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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
phenome 2020-9-27 09:22
摘要 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。 Abstract : OBJECTIVE To establish an agile discovery method of drugs or natural products for epidemics (aCODE) for the development of anti-infectious disease drugs. METHODS Five infectious diseases (HIV infection, human influenza, Paramyxoviridae infections, bacterial infections and whooping cough) involving more than 40 drugs approved by the United States Food and Drug Administration (FDA) were selected. An experimental group and two negative control groups (A and B) for each disease were set up. The experimental group randomly selected (500 times) M FDA-approved indications as seed drugs for the disease, while negative control group A used all FDA-approved infectious drugs for non-current diseases instead of seed drugs, and negative control group B used all non-infectious disease drugs for non-infectious diseases instead of seed drugs. M ranged from 2 to 20, the target gene information of the seed drug was input, and the feature vector of the seed drug set was calculated. Candidate compounds were predicted through similarity search of drug feature vectors. The size of the intersection between the predicted drug and the positive set of drugs approved by the FDA for the disease, and the significance of the intersection were calculated. After the establishment of the aCODE method, four drugs (lopinavir, ribavirin, ritonavir and chloroquine) were selected as seed drugs for COVID-19 to predict the composition of natural products. Using natural products with known anti-coronavirus activities as the verification set, the significance of the prediction results was calculated. RESULTS In the case of the five infectious diseases, the proportion of positive drugs in the results of prediction in the experimental group increased with the number of seed drugs, while the positive rate of the two negative control groups remained basically unchanged or somewhat trended down. The aCODE method, when applied to COVID-19 drug screening, could effectively predict drugs with potential