白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法

1.本发明属于中药活性成分药理研究领域，具体公开了白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法。


背景技术：

2.白花蛇舌草，简称hd，为一年生披散草本，高15-50cm。根细长，分枝，白花。茎略带方形或扁圆柱形，光滑无毛，从基部发出多分枝。花期春季。种子棕黄色，细小，且3个棱角。其成药味苦、淡，性寒。主要功效是清热解毒、消痛散结、利尿除湿。尤善治疗各种类型炎症。在临床实践中，发现白花蛇舌草若配伍得当，可治疗多种疾病。 别名：蛇舌草、蛇舌癀、蛇针草、蛇总管、二叶葎、白花十字草、尖刀草、甲猛草、龙舌草、蛇脷草、鹤舌草。全草含车叶草甙，车叶草甙酸，去乙酸，基车叶草甙酸，都桷子甙酸，鸡屎藤次甙，鸡屎藤次甙甲酯， 6-o-对-羟基桂皮酰鸡屎藤次甙甲酯，6-o-对-甲氧基桂皮酰鸡屎藤次甙甲酯，6-o-阿魏酰鸡屎藤次甙甲酯，2-甲基-3-羟基蒽醌，2-甲基-3-甲氧基蒽醌，2-甲基-3-羟基-4-甲氧基蒽醌等，以及熊果酸，β-谷甾醇，三十一烷，豆甾醇，齐墩果酸，β-谷甾醇-β-葡萄糖甙，对-香豆酸等。在传统中医中，白花蛇舌草主治肺热喘咳；咽喉肿痛；肠痈；疖肿疮疡；毒蛇咬伤；热淋涩痛；水肿；痢疾；肠炎；湿热黄疸；擅长治疗多种癌肿。现代中医学在此基础上对白花蛇舌草进行研究，发现其具有抗菌，抗肿瘤和抗蛇毒作用。特别是其抗肿瘤作用，获得了广泛的研究，白花蛇舌草在体内对白血病细胞如急性粒细胞白血病细胞、急性淋巴性白血病细胞有抑制作用；白花蛇舌草素对小白鼠腹水肝癌细胞有抑制、杀灭作用，1毫克白花蛇舌草素于24小时内可使0.2毫升腹水肝癌细胞全部死亡。白花蛇舌草在体内对大鼠瓦克癌256、小鼠宫颈癌14、肉瘤180、肝癌实体型、艾氏腹水癌腹水型转皮下型均有抑制作用。白花蛇舌草能使小鼠肉瘤180细胞分裂相尤其是有丝分裂相显著抑制、瘤组织坏死。所含三萜酸类对淋巴肉瘤1号腹水型、宫颈癌14、肝癌实体型、肉瘤180，香豆精类对子宫颈癌14、肉瘤180、肝癌实体型、多糖类对淋巴肉瘤1号腹水型、艾氏腹水癌皮下型，均有显著抑制作用，认为白花蛇舌草是一种广谱抗癌药，所含抗瘤成分不是一种。
3.目前对白花蛇舌草的抗肿瘤功能还在持续的进行中，有相当多的研究指向了白花蛇舌草具有抑制肿瘤血管生成的机制，但是由于白花蛇舌草中有效成分众多，同时，肿瘤的血管生产靶点众多，缺乏理论研究而盲目进行实验的话工作量巨大，目前还缺乏有效的药理学预测方法，来揭示hd抗肿瘤的科学内涵并为临床合理应用提供参考。


