运用网络药理学确定岩藻多糖抗肥胖合并Ⅱ型糖尿病作用机制的方法

【】本发明属于生物医药领域，具体涉及运用网络药理学确定岩藻多糖抗肥胖合并ⅱ型糖尿病作用机制的方法，也是一种基于网络药理学分析岩藻多糖抗肥胖合并ⅱ型糖尿病的应用方法。

背景技术

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背景技术：

1、随着人们生活方式和饮食结构的改变，全球肥胖、糖尿病疾病的患病人数呈快速增长趋势。糖尿病是一种高血糖慢性代谢疾病，血糖值长期偏高易导致自身内分泌失调，减慢机体新陈代谢，造成脂肪质量增多，进而引发肥胖的发生。糖尿病主要分为i型糖尿病和ⅱ型糖尿病，其中ⅱ型糖尿病的特征是胰岛素抵抗、胰岛素相对缺乏所造成的高血糖，与肥胖密切相关。近年来，肥胖导致的ⅱ型糖尿病患病人数呈快速增长趋势，如何有效防治肥胖导致ⅱ型糖尿病是亟待解决的全球健康问题。

2、岩藻多糖是从褐藻细胞壁和细胞间质中分离得到的一类天然硫酸化杂多糖。岩藻多糖具有多样的生物活性，如抗炎、调节肠道菌群和调节血脂等作用。网络药理学是基于系统生物学的理论，用生物信息学和网络分析方法对生物系统进行分析，从系统水平研究药物作用机制、进行多靶点药物分子设计的新兴交叉学科。

3、综上，借鉴网络药理方法筛选岩藻多糖治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病的靶点，研究岩藻多糖治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病的功能和药理作用机制，为治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病药物的开发提供重要的科学理论依据，很有前景。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、针对现有技术中对于岩藻多糖治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病的靶点的研究尚未见报道，本发明提供了运用网络药理学确定岩藻多糖抗肥胖合并ⅱ型糖尿病作用机制的方法，目的在于基于网络药理学方法发现岩藻多糖治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病的作用机制是多靶点、多途径的复杂交错过程，找出治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病所涉及的生物学功能及细胞组分等，挖掘潜在信号通路，为岩藻多糖治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病提供了新思路并为相关研究提供了理论支撑。

2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：

3、运用网络药理学确定岩藻多糖抗肥胖合并ⅱ型糖尿病作用机制的方法，包括以下步骤：

4、s1、岩藻多糖活性成分作用靶点筛选：

5、根据研究目标，设定筛选标准，运用在线数据库筛选岩藻多糖的455个作用靶点；

6、s2、疾病候选靶点识别：

7、在疾病靶标数据库中，以“obesity”、“diabetes mellitus type 2”作为关键词检索查找肥胖、ⅱ型糖尿病的候选靶点，与s1所得的成分作用靶点进行交集映射，获得岩藻多糖-肥胖-ⅱ型糖尿病作用的交集靶点126个；

8、s3、构建成分靶点-疾病靶点网络及筛选核心靶点：

9、采用string数据库分析s2的交集靶点，得到靶点蛋白互作网络关系图(ppi网络)及tsv.数据，运用cytoscape3.7.1软件分析网络节点的拓扑结构特征参数，确定核心靶点筛选条件并进行后续筛选分析，得到41个核心靶点，分别为akt1、pik3ca、pik3r1、hsp90aa1、rela、nfkb1、chuk、prkcz、cyp3a4、ptpn11、mtor、nfkbia、pik3cb、cdk1、pik3cg、nos2、pcna、tlr4、igf1r、akr1c3、ar、hif1a、cdk4、fgf2、mmp2、flt3、cyp7a1、pde3b、alox15、maoa、maob、top2a、prkcq、cdk5、ces1、rbp4、mmp1、mmp9、s100b、pdgfra；

10、s4、核心靶点生物学功能、分子作用信号通路分析与可视化：

11、利用r语言相关包对核心靶点进行go生物过程和kegg通路注释富集分析，输出相应图表，揭示岩藻多糖治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病的作用信号通路；

