1 位作者 宋琦 张百霞 《世界科学技术-中医药现代化》 CSCD 北大核心 2021年第9期3217-3225,共9页

目的发现四物汤的新药理作用并辨识其有效成分群。方法于GEO和Cmap数据库获取四物汤和1309个小分子药物的基因表达谱,计算差异表达基因及四物汤与1309个小分子药物的基因表达谱间的相似性,相似性较高的小分子药物的药理作用为四物汤的... 目的发现四物汤的新药理作用并辨识其有效成分群。方法于GEO和Cmap数据库获取四物汤和1309个小分子药物的基因表达谱,计算差异表达基因及四物汤与1309个小分子药物的基因表达谱间的相似性,相似性较高的小分子药物的药理作用为四物汤的新药理作用。相似性较高的小分子药物的靶点作为四物汤发挥新药理作用的靶标,利用分子对接技术辨识四物汤的有效成分群。结果四物汤具有抗乳腺癌的作用,其有效成分群为荭草苷、芍药苷和半乳糖醛酸等,并通过文献调研验证了辨识结果的可靠性。结论本研究将为扩大四物汤的临床应用范围及质量控制奠定基础,为乳腺癌的治疗提供新方法。 展开更多

关键词 四物汤 药物重定位 基因表达谱相似性 分子对接 有效成分群 乳腺癌

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药物-疾病关系预测:一种推荐系统模型 被引量：6

18

作者 汪浩 王海平 +1 位作者 吴信东 刘琦 《中国药理学通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1770-1774,共5页

目的药物重定位是指发掘已有药物新的治疗作用,然而具有潜在治疗作用的药物-疾病往往隐藏在数以百万计的关系对中。该研究基于医疗大数据分析,预测具有潜在治疗关系的药物-疾病关系对。方法将社交网络中推荐系统模型应用于药物重定位研... 目的药物重定位是指发掘已有药物新的治疗作用,然而具有潜在治疗作用的药物-疾病往往隐藏在数以百万计的关系对中。该研究基于医疗大数据分析,预测具有潜在治疗关系的药物-疾病关系对。方法将社交网络中推荐系统模型应用于药物重定位研究,并假设具有相似化学结构的药物可能具有相似的适应症。从开源数据库收集已知药物-疾病的治疗关系、副作用关系以及药物和疾病特征描述符,计算得到药物-药物的相似度和疾病-疾病相似度,再构建推荐模型将上述信息融合,并预测具有潜在治疗关系的药物-疾病,最终得到预测关系对的排序列表。结果列表排名前500的关系对中,有12.8%得到临床实验支持或综述报道,20%得到模式生物实验或细胞实验支持。结论相比于已有分类模型和随机抽样结果,本模型可明显提高具有潜在治疗作用药物-疾病的富集程度。 展开更多

关键词 药物重定位 医药大数据 推荐系统 相似性度量 协同过滤 药物和疾病关系预测 机器学习

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基于转录组学数据的抗真菌药物预测方法研究 被引量：2

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作者 杨浩艺 陈微 +2 位作者 姚泽欢 谭郁松 李非 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2023年第2期246-251,共6页

在生物医学高通量数据迅速积累的背景下,突破传统药物研发技术体系,从生物医药信息的丰富数据特征出发,建立抗真菌药物的快速发现方法逐渐成为可能。从高通量组学数据出发,计算发现药物之间的相似药效关系,并应用于抗真菌新药发现。基于... 在生物医学高通量数据迅速积累的背景下,突破传统药物研发技术体系,从生物医药信息的丰富数据特征出发,建立抗真菌药物的快速发现方法逐渐成为可能。从高通量组学数据出发,计算发现药物之间的相似药效关系,并应用于抗真菌新药发现。基于CMAP和LINCS数据平台,获取化合物作用下的细胞转录组数据作为生物细胞对药物效应的特征表征,采用GSEA和WTCS算法度量其特征表征之间的相似程度,通过对待筛选药物和已知抗真菌药物的相似度综合排序实现对潜在抗真菌药物的预测筛选。通过大规模计算发现,普尼拉明、伊利替康等药物有望用于抗真菌用途,部分预测结果已得到相关实验研究的支持。本研究有效利用细胞反应表征的高通量组学数据,将生物大数据应用于快速药物理性设计,为抗真菌药物重定位的理性设计提供重要的计算方法,启发并加速现有抗真菌药物发现过程。 展开更多

关键词 药物重定位 生物大数据 抗真菌药物

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一种抗感染性疾病药物的启发式发现方法及其在治疗新型冠状病毒肺炎药物发现中的应用初探 被引量：1

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作者 高敏 徐睿峰 +3 位作者 全源 梁峰吉 朱月星 熊江辉 《中国药理学与毒理学杂志》 CAS 北大核心 2020年第6期408-417,共10页

目的建立一种抗感染性疾病药物的启发式发现方法(aCODE方法),以用于抗感染性疾病药物研发。方法选择美国食品药品监督管理局(FDA)批准药物数量≥40个的5种感染性疾病(艾滋病、流行性感冒、副黏液病毒感染、细菌性感染和百日咳),每种疾... 目的建立一种抗感染性疾病药物的启发式发现方法(aCODE方法),以用于抗感染性疾病药物研发。方法选择美国食品药品监督管理局(FDA)批准药物数量≥40个的5种感染性疾病(艾滋病、流行性感冒、副黏液病毒感染、细菌性感染和百日咳),每种疾病设实验组和2个阴性对照组(A和B),实验组随机抽取(500次)M个FDA批准的适应证是该疾病的抗感染类药物为种子药物,阴性对照组A用所有FDA批准的适应证非当前疾病的抗感染类药物代替种子药物,阴性对照组B用所有适应证为抗非感染性疾病的药物代替种子药物。M从2取到20,输入种子药物的靶基因信息,计算种子药物集合的特征向量,通过药物特征向量的相似性搜索,对候选化合物进行预测。通过计算预测药物与FDA批准的抗该疾病药物阳性集合的交集大小并计算二者交集的显著性,验证aCODE方法的有效性。建立aCODE方法后,选取洛匹那韦、利巴韦林、利托那韦和磷酸氯喹4个药物作为治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的种子药物,对天然产物成分进行预测;以文献调研的已知具有抗冠状病毒活性的天然产物为验证集,计算预测结果的显著性。结果在5种感染性疾病中,随机抽取一定数量的种子药物作为输入,随着种子药物数量增多,实验组预测结果中阳性药物的比例增加,而2个阴性对照组的阳性率均显现基本持平或略有下降。aCODE方法应用于治疗COVID-19药物筛选时,能够有效预测得到具有潜在抗新型冠状病毒活性的药物(P=0.0046)。结论在aCODE方法中,种子药物越多,由这组种子药物计算得到的与疾病相关的基因模块特征越准确,预测结果中阳性药物的比例越高。该方法可能有助于COVID-19治疗药物的发现。 展开更多

关键词 新型冠状病毒肺炎 药物重定位 天然产物 网络药理学

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