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收藏!2021网络药理学研究的免费数据库、在线平台与软件工具汇总整理介绍

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。中药网络药理学从系统的角度和分子水平研究中药方剂的治疗机理。多年来,相关领域的研究开发了许多数据库和工具,对中药网络药理学的研究具有重要意义。本文介绍一篇综述:

 

Jing Zhao, Jian Yang, Saisai Tian, Weidong Zhang.A survey of web resources and tools for the study of TCM network pharmacology. Quantitative Biology, 2019,Vol 7, Issue 1, pp 17–29.

https://link.springer.com/article/10.1007/s40484-019-0167-8


 

中药网络药理学要解决的一个核心问题是,如何在疾病相关网络的背景下,评价中药的多成分、多靶点的协同作用。根据中药方剂成分复杂、靶点不清、以全面调节的方式干预复杂疾病的特点,研究者们提出了一些中药网络药理学的研究路线,如图1就是一个典型的中药复方研究的网络药理学路线图。这个路线图包括数据获取和网络分析两大部分。需要获取的数据包括中药方剂的有效活性成分、活性化合物的靶点和疾病相关基因等。基于这些数据,构建和分析疾病相关网络、药物影响网络,识别疾病和药物影响的信号通路和生物学过程,能帮助我们阐明中药方剂的作用机制。


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 1中药复方研究的网络药理学路线图

 

本综述介绍中药网络药理学研究用到的各种数据库和工具,包括中药数据库、药物靶标数据库、疾病基因数据库、靶标预测工具、网络构建和分析工具、功能分析工具等,所介绍的数据库和工具全部是公开、免费的。

 


一、中药数据库


一个中药复方通常由许多天然产物组成,如草药、动物药和矿物药,每一种都含有大量的化学分子。复方中的活性化合物与特定疾病相关的功能失调蛋白相互作用,从而治疗该疾病。因此,对中药有效成分及其作用靶点的鉴定,对于深入了解中药方剂的作用机理具有重要意义。目前已经建立了若干数据库,提供有关中药的各方面信息,包括疾病、方剂、草药或天然产物、生物活性成分和靶点。这些数据库成为中医药与现代生物医学之间的桥梁,在中药药理学研究中发挥了重要作用。本节介绍一些免费的中药数据库。表1列出了这些数据库的基本情况。

 本文介绍的中药数据库见下表。

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1. TCMSP

http://tcmspw.com/tcmsp.php

TCMSP包括中国药典中的499种中药,共29384种成分,3311种靶点,837种相关疾病。药物靶点来自HIT数据库和预测算法SysDT,疾病信息来自TTD数据库和PharmGKB。这个数据库提供化合物的药代动力学信息,如药物相似性(DL)、口服生物利用度(OB)、人体肠吸收(HIA)、血脑屏障(BBB)、肠上皮通透性(Caco-2)、ALogPFASA-H-键供体/受体数量(Hdon/Hacc)。因此,使用者可以选择具有良好药物相似性和ADME(吸收、分布、代谢、排泄)特性的化合物,进行进一步的研究。

 

2.TCMID

http://www.megabionet.org/tcmid/

TCMID提供有关中药复方、草药和草药化合物的信息,以及疾病和西药信息。这个数据库是通过集成以前的数据库和文本挖掘而构建的。其中,中药复方是通过文本挖掘收集的;中药是从TCM-ID数据库和文本挖掘获取的;中药成分是通过文本挖掘并结合其他中药数据库(包括TCM@TaiwanTCM-IDHIT)获得;疾病及其相关基因来自DrugBankOMIM

 

3.HIT

http://lifecenter.biosino.org/hit/

HIT是一个人工注释的数据库,包含了中草药中化合物的蛋白质靶标信息,这些信息是通过人工整理3250多篇文献获得。HIT包括1300多种中草药, 586种草药化合物,以及1301个靶标蛋白。

 

4.TCM@Taiwan

http://tcm.cmu.edu.tw

TCM@Taiwan提供了从中医文献和科学出版物中收集的453种中药中的61000种化合物的信息。

 

5.NPACT

http://crdd.osdd.net/raghava/npact/

NPACT是一个人工注释的植物衍生化合物数据库,收集了从762篇论文中的具有抗癌活性的植物化合物。共含有对353个癌细胞系、284个癌症相关蛋白靶点具有作用的1574个化合物,以及1980个经实验验证的化合物-靶标相互作用。对于每种化合物,它提供了它的结构、性质、针对的癌症类型、细胞系、抑制值(IC50ED50EC50GI50)、分子靶标、商业供应商、以及化合物的药物相似性的信息。

 

6.CancerHSP

http://ibts.hkbu.edu.hk/LSP/CancerHSP.php

CancerHSP收录了2439种抗癌草药中所含有的3575种抗癌化合物,以及它们的靶标共832个。靶标是通过文本挖掘或预测得到的。还提供了这些抗癌化合物对于492种不同癌细胞系的抗癌活性。数据库还显示了每个化合物的分子结构和9个关键的ADME参数。

 

7.NPASS

http://bidd2.nus.edu.sg/NPASS

NPASS提供了天然产物的物种来源和生物活性方面的详细信息。该数据库收录了35032种不同的天然产物(即化合物),它们来自25041个物种—其中植物16581种、细菌1675种、后生动物2503种、真菌2107种。数据库收录了这些化合物的靶标共5863个,其中2946个是蛋白靶标。它还包括其他种类的靶标,如有机体和细胞系。

 


二、药物靶标数据库


目前免费中药数据库中的靶标信息太少,无法满足中药研究的需要。因此,有必要利用其他资源。有许多通用的药物靶点数据库或化合物-蛋白相互作用数据库,提供了大量的药物(或小分子)-蛋白相互作用的实验或预测数据。这些数据库已被药物发现界广泛接受,它们也可用于寻找或预测中药活性成分的蛋白质靶点。

本文介绍的药物靶标数据库见表2

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1. DrugBank

https://www.drugbank.ca

DrugBank提供有关西药分子及其机制的全面信息—包括其化学、药理、ADME、相互作用信息以及靶标。第一版的DrugBank2006年发布,它更新很勤。目前的DrugBank 5.0

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