anti-SARS-Cov-2 activity (P=0.0046). CONCLUSION With the aCODE method, the more the seed drugs, the more accurate the characteristics of the disease-related gene modules calculated from this group of seed drugs, and the higher the proportion of positive drugs in the prediction result. This method may contribute to the discovery of drugs for COVID-19. Key words : COVID-19 drug repositioning natural products network pharmacology 高 敏, 徐睿峰, 全 源, 梁峰吉, 朱月星, 熊江辉. 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 . 中国药理学与毒理学杂志, 2020, 34(6): 408-417. http://202.38.153.236:81/Jweb_cjpt/CN/abstract/abstract4602.shtml
个人分类: 网络药理学|1932 次阅读|0 个评论
[转载]藿香正气滴丸治疗功能性消化不良的中药网络药理学研究
caixin5120 2018-5-17 10:30
藿香正气滴丸治疗功能性消化不良的网络药理学研究 ——基于分子对接和网络分析的方法研究中成药多组分药理机制 【分迪科技提供药物设计服务与平台】 期待与您合作! 公司网址: http://www.moldesigner.com/ 公司电话: 028-85160035 公司邮箱:sales@moldesinger.com 合作单位 :天津大学 合作成果 : 藿香正气滴丸治疗功能性消化不良的网络药理学研究 . 中国新药杂志, 2014, 23(12): 1371-1377. 摘要: 本文对藿香正气滴丸进行网络药理学的研究,探索其治疗功能性消化不良的活性成分,进一步阐明其药效物质基础,为该药国际化注册和推广提供研究支持。作者收集了574个分子,采用成药性分析、主成分分析了分子的类药性等性质,筛选得到403个化合物。客户根据文献调研到功能性消化不良涉及的靶点,我们帮助客户寻找到对应靶点的三维结构,并完成403个分子分别与23个靶蛋白的分子对接研究,并根据打分进行网络分析。最后结合分子对接、网络分析和文献调研,综合研究藿香正气所含分子抗功能性消化不良的的网络药理学性质。结果发现:14个化合物与23个抗功能性消化不良靶标具有高网络度,9个化合物与特点蛋白具有很强的相互作用;网络分析显示藿香正气滴丸主要通过此23种有效成分协同作用来发挥治疗。本文提出了基于分子对接和网络分析的一种网络药理学的研究方法,该方法有助于搜寻藿香正气滴丸中可能的活性分子,并阐明其作用机制。 更多成功案例欢迎访问: http://www.moldesigner.com/category/company-case 本文版权属于成都 分迪科技 有限公司,转载请注明出处,商业使用需取得分迪科技书面同意! 扫描下方二维码关注 分迪科技 微信公众号 ,了解更多前沿资讯! 本文转载自: http://www.moldesigner.com/3306.html
个人分类: 生物医药|1369 次阅读|0 个评论
复方药理学的新尝试
热度 1 fqng1008 2017-10-26 16:01
最近,看到一个 “应用网络药理学和生物信息学技术方法研究中药复方/单体学习班”招生。其招生广告指出: 近年来,随着网络药理学和生物信息学的发展,将生物信息学技术和网络药理学方法相糅合,联合实验验证成为中药复方机制研究中的重要方式之一,在SCI论文发表方面获得了新的进展。 基于该模式的中药复方研究打破了传统的中药复方机制研究的瓶颈,使得原先难以定性的机制得以预测和验证。 该研究方法适用于各类病症的中药复方/单体治疗机制研究,现已成功应用于多篇SCI(IF>5)论文的发表。 通过该学习班学习,可以解决下述问题: (1)如何去筛选中药复方的有效成分和预测作用靶点?具体如何操作,如何实现,有无高效可行的方案? (2)如何去挖掘成分 - 靶点、靶点 - 疾病、靶点 - 信号通路之间的关系?并绘制网络关系图? (3)如何通过多种方式去预测中药单体成分作用的靶点,并进行机制研究? (4)如何利用生物信息学数据库将基因表达谱数据和药物机制关联在一起? (5)如何利用生物信息学的方式解析中药复方/单体的作用机制,把疾病 - 药物 - 机制三者关联在一起? (6)如何利用GEO等数据库,在没有R语言基础的情况下也能实现芯片分析和处理,挖掘免费可得的数据,为自己的中药复方研究和基金申请增添亮点? (5)如何利用多种富集分析的技术和方法,为自己的机制研究提供方向指引,为文章发表和基金申请绘制高质量的富集分析图片? (6)如何利用网络药理学和生物信息学的方式,通过大数据挖掘和整合分析,为自己的国自然基金添砖加瓦,充实自身的前期研究基础,讲好属于你的故事? 