基于多层网络随机游走的半夏网络毒理学研究

摘要

目的 通过建立半夏肾毒性成分-靶点-通路的多层加权网络，建立了多层网络PageRank随机游走算法并用其预测半夏肾毒性的关键靶点，探究了多层网络PageRank随机游走算法预测关键靶点的准确性。方法 通过TCMSP数据库、查阅文献和CTD数据库筛选出半夏的有毒候选成分。依据PharmMapper数据库预测半夏肾毒性候选成分的作用靶点，与从GeneCards数据库中找到的肾脏相关靶点进行比对，筛选出重合的蛋白作为半夏潜在的肾脏毒性靶点。通过String数据库获得蛋白相互作用网络，通过Metascape数据库对生物通路进行分析。将成分-靶点-通路信息整合并建立多层加权网络。建立了多层网络PageRank随机游走算法的转移概率矩阵，使用多层网络PageRank随机游走算法筛选半夏肾毒性的关键靶点。将多层网络PageRank随机游走算法筛选出的关键靶点与单层网络PageRank算法筛选出的关键靶点进行比较。结果 在数据库中筛选出13种有毒候选成分，229个靶点，185条通路，将这些数据整合并构建成分-靶点-通路的多层加权网络。多层网络PageRank随机游走算法比单层网络PageRank算法多筛选出来19个肾毒性相关靶点，这些肾毒性相关靶点主要与透明细胞肾细胞癌、急性肾损伤和肾纤维化有关。结论 相较于单层网络PageRank算法，多层网络PageRank随机游走算法可以筛选出更多的半夏肾毒性靶点，可以作为研究网络毒理学的新方法。

关键词

网络毒理学 / 半夏 / 肾毒性 / 多层网络 / 随机游走

基金资助

国家自然科学基金资助项目(41310164)