网络药理学研究“新方向”——网络毒理学！
2026-04-12 20:43:12
网络药理学研究“新方向”——网络毒理学，是通过结合生物信息学、基因组学和大数据分析，快速全面揭示毒物与病理间复杂分子关系的研究方法，以《利用网络毒理学和分子对接策略有效分析环境污染物的毒性和机理：以柠檬酸乙酰三丁酯为例》为例，其研究过程和成果如下：
研究背景与目的
传统无实验验证的网络药理学研究发表文章难度较大，该研究换个方向，采用网络毒理学结合分子对接的方法，对柠檬酸三丁酯（ATBC）的潜在脑毒性进行全面研究，旨在为评估潜在环境污染物的毒性和分子生物学机制提供有效分析方法。
研究方法与过程
数据收集与靶点确定
从在线数据库平台获取数据，通过PubChem数据库确定ATBC的标准结构和SMILE节点，利用ChEMBL数据库检索其潜在靶点，将SMILE字符上传到STITCH数据库识别被忽略的目标，合并构建ATBC的目标库。
从CHEMBL和STITCH数据库初步筛选256个ATBC靶点，通过GeneCard和OMIM数据库确定8841个与脑损伤高度相关的靶点，整合删除重复数据后获得213个交叉靶点作为ATBC脑毒性的潜在靶点。
潜在靶点相互作用网络与核心基因获取
利用STRING数据库构建PPI相互作用网络，得到212个节点和569条边，平均节点度值为5.37。
利用Cytoscape软件分析网络节点拓扑特性，生成蛋白 - 蛋白互作网络图，确定23个ATBC诱导脑毒性的核心靶点，前三个分别为丝氨酸/苏氨酸激酶1（AKT1）、caspase - 3型半胱氨酸蛋白酶（CASP3）和热休克蛋白90α家族A成员1（HSP90AA1）。
靶点功能分析和通路富集分析
对213个潜在目标进行GO和KEGG富集分析，发现许多基因参与神经元传递、细胞增殖和细胞信号转导等关键调控过程。KEGG信号通路富集中，神经活性配体 - 受体相互作用、钙信号通路、cAMP信号通路以及与肿瘤相关的通路等与ATBC引起的脑损伤类型一致。
对23个核心靶标进行KEGG富集分析和Reactome通路分析，共富集287条典型信号通路，核心基因的主要通路与癌症通路以及不同分子介导的信号转导密切相关，脑损伤与前列腺癌在潜在靶点和核心靶点上相关性明显。
靶蛋白与ATBC分子对接
对ATBC与核心靶基因AKT1、CASP3、HSP90AA1、ESR1和MMP9进行分子对接分析，发现五个核心靶蛋白都与ATBC表现出强结合力，说明它们在ATBC诱导脑毒性和脑损伤的分子机制中发挥重要作用。
- 研究结果与意义
研究结果
采用网络毒理学和分子对接分析方法，全面分析了ATBC的潜在脑毒性。
鉴定了ATBC对大脑的潜在靶点。
揭示了ATBC对大脑的潜在毒性机制。
研究意义
该研究方法结合多学科知识，能快速全面揭示毒物与病理间的复杂分子关系。
为评估潜在环境污染物的毒性和分子生物学机制提供了有效的分析方法，为进一步研究提供参考，使发表相关SCI文章更具可行性。
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