[發明專利]一種基于組學數據的藥物再利用方法

在審

• 申請號: 201410421497.4
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104217133A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 張明;奚正蕊
• 申請（專利權）人: 奚正蕊;張明
• 主分類號: G06F19/10
• 分類號: G06F19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于藥物再利用的新方法的應用，尤其是通過臨床組學數據挖掘一些上市藥物和臨床實驗藥物治療人類糖尿病。?

背景技術

藥物再利用方法，又稱老藥新用，或舊藥新用，在挖掘上市藥物和臨床實驗藥物的新用途方面有廣泛的應用(Ashburn?et?al.,?Nat?Rev?Drug?Discov?2004)。以往的藥物再利用的成功案例大多是偶然發現(Sardan?et?al.,?Brief?Bioinform?2011)。近年來，利用體外樣本，動物模型和臨床樣本數據的系統化藥物再利用方法取得了許多進展，比如比較不同藥物對細胞的基因表達譜影響（connectivity?map,?CMap）(Lamb?et?al.,?Science?2006)，網絡分析(Chindelevitch?et?al.,?Bioinformatics?2012)，計算生物學方法預測藥物－蛋白質相互作用（Luo?H?et?al,?Nucleic?acids?research?2011)，藥物脫靶效應(Yang?L?et?al,?PLoS?computational?biology?2011)和藥物副作用(Yang?L?et?al.,?Plos?One?2011)，利用全基因組關聯研究（Genome?wide?association?study,?GWAS）數據(Sanseau,?P?et?al,?Nature?Biotechnology?2012)和發病機理信息(Online?Mendelian?Inheritance?in?Man?databse,?OMIM)（Wang,?Z.Y.?et?al.,?Nature?Biotechnology?2013）來挖掘舊藥物的新用途。然而一些常見疾病，比如糖尿病，涉及復雜的發病機理，?包括遺傳因素和環境因素的共同影響。已有的藥物再利用方法，僅僅根據體外、動物實驗數據或者臨床樣本的基因關聯數據，?難以全面挖掘有價值的治療糖尿病的藥物。?

因此，有必要開發一種新的藥物再利用方法，考慮到基因和環境作用的共同影響，以挖掘已有上市藥物和臨床實驗藥物對于治療人類糖尿病的新用途。?

發明內容

針對上述問題，本發明開發了一種新的基于組學數據的藥物再利用方法，?以及利用這種新方法挖掘上市藥物或者臨床實驗藥物的治療人類糖尿病的新用途。?

本發明技術方案是這樣的：結合人類糖尿病相關臨床樣本的全基因組關聯分析（GWAS），蛋白質組學（proteomics）和代謝組學（metabolomics）的數據，構建糖尿病相關風險蛋白質列表，篩選其中已知是藥物靶點并且具有對應的藥物開發項目信息的蛋白質，結合糖尿病發病機理的知識（pathogenesis），挖掘出具有治療人類糖尿病新用途的上市藥物或臨床實驗藥物。?

本發明結合了糖尿病蛋白質組學和代謝組學研究成果，提供了一種新的藥物再利用方法。利用這種方法發現的具有治療人類糖尿病效果的藥物，包括已知的治療糖尿病藥物，和針對其他疾病的上市藥物和臨床實驗藥物的治療人類糖尿病的新用途。?

附圖說明

圖1是本發明的藥物再利用新方法的流程圖。?

在圖1中，我們提取17個GWAS研究，18個蛋白質組學和19個代謝組學的文獻，所有的這些報道均使用人類糖尿病臨床樣本，數據庫搜索至2014年6月。115個基因，56個蛋白質和227個代謝物顯著的和糖尿病相關。HMDB數據庫搜索揭示了1160個代謝物－蛋白質對，對應于840個蛋白質。總共有992個獨特蛋白質和糖尿病相關，其中108個具有藥物開發項目信息（TTD數據庫比對）。去除處于科學實驗和臨床前實驗階段的藥物靶點，得到35個蛋白質靶點，包括5個已知的抗糖尿病蛋白質靶點（對應27個藥物）和30個新的抗糖尿病靶點（對應167個藥物）。通過搜索OMIM和PubMed數據庫，我們得到致病機理信息，結合藥物作用模式信息（TTD數據庫），從而挖掘出其中的12個蛋白質靶點對應58個藥物具有治療糖尿病的新用途。?

圖2是人類糖尿病相關代謝物－蛋白質網絡圖。?

在圖2中，運用Cytoscape工具構建了人類糖尿病相關的代謝物－酶／轉運蛋白網絡圖。總共構建了1160個代謝物－蛋白質對并進行可視化處理。三角形代表糖尿病相關代謝物，圓形代表代謝酶／轉運蛋白。這些代謝物和蛋白質的對應信息來源于HMDB數據庫。?

具體實施方式

實施例1

基于組學數據的藥物再利用方法挖掘治療人類糖尿病的藥物