学习班的课程内容、目标与特色: 本次学习班课程严格按照中药复方解析的顺序设计,层层递进,逐步挖掘中药复方的作用机制。将讲述如何利用 VBA 工具检索复方成分并使用 ADME 参数筛选有效成分;如何利用 VBA 工具检索成分靶点;同时也会讲述如何使用药效团模型靶点预测工具开展中药单体成分的机制研究;如何使用 Cytoscape 构建成分 - 靶点网络和进行网络拓扑分析,以及多种插件的灵活使用;如何利用 Cytoscape 构建多数据库来源的蛋白质相互作用网络;如何利用拓扑分析算法筛选网络核心靶点;讲述如何将 GEO 数据库和 ConnectivityMap 数据库相关联,应用于中药复方的机制研究;如何利用简单在线工具进行富集分析,以及绘制富集散点图、文恩图等。 而且,本次学习班全程电脑实战教学, 90% 以上内容都会涉及到上机指导,无繁琐的理论授课,有超过 30 种数据库和在线分析工具的使用教学,做到课程学完,就能独立解析中药复方,分析复方 / 中药单体治疗疾病的潜在分子机制,为后续实验验证、基金标书写作提供指导。 授课内容包括: 1. 中药复方有效成分的筛选、成分作用靶点预测 (1)中药复方网络药理学和生物信息学结合的SCI文章套路学习。 (2)中药有效成分的查找和基于 ADME 参数的成分筛选(包括使用 VBA 工具快速获取中药成分信息数据,上机实战)。 (3)应用结构相似度等多种方式预测中药复方或单体成分的靶点、靶点整理和基因名转换(包括使用 VBA 工具快速获取成分 - 靶点关系数据,上机实战)。 (4)基于药效团模型的中药单成分 / 化合物的靶点预测(包括 PubChem 数据库的简单使用和成分 3D 结构文件的下载)。 2. 多种网络的构建和疾病相关靶点的获取 (1)成分 - 靶点网络、靶点 - 疾病构建过程中数据文件的编排以及网络绘图的注意事项,上机实战。 (2) Cytoscape 软件以及相关插件的详细使用(包括中药复方成分 - 靶点网络绘制、网络美化和调整、交集网络构建、子网络提取构建、图片导出和数据导出等,上机实战)。 (3)疾病相关靶点的检索和获取(通过多个数据库联合检索疾病相关的已知靶点,实战演示)。 (4)利用文本挖掘工具检索疾病相关靶点,增加疾病靶点可靠性。 3. 生物信息学在中药复方研究中的应用及网络分析 (1) GEO 数据库分析和获取特定疾病靶点(包括 GEO 数据库的简单介绍, GEO 芯片的在线分析和利用在线工具进行 GEO 芯片的分析,绘制热图,非常适合没有 R 语言基础的初学者,上机实战)。 (2)多种方式绘制文恩图,交集分析。包括在线工具、软件等方式,最多支持 6 组的文恩图分析,无需任何 R 语言基础,上机实战。 (3)基于 ConnectivityMap 的中药复方或单成分的机制分析,以及药物耐药、药物预警研究思路探讨。 4. 中药复方作用机制探讨和应用网络药理学申请基金的讨论 (1)常用蛋白质相互作用关系数据库的介绍以及如何使用 Cytoscape 插件快速构建蛋白质相互作用关系网络,并使用相关插件进行网络中心性分析,寻找蛋白质相互作用网络中的关键节点,构建子网络,上机实战。 (2)基于 DAVID 的靶点 GO 注释分析和 KEGG 信号通路分析,以及利用在线工具绘制富集散点图,利用 GlueGO 等 Cytoscape 插件进行富集分析和结果绘图,上机实战。 (3)如何将网络药理学或生物信息学应用于基金书写和申请,套路分享和探讨。 (4)常用网址的使用和简单教学(包括简单的 miRNA 靶基因预测、 TCGA 简单差异、生存分析,共表达分析等,根据时间安排,上机实战)。 备注: 自带笔记本电脑,安装 WINDOWS 操作系统,需要安装 Cytoscape3.2.1 (需要安装 java ,具体插件报名后告知如何安装)、 OfficeExcel 2013 等软件。 作为退休的中医临床医生,本人始终关注中医药的现代化探索,尽管对复方药理学研究一知半解。
个人分类: 思考中医|6074 次阅读|2 个评论
遗传相互作用(协同致死)在药物组合设计、个体化治疗方面的应用
phenome 2012-6-14 18:38
遗传相互作用(协同致死)在药物组合设计、个体化治疗方面的应用
