[发明专利]一种生物标志物代谢通路及分析方法与应用

说明书

本发明属于疾病代谢生物标志物功能分析方法技术领域，提供一种生物标志物代谢通路及分析方法。所述代谢生物标志物为：硬脂酸、植物鞘氨醇、甘氨酸、谷氨酰胺和磷脂；所述代谢生物标志物的作用靶点为与抑郁症疾病神经系统、免疫应答和内分泌有关的目标蛋白；所述代谢通路为PI3K‑Akt信号通路、mTOR信号通路、MAPK信号通路、erbB信号通路、神经营养素信号通路、Rap1信号通路和Ras信号通路。建立了一种适合抑郁症疾病特点的功能网络分析方法，这些生物标志物在临床上的应用有助于优化抑郁症的诊断，可为后续的抑郁症疾病网络功能研究提供一些有价值的线索。

技术领域

本发明属于疾病代谢生物标志物功能分析方法技术领域，涉及一种生物标志物代谢通路及分析方法与应用，具体为一种基于网络药理学的抑郁症代谢生物标志物代谢通路及分析方法。

背景技术

代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后，一门迅速发展的组学技术，是系统生物学的重要组成部分。整体性是代谢组学理论的基本观点，主要是通过核磁共振、质谱联用等技术手段来研究生物体系受刺激或扰动后代谢产物的变化及其规律。这些代谢产物水平的变化与相关代谢通路有重要关联，通过研究代谢物水平以及相关代谢通路的变化，可以从整体上了解机体的变化，从而为疾病的准确诊断及阐释药物的作用机制提供科学依据。目前，代谢组学研究方法已广泛应用于各类精神神经疾病的病理机制和药物作用机制的研究。此外，目前基于代谢组学进行活性筛选的概念已经对生物学产生了广泛的影响。

抑郁症是以情绪异常低落为主要临床表现的精神疾病，严重者可能导致自杀，具有发病率、复发率、致残率高等特点，到2020年将成为全球仅次于缺血性心脏病的第二位疾病负担源，其危害已引起全世界医药卫生界的重视。目前上市的抗抑郁西药种类和机制有限，且都有一定的不足。前期临床试验数据表明，逍遥散可以显著治疗抑郁症。逍遥散对神经递质、血浆皮质醇、免疫蛋白的含量有影响，也通过调节海马及杏仁核上的相关受体，达到保护神经元的作用，还具有调节HPA 轴的功能，起到抗抑郁作用。然而，抑郁症代谢生物标志物功能尚不完全清晰。故而，一种能够明确抑郁症代谢生物标志物功能分析方法急待研究。

发明内容

本发明旨在克服上述缺陷，提供一种生物标志物代谢通路及分析方法与应用。

本发明由如下技术方案实现的：一种生物标志物代谢通路，所述代谢生物标志物为：硬脂酸、植物鞘氨醇、甘氨酸、谷氨酰胺和磷脂；所述代谢生物标志物的作用靶点为与抑郁症神经系统、免疫应答和内分泌有关的靶蛋白；所述代谢通路为PI3K-Akt信号通路、mTOR信号通路、MAPK信号通路、ErbB信号通路、神经营养素信号通路、Rap1信号通路和Ras信号通路。

所述代谢生物标志物的作用靶点即靶蛋白为：TP53、IL1B、TNF、PTEN、HLA-DRB1、MTOR、HRAS、INS和PIK3CA，共9种蛋白，作为抑郁症药物的靶点。

一种分析抑郁症代谢生物标志物代谢通路的方法，所述抑郁症代谢生物标志物代谢通路为PI3K-Akt信号通路、mTOR信号通路、MAPK信号通路、ErbB信号通路、神经营养素信号通路、 Rap1信号通路和Ras信号通路，

（1）抑郁症代谢生物标志物的归纳与分析：从人类代谢组学数据库HMDB中收集抑郁症代谢生物标志物的信息和与抑郁症代谢生物标志物相关的酶，化合物结构从PubChem下载，酶蛋白功能类别从UniProt数据库中提取；从DrugBank检索到FDA批准的用于神经系统、免疫反应和内分泌的药物及其靶点；从Genecard、OMIM和TTD中收集抑郁症相关蛋白；所有的靶蛋白分为神经系统相关、免疫相关和内分泌相关的三类；

（2）抑郁症代谢生物标志物-酶网络分析：用Cytoscape的网络分析模块计算节点的网络中心度，节点表示抑郁症代谢生物标志物和酶；在无向网络中，中心度被定义为相邻节点的数目，用中心度来评价节点在网络中的重要性；