技术实现要素：

4.针对上述情况，本发明公开了白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法。本技术人在前期的研究中发现，白花蛇舌草(hd)抑制血管生成是发挥抗肿瘤作用的重要途径之一，但具体机制不清。基于中药四性理论现代研究，寒凉药hd具有抑制机体交感神经-肾上腺系统和能量代谢功能，预实验结果显示，hd能抑制β2-ar活化介导的血管生成和vecs糖酵解水平。鉴于最新研究证实β2-肾上腺素受体(ar)介导vecs糖酵解在肿瘤血管
生成发挥至关重要作用，课题组据此提出假说hd通过多环节协同调节β 2-ar信号轴介导的vecs糖代谢，进而抑制肿瘤血管生成。本研究拟采用整体动物和细胞模型，考察hd及活性成分对“β 2-ar/vecs糖酵解代谢轴”的影响，初步揭示主要作用环节:再利用分子生物学、现代分析技术及网络药理模型等确证hd对“β2-ar/vecs糖酵解代谢轴”介导肿瘤血管生成关键环节的影响，从能量代谢角度探讨寒凉药hd调控β2-ar介导肿瘤血管生成的机制，该项目有助于揭示hd抗肿瘤的科学内涵并为临床合理应用提供参考。为了更好的指导具体的实验，节省实验经费，少走弯路，本技术人在研究的基础上开发出了一种白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法。
5.本发明的技术方案如下：白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法，包括以下步骤：1）构建模块：所述模块包括白花蛇舌草成分数据库模块、抗肿瘤血管生成靶点模块；2）使用分子对接软件，批量读取模块中的成分和靶点进行分子对接，获取到对接打分；3）根据对接打分的结果，构建成分-靶点作用关系数据库，来分析白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键活性物质以及其靶点。
6.进一步的，上述白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法，所述步骤1中，白花蛇舌草成分数据库模块的构建包括以下步骤：从tcmsp和tcmid以及上海有机所的中药与化学成分数据库中采集相关的白花蛇舌草成分信息数据再将其转化成pubchem数据库中化合物的3d结构文件。
7.进一步的，上述白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法，所述步骤1中，抗肿瘤血管生成靶点模块的构建包括以下步骤：从rcsb数据库中获取到靶点的名称；根据靶点信息再从uniprot数据库中获取到对应的蛋白质pdb名称和uniprotid。
8.进一步的，上述白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法，所述靶点为β2-肾上腺素受体(ar)介导vecs糖酵解代谢轴相关靶点。
9.进一步的，上述白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法，所述步骤2中，所述分子对接软件为autodock。
10.进一步的，上述白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法，所述步骤2中，分子对接方法包括以下步骤：a）准备活性成分和靶点蛋白的pdb文件；b）准备小分子和大分子的pdbqt文件；c）准备glg文件；d）进行对接得到dlg文件；e）结果查看。
11.进一步的，上述白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法，所述步骤b准备小分子的pdbqt文件,包括以下步骤：1、打开小分子：2、调整电荷：edit-charges-check totals on residues；
3、判断root，ligand-torsion-choose torsion，然后点击done；4、输出pdbqt文件。
12.进一步的，上述白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法，所述步骤b准备大分子的pdbqt文件,包括以下步骤：、1）打开大分子：打开准备好的蛋白pdb文件；2）加氢：给受体蛋白加上氢原子，；3）计算电荷：把所有电荷都调整为整数；4）设定原子类型：edit-atoms-assign ad4 type；5）输出pdbqt文件。
13.进一步的，上述白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法，所述成分-靶点作用关系数据库的构建包括以下步骤：1）将白花蛇舌草成分作为出发点，肿瘤血管生成靶点作为到达点，成分和靶点之间的打分作为边的权重，从而得到成分-靶点预测图模型；2）计算每个成分所有出边的打分之和得到每个成分的加权出度，计算每个靶点的所有入边的打分得到靶点的加权入度；3）分别按照从大到小的顺序进行排序，并进行可视化，通过分析，确定白花蛇舌草的活性成分和作用与肿瘤血管生成的关键靶点。
14.进一步的，上述白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法在研究β2-肾上腺素受体(ar)介导vecs糖酵解代谢轴中的应用。
15.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明通过数据评估方法从构建数据库模块开始，所述的数据库技术通过输入关键词信息，在数据库中检索与白花蛇舌草匹配的数据集，然后对检索到的数据集进行进一步的处理，除去数据集中不相关的数据，留下符合该数学模型的数据，构建白花蛇舌草活性成分模块，以及抗肿瘤血管生成靶点模块，通过分子对接软件，调用数据模块进行高通量的模拟对接，并根据得分的高低进行排名，实现了白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的精准预测，更好指导实验研究，节约实验资源，明确实验方向。