遗传相互作用(协同致死)可用于开发药物组合、设计靶向治疗、设计个体化治疗策略: 首先,遗传相互作用可以用于药物组合的设计。例如,Whitehurst等人针对药物紫杉醇(paclitaxel),利用协同致死筛选实验筛选得到87个与紫杉醇的作用位点(细胞内微管的动态过程)具有协同致死效应的基因,对这些基因的靶向干预可以将肿瘤细胞对紫杉醇的敏感性提高1000倍以上 。这些协同致死基因中含有大量蛋白酶体基因,因此可以据此设计蛋白酶体抑制剂(如bortezomib)与紫杉醇的药物组合,该组合可以充分利用蛋白酶体蛋白质与紫杉醇固有靶点(微管)之间的协同致死效应而发挥作用,其对肿瘤细胞的杀伤效应远远大于单一药物的应用效果,这一推测已得到实验证实 。 其次,遗传相互作用可用于通过药物组合增强靶向治疗的效果。例如,厄洛替尼(Erlotinib)是一种小分子口服靶向药物,是首个表皮生长因子(epidermal growth factor receptor,EGFR)酪氨酸激酶的选择性抑制剂。Astsaturov等人利用协同致死筛选实验筛选得到与EGFR具有协同致死效应的蛋白质网络。对这些蛋白质的靶向干预可以显著增强厄洛替尼的肿瘤细胞杀伤效果。针对这些与EGFR具有协同致死效应的基因,其小分子抑制剂(例如,基因STAT3的抑制剂Stattic)与厄洛替尼进行组合,对厄洛替尼的疗效具有显著的增强作用 。 最后,遗传相互作用可用于设计针对性的个体化治疗策略。例如,癌基因Ras的突变是一种在多种类型癌症中广泛存在的现象,Luo等人利用遗传筛选实验,鉴定出一系列与癌基因Ras具有协同致死效应的基因,这些基因主要参与与有丝分裂激酶PLK1以及蛋白酶体相关的生物学过程 。图1显示了这些基因(如图中的CDC16/COPS3/EVI5等)与Ras基因的关系 ,依此关系设计个体化治疗策略的基本方法为(以CDC16为例): step 1, 分析Ras基因未发生突变时,CDC16基因与病人预后之间的相关性。图1所示的图为生存期分析(survival analysis)中常用的K-M图(Kaplan-Meier plot),横坐标表示病人群体的生存时间,纵坐标表示生存概率,图中每个点为病人群体在某一时间段内的存活的比例(概率)。左上角子图显示在Ras基因无突变的病人群体(“Ras signature –”)中CDC16基因表达值与病人生存期之间的关系。CDC16高表达的病人群体的生存曲线用红色连线表示,CDC16低表达的病人群体的生存曲线用蓝色连线表示,图中可以看出这两个群体的生存曲线之间无显著差别(红色连线与蓝色连线交叉在一起)。利用测试生存曲线差异显著性的Log-rank Test进行分析,显示这两个群体生存曲线无显著差别(P-value为0.67),说明在Ras基因未突变的病人群体中,CDC16的基因表达情况与病人的预后无关,推测对Ras基因未突变的病人群体进行针对CDC16的靶向治疗可能导致无效。 step 2,分析Ras基因发生突变时,CDC16基因与病人预后之间的相关性。图1右上角子图显示在Ras基因发生突变的病人群体(“Ras signature +”)中CDC16基因表达值与病人生存期之间的关系。图中可以看出,CDC16高表达的病人(红色连线)与CDC16低表达的病人(蓝色连线)的生存曲线具有显著的差别(红色连线与蓝色连线分离),其Log-rank Test测试P-value为0.02。说明在Ras基因发生突变的病人群体中,CDC16的基因表达情况与病人的预后相关,推测对Ras基因突变的病人群体进行针对CDC16的靶向治疗有效。 step 3, 综合上述分析结果,可以设计如下个体化治疗策略:“在决定进行靶向CDC16的治疗前,进行病人Ras基因突变的检测,如果检测结果呈阳性(Ras发生突变),则采用CDC16靶向治疗;如果检测结果呈阴性(Ras未发生突变),则不考虑采用CDC16靶向治疗(因CDC16靶向治疗对这种病人无效)”。 综上所述,作为一种遗传相互作用,SOD在药物组合、靶向治疗、个体化治疗等方面均具有与协同致死类似的应用潜力。在后续研究中,将结合生物实验研究,对上述基因协同关系的潜在应用进行探索。 图1 利用遗传相互作用(协同致死)设计个体化治疗策略的原理 (引自” A Genome-wide RNAi Screen Identifies Multiple Synthetic Lethal Interactions with the Ras Oncogene” ) 1. Whitehurst, A.W., et al., Synthetic lethal screen identification of chemosensitizer loci in cancer cells. Nature, 2007. 446(7137): p. 815-9. 2. Davies, A.M., et al., Bortezomib-based combinations in the treatment of non-small-cell lung cancer. Clin Lung Cancer, 2005. 7 Suppl 2: p. S59-63. 3. Astsaturov, I., et al., Synthetic lethal screen of an EGFR-centered network to improve targeted therapies. Sci Signal, 2010. 3(140): p. ra67. 4. Luo, J., et al., A genome-wide RNAi screen identifies multiple synthetic lethal interactions with the Ras oncogene. Cell, 2009. 137(5): p. 835-48.
