[发明专利]一种基于增强采样分子动力学模拟的混合拟、抗糖皮质激素干扰物的识别方法

说明书

本发明公开了一种基于增强采样分子动力学模拟的混合拟、抗糖皮质激素干扰物的识别方法，基于核受体变构和共调节因子调控机制，采用增强采样分子动力学模拟方法，通过识别局部和全局自由能最低点并进行动态轨迹聚类，提取配体化合物作用下糖皮质激素受体的稳态构象，并根据受体第12号螺旋稳定位置与共调节因子招募/抑制机制的关系，判断受测化合物的内分泌干扰效应，识别和预测拟性、抗性和混合拟、抗糖皮质激素干扰物。相比于传统体外实验方法，此方法成本低廉、效率更高，且避免了混合拟、抗性干扰物的细胞特异性问题；相比于已有的计算机辅助筛选方法，此方法能有效识别稳态构象，实现混合拟、抗糖皮质激素干扰效应的预测。

技术领域

本发明属于使用计算机程序进行预测毒理学领域，具体涉及一种采用计算机软件的 基于增强采样分子动力学模拟的核受体介导的拟性、抗性和混合拟、抗性糖皮质激素干扰物识别方法。

背景技术

内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals,EDCs)指通过干扰内分泌系统造成有 害影响的配体化合物。EDCs在环境介质^1,2、食物³甚至人体血液^4,5中都有广泛检出，其暴露会对人体健康造成一系列影响，增加生殖疾病⁶、出生缺陷⁷、前列腺和乳腺癌⁸、 心肺疾病⁹、肥胖症¹⁰和神经系统疾病¹¹等风险，并造成巨大的经济损失，欧盟因EDCs 导致的疾病花费为2170亿美元，占国内生产总值的1.28％，而美国的达到3400亿美元， 占国内生产总值的2.33％^12,13。因而，EDCs的识别与控制一直是全世界环境健康与安全 领域研究的热点。

EDCs的主要作用途径是通过与细胞核中的核受体(nuclear receptor)，包括雌激素 受体(estrogen receptor,ER)(包括ERα和ERβ)、雄激素受体(androgen receptor,AR)、甲状腺激素受体(thyroid hormone receptor,TR)(包括TRα和TRβ)和糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor,GR)等，结合并改变其功能，从而导致干扰效应。近年来， GR介导的内分泌干扰效应被视为环境内分泌干扰效应的重要机制，糖皮质激素干扰效 应也受到越来越多的关注¹⁴。EDCs可以通过核受体产生激动或拮抗效应(即拟性或抗 性效应)，也有大量EDCs可同时引起拟性和抗性^15,16。EDCs的拟性和抗性效应会激活 不同的有害结局路径(adverse outcome pathway,AOP)并导致不同的有害结局(adverse outcome,AO)。如，拟糖皮质激素效应会损害生殖功能¹⁷，而抗糖皮质激素效应会加重 炎症反应¹⁸。混合拟、抗性效应通常具有细胞、组织特异性^19–21，这意味着具有混合拟、 抗性效应的EDCs会影响更大范围的组织²²，而只通过一种细胞系的筛选方法是不完善 的，容易产生假阴性^23,24。EDCs可能在一种细胞系中呈现纯拟性效应，而在另一种细 胞系中呈现抗性效应^15,16，因此，亟需改善现有的基于细胞的筛选方法，以有效筛查拟 性、抗性和混合拟、抗性物质。