附图说明
16.附图1为本发明中分子对接的理论流程图；附图2为肿瘤细胞对比骨骼肌细胞中糖酵解的比较；附图3为本发明中的分子对接过程示意图。
具体实施方式
17.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
18.本发明实施例中使用的试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场渠道购获得的常规试剂产品。
实施例
19.白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法，包括以下步骤：1）构建模块：所述模块包括白花蛇舌草成分数据库模块、抗肿瘤血管生成靶点模块；2）使用分子对接软件，批量读取模块中的成分和靶点进行分子对接，获取到对接打分；大致流程见附图1，分子对接就是两个或多个分子之间通过几何匹配和能量匹配而相互识别的过程。分子对接在药物设计中已经体现出十分重要的应用价值。在酶激活剂、酶抑制剂与酶相互作用以及药物分子产生药理反应的过程中，小分子（ligand）与靶标（receptor）相互结合，首先需要两个分子充分接近，采取合适的取向，使两者在必要的部位相互契合后发生相互作用，通过调整构象得到稳定的复合物结构。通过分子对接确定配体和受体在结合过程中正确的相对位置和取向，研究两个分子的构象，特别是底物构象在形成复合物过程中的变化，是确定药物作用机制和新药设计的基础。
20.3）根据对接打分的结果，构建成分-靶点作用关系数据库，来分析白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键活性物质以及其靶点。
21.所述分子对接包括刚性对接、半柔性对接、柔性对接。
22.所述步骤1中，白花蛇舌草成分数据库模块的构建包括以下步骤：从tcmsp和tcmid以及上海有机所的中药与化学成分数据库中采集相关的白花蛇舌草成分信息数据再将其转化成pubchem数据库中化合物的3d结构文件；所述步骤1中，抗肿瘤血管生成靶点模块的构建包括以下步骤：从rcsb数据库中获取到靶点的名称；根据靶点信息再从uniprot数据库中获取到对应的蛋白质pdb名称和uniprotid；所述靶点为β2-肾上腺素受体(ar)介导vecs糖酵解代谢轴相关靶点；所述步骤2中，所述分子对接软件为autodock。
23.所述步骤2中，分子对接方法包括以下步骤：a）准备活性成分和靶点蛋白的pdb文件；b）准备小分子和大分子的pdbqt文件；c）准备glg文件；d）进行对接得到dlg文件；e）结果查看。
24.所述步骤b准备小分子的pdbqt文件,包括以下步骤：1、打开小分子：2、调整电荷：edit-charges-check totals on residues；3、判断root，ligand-torsion-choose torsion，然后点击done；4、输出pdbqt文件。
25.所述步骤b准备大分子的pdbqt文件,包括以下步骤：、1）打开大分子：打开准备好的蛋白pdb文件；2）加氢：给受体蛋白加上氢原子，；3）计算电荷：把所有电荷都调整为整数；4）设定原子类型：edit-atoms-assign ad4 type；
5）输出pdbqt文件。
26.具体的，上述分子对接方法包括以下步骤：1、打开大分子：file-read molecule，打开准备好的蛋白pdb文件2、加氢：就是给受体蛋白加上氢原子，edit-hydrogens-add3、计算电荷：edit-charges-compute gaseigter，这一步就是把所有电荷都调整为整数4、设定原子类型：edit-atoms-assign ad4 type5、输出pdbqt文件：file-save-write pdbqt，记得命名的时候手动加上pdbqt后缀名，下面的gpf、dpf这些文件也是一样的。
27.小分子的pdbqt文件准备，需要四步1、打开小分子：ligand-input-open2、调整电荷：edit-charges-check totals on residues，如果弹出了对话框，点击spread charge后再点击dismiss3、判断root，ligand-torsion-choose torsion，然后点击done4、输出pdbqt文件，ligand-output-save as pdbqt，见附图3，为具体对接过程示意图。
28.所述成分-靶点作用关系数据库的构建包括以下步骤：1）将白花蛇舌草成分作为出发点，肿瘤血管生成靶点作为到达点，成分和靶点之间的打分作为边的权重，从而得到成分-靶点预测图模型；2）计算每个成分所有出边的打分之和得到每个成分的加权出度，计算每个靶点的所有入边的打分得到靶点的加权入度；3）分别按照从大到小的顺序进行排序，并进行可视化，通过分析，确定白花蛇舌草的活性成分和作用与肿瘤血管生成的关键靶点。
29.上述白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的药理学预测方法在研究β2-肾上腺素受体(ar)介导vecs糖酵解代谢轴中的应用。根据现代肿瘤学研究发现，肿瘤细胞更加倾向于利用糖酵解途径获取atp，见附图2。
30.由以上实施例可知，本发明通过数据评估方法从构建数据库模块开始，所述的数据库技术通过输入关键词信息，在数据库中检索与白花蛇舌草匹配的数据集，然后对检索到的数据集进行进一步的处理，除去数据集中不相关的数据，留下符合该数学模型的数据，构建白花蛇舌草活性成分模块，以及抗肿瘤血管生成靶点模块，通过分子对接软件，调用数据模块进行高通量的模拟对接，并根据得分的高低进行排名，实现了白花蛇舌草抗肿瘤血管生成关键靶点的精准预测，更好指导实验研究，节约实验资源，明确实验方向。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
31.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。