个人分类: 网络药理学|7902 次阅读|0 个评论
用于药物筛选的网络模型--生物信息学的新玩法
热度 2 phenome 2011-2-6 18:11
近日有做生物信息学(系统生物学)的朋友读到我们近期发表的论文 Pre-Clinical Drug Prioritization via Prognosis-Guided Genetic Interaction Networks(全文) ,问到:怎么想到建立一个基因网络模型来作药物筛选?好像以前没有见到类似的研究命题啊? 可能确实这种玩法比较新颖,现将有关回应贴到这里: 本项目的动机主要考虑: (1)目前全球药物(特别是肿瘤药物)的研发效率日趋下降,其中,临床前药物评价模型不能很好地预测药物在临床实验中的表现是其主要瓶颈之一。 (2)目前常用的临床前药物评价,主要依靠离体细胞学实验和在体动物实验模型。目前的动物模型遗传背景比较简单,无法充分反映临床实验中碰到的人群异质性(heterogeneity)问题。因此,如果能够建立一个充分反映病人人群中异质性的计算机模型,并定义其相关的药物疗效的评价体系,将可以有效弥补现有动物模型的不足,在临床前实验阶段对候选药物进行分析评价,有利于大大降低药物能通过临床前评价,在进行昂贵的临床实验后却发现无效的局面。 因此,我们实际上是绘制了一个能反映各类癌症特征的网络作为“作战地图”,进而识别鉴定出上述网络中主要的、起驱动作用、影响广泛的因素,制定基于网络拓扑特征的量化指标,对药物扰动上述网络的效率(药效)进行定量分析。 其实,上述玩法实际反映了“网络药理学”network pharmacology的概念,只是该概念自提出以来,大多用于观察药物的靶标在网络上的分布,少有直接用于药物筛选的。而且,大家大多关注常见的网络类型,如基因调控网络(gene regulatory network)、蛋白质物理相互作用网络(physical interaction network)等。个人认为,针对具体任务,例如肿瘤药物筛选,应选择和任务导向的网络(例如我们选择与肿瘤预后相关的基因网络,实际上是一种 functional network而不是physical interaction network)。
个人分类: 网络药理学|5967 次阅读|1 个评论
网络药理学 概论
热度 2 phenome 2011-1-15 09:14
现代基因组学、蛋白质组学、代谢组学等“组学”的发展,以及系统生物学视角的引入、创新的生物信息学工具的研究开发,极大地促进了对于 药物作用机制(Mechanism of Action, MOA) 的研究,并发展出一系列标志性的、创新的研究范式(paradigm)。现代化学生物学(chemical biology)的发展,积累了海量的关于小分子化合物的细胞学筛选结果,其对细胞的作用机制的刻画达到了前所未有的水平。例如,由美国麻省理工学院和哈佛大学Broad研究院完成的Connectivity Map项 目,利用基因芯片技术测量了多种药物作用于人类细胞后引起的基因表达变化图谱,并形成一个统一的参考数据库。利用该数据库可以对各种药物进行聚类分析,从 而依据与已知药物基因图谱的相似性来预测未知药物的作用机制。在给定某种疾病状态的基因图谱的情况下,可以在这个参考数据库中查询与输入的图谱(pattern)显著负相关的基因图谱,其对应的药物就是该疾病状态的候选药物(调节剂)。运用该策略已经获得了一批药物作用机制的新认识,以及筛选得到的新药(或药物的新用途)(Lamb, Crawford et al. 2006)。近期,美国NIH的发展路线图(Roadmap)中The Molecular Libraries Program项目的实施,使得PubChem数据库中的药物筛选结果迅速增长 上述研究范式初步体现了 “ 系统药理学”(systems pharmacology) 的概念。传统意义上的药物作用机制(MOA)是考虑药物结合的单个蛋白质或者基因,以及药物在细胞和体内如何分布和被代谢。系统药理学则是以全基因组为考察范围,观察药物对全局基因网络(例如以转录因子为主要控制因素的转录调控网络)的作用模式。因此,“网络药理学”(network pharmacology)是一个更为具体、更有操作性的概念。2007年,Andrew L Hopkins 在Nature Biotechnology撰文明确提出“Network pharmacology”的概念,2008年在Nature Chemical Biology进 一步发表了“网络药理学:药物研发中的下一个研究范式”的综述文章。由于生命和疾病是一个非常复杂的生理和病理过程,其中涉及到多基因、多通路多途径的分 子功能网络相互作用的过程,通过单一靶标的作用实现理想的治疗效果往往比较困难。