12、s5、分子对接验证：

13、对s3筛选所得的核心靶点进行分子对接验证，通过化合物和蛋白质结构数据库获取活性成分化合物结构及蛋白结构，转化为相应的.pdbqt格式后导入autodock vina软件中判断对接参数设置的合理性，再进行分子对接验证；

14、s6、岩藻多糖体内抗肥胖合并ⅱ型糖尿病模型：

15、设置对照组饲喂普通饮食，高脂饮食糖尿病组及高脂饮食糖尿病灌胃100ug/kg岩藻多糖组，试验周期为8周，记录体重、血糖，比较各脂肪组织的重量，验证岩藻多糖具有抗肥胖作用。

16、本发明中：

17、步骤s1所述的在线数据库，包括但不限于superpred、pharmmaper、swiss targetprediction。

18、步骤s2所述的疾病靶标数据库，包括但不限于omim、genecard。

19、步骤s5所述的化合物和蛋白质结构数据库，包括但不限于pubchem、pdb。

20、和现有技术相比，本发明具有如下优点：

21、1、本发明所述的运用网络药理学确定岩藻多糖抗肥胖合并ⅱ型糖尿病作用机制的方法，首次公开了岩藻多糖治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病的相关靶点，这些靶点将作为突破点在治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病药物研发过程中提供参考。本发明方法为阐释岩藻多糖治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病作用研究机制提供了新思路，同时为岩藻多糖用于治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病的临床应用提供了前期研究基础。这些系统生物学信息将在未来的研究中得到验证，进一步为岩藻多糖治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病的防治提供了前期研究基础。

22、2、本发明所述的运用网络药理学确定岩藻多糖抗肥胖合并ⅱ型糖尿病作用机制的方法，利用了网络药理学和分子对接技术，与传统研究方法相比，该法具有快速筛选药物有效成分和快速预测药物靶点的优点。可见，通过生物信息学技术，可以辅助药物活性成分研发，对我国丰富中药资源的开发与产业化具有突破性意义。本发明不仅为揭示岩藻多糖治疗肥胖合并ⅱ型糖尿病作用研究机制提供新思路，还为岩藻多糖等其他天然活性成分研发提供新参考，对我国丰富中药资源的开发与产业化具有重要意义。

技术特征：

1.运用网络药理学确定岩藻多糖抗肥胖合并ⅱ型糖尿病作用机制的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的运用网络药理学确定岩藻多糖抗肥胖合并ⅱ型糖尿病作用机制的方法，其特征在于：步骤s1所述的在线数据库，选自superpred、pharmmaper、swisstarget prediction。

3.根据权利要求1所述的运用网络药理学确定岩藻多糖抗肥胖合并ⅱ型糖尿病作用机制的方法，其特征在于：步骤s2所述的疾病靶标数据库，选自omim、genecard。

4.根据权利要求1所述的运用网络药理学确定岩藻多糖抗肥胖合并ⅱ型糖尿病作用机制的方法，其特征在于：步骤s5所述的化合物和蛋白质结构数据库，选自pubchem、pdb。

技术总结
本发明公开了运用网络药理学确定岩藻多糖抗肥胖合并Ⅱ型糖尿病作用机制的方法，1)通过SuperPred、Genecard等在线数据库分析获得岩藻多糖药理靶点及Ⅱ型糖尿病、肥胖疾病靶点；2)将岩藻多糖治疗肥胖合并Ⅱ型糖尿病靶点取交集得到药物‑疾病交集靶基因靶点并构建相关蛋白互作网络筛选核心靶点；3)进一步利用R语言相关包对核心靶点进行基因本体GO生物过程和KEGG通路富集分析；4)进行分子对接验证活性成分与核心靶点对应蛋白的对接合理性；5)岩藻多糖体内抗肥胖合并Ⅱ型糖尿病动物实验结果提示，岩藻多糖显著改善高脂饮食喂养下糖尿病小鼠的体重增长，棕色脂肪产热增加，白色脂肪沉积减少。

技术研发人员：黎荣,刘嘉琪,黎镜波,苏敏,陈庆婷
受保护的技术使用者：桂林医学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5