因此,针对多基因疾病相关的“分子群”寻找组合式药物靶标将成为药物研究 和开发的重要发展方向。 我们从2004年开始在网络生物学(network biology)上作技术积累,进行蛋白质物理相互作用网络(Physical interaction network)、遗传相互作用网络(genetic interaction network)的数据集成和挖掘,已经在未知基因功能预测方面得到应用(Genome wide prediction of protein function via a generic knowledge discovery approach based on evidence integration, BMC Bioinformatics. 2006; 7: 268)和2010年Cancer Informatics。 最近,我们提出了一种新的在体遗传相互作用(in vivo genetic gene-gene interaction)网络,该遗传网络可以从基于高通量基因表达谱的数据库中鉴定。该网络作为疾病特异性的系统生物学模型,类似一个“作战地图”,与小分子化合物的基因调节信息(如Connectivity Map中的基因表达谱)结合,理论上可以在网络水平上分析各小分子化合物的作用模式,从而对其作用机制、疗效、毒性做出分析和预测。可作为临床前药物电子筛选的方法和工具( Pre-Clinical Drug Prioritization via Prognosis-Guided Genetic Interaction Networks )。
个人分类: 网络药理学|24335 次阅读|2 个评论
也论《Nature Medicine》撤销杜克大学肿瘤学家论文-方法学角度
phenome 2011-1-11 14:44
最新一期Nature Medicine撤销美国杜克大学肿瘤学家的一篇文章Genomic signatures to guide the use of chemotherapeutics。 http://www.nature.com/nm/journal/v17/n1/full/nm0111-135.html 文中提到撤销的原因是We wish to retract this article because we have been unable to reproduce certain crucial experiments showing validation of signatures for predicting response to chemotherapies, including docetaxel and topotecan 由于原文claim通过基因表达谱数据来预测化疗药物的敏感性,其结论在个体化医疗方面的意义重大,备受关注。但是随后引发诸多讨论。 我们曾试图重现其方法,怎么也无法重现其结果。当时的疑问主要在于:(1)从细胞系(in vitro)得到的signature用到肿瘤病人(in vivo)效果咋就那么好呢? (2)其挖掘signature的方法是如此朴素。 当然,这并不影响对 基于基因组学来预测/分析药物敏感性 这一思路的可行性。
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也论Nature Medicine撤销杜克大学肿瘤学家论文-方法学角度
phenome 2011-1-11 14:44
最新一期Nature Medicine撤销美国杜克大学肿瘤学家的一篇文章Genomic signatures to guide the use of chemotherapeutics。 http://www.nature.com/nm/journal/v17/n1/full/nm0111-135.html 文中提到撤销的原因是We wish to retract this article because we have been unable to reproduce certain crucial experiments showing validation of signatures for predicting response to chemotherapies, including docetaxel and topotecan 由于原文claim通过基因表达谱数据来预测化疗药物的敏感性,其结论在个体化医疗方面的意义重大,备受关注。但是随后引发诸多讨论。 我们曾试图重现其方法,怎么也无法重现其结果。当时的疑问主要在于:(1)从细胞系(in vitro)得到的signature用到肿瘤病人(in vivo)效果咋就那么好呢? (2)其挖掘signature的方法是如此朴素。 当然,这并不影响对 基于基因组学来预测/分析药物敏感性 这一思路的可行性。
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基因网络中“行政领导”比“明星”更重要
热度 1 phenome 2011-1-11 13:14
重读Science Signaling上近期发表的论文Rewiring of Transcriptional Regulatory Networks: Hierarchy, Rather Than Connectivity, Better Reflects the Importance of Regulators,如果将Hierarchy上的重要节点比作行政领导,将Connectivity上重要节点比作明星(有很多粉丝)的话,该文的结论是对行政领导的扰动所造成的后果比对明星的扰动大。 很有趣的结论,而全文也加入了许多与人类社会组织结构的类比。该文的特别意义在于,之前大量网络生物学、网络药理学的论文关注网络的拓扑性质,如连接度(degree)等,该文将hierarchy特性的重要作用引入了大家的关注范围。 (论文链接: http://stke.sciencemag.org/cgi/content/full/sigtrans;3/146/ra79 ) 无独有偶,在我们近期发表的论文中,为了在一个基因网络中观察各种药物的扰动效率(以筛选有效的抗肿瘤药物),我们定义了一个扰动系数perturbation index,其实质是对一个行政领导(文中gatekeeper module)及其控制的子网络的扰动情况的定量刻画。这个特点可以从下图中看出(左图是我们原文中给出的网络图,右图是将其按照层级结构重新layout后的示意图)。 (论文全文链接: http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0013937 ) Science Signaling论文基于低等生物(yeast ,E.coli)给出了一个理论性的推测,而我们前期结果似乎将其直接应用到了针对人类肿瘤的药物筛选中,并得到了具有统计显著性的较好结果。因此,挖掘基因网络的层级性(hierarchy)为利用网络生物学、网络药理学进行疾病研究提供了新的独特视角。
个人分类: 网络药理学|6068 次阅读|2 个评论
大趋势-数据集成比数据采集需要更多的投入资源(人力、经费)
phenome 2011-1-10 22:13
最新一期Nature Chemical Biology发表了系列Commentary文章,其中The challenges of integrating multi-omic data sets 一文明确指出:多组学数据的集成、挖掘所需投入的资源可能高于数据的采集,这对从事计算生物学建模的学者无疑是极大地鼓励: The capability to generate multi-omic data sets raises the issue of resource allocation for data generation versus data curation and integration. The initial experience of researchers shows that the effort required for the latter can be much greater than that for the former. 当组学数据的类型增加,例如mRNAs数据与microRNAs的集成分析时,上述趋势更加明显。 上述资源的理解,似可包括人力、物力、经费。 作者还指出: (1) 之所以上述情况现在还没有发生,部分因为人们发现难于找到合适的人从事多种组学数据的处理和集成,因为 这项工作需要对数据产生的过程有深入的技术知识; (2) 同时,实验设计时的预谋预筹很重要,组学数据往往由于技术背景的人掌管,而试图测试一切(参数)。此时,深厚的生命科学背景显得尤为重要。总之,生物医学、信息科学的多学科背景是解决多组学数据集成的重要素质,因为任何一个数据集成方案的背后,都实际上代表了你对这个问题的理解,即modeling。 原文链接: http://www.nature.com/nchembio/journal/v6/n11/full/nchembio.462.html
个人分类: 生物信息学|4122 次阅读|0 个评论

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