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三、主要结果:(接上文)

4.机器学习交叉验证锁定核心基因

使用三种机器学习方法进一步筛选:

•SVM-RFE:选出10个基因

•LASSO:选出9个基因

•Random Forest:选出20个基因

最终交集确定4个核心基因:CA1、CCND1、CXCL2、EIF6。

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图5:通过机器学习方法识别枢纽基因

5.免疫浸润分析揭示微环境调控机制

CIBERSORT分析显示,CRC样本中M0巨噬细胞、活化CD4+记忆T细胞显著升高,而静息肥大细胞、浆细胞等显著下降。核心基因与M0巨噬细胞、单核细胞等呈显著相关,提示其通过调控免疫微环境发挥抗肿瘤作用。

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图6:枢纽基因的免疫浸润分析

6.分子对接验证结合活性

分子对接结果表明,活性成分与核心靶蛋白之间具有较高的结合亲和力(结合能均<-5 kcal/mol),其中槲皮素(quercetin)、甘草查尔酮A(licochalcone A)等与多个靶点结合稳定,提示其可能是关键活性分子。

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图7:靶向中心蛋白的对接口袋

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图8:靶向中心蛋白与其相应配体分子对接结果的相互作用图

四、点评:

本研究成功运用系统药理学、生物信息学和机器学习等多重方法,系统揭示了六种药食同源植物通过多靶点、多通路协同抗结直肠癌的作用机制,尤其突出了其在调控肿瘤免疫微环境中的潜在价值。不仅为这些传统药食两用资源的临床应用提供了科学依据,也为中医药现代化研究提供了可推广的分析范式。

未来的研究可进一步结合空间转录组、蛋白组学等多维数据,深化对成分–靶点–免疫调控网络的理解,并通过动物模型和类器官实验进行功能验证,推动其向精准营养和辅助治疗方向转化。

五、网络分析服务

1.服务内容

构建蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPI)、药物 - 靶点 - 疾病等复杂网络,挖掘网络核心节点与模块,解析分子调控机制。

2.具体分析步骤

网络构建:基于 STRING、BioGRID 等数据库,整合分子互作数据,构建初始网络;

网络拓扑分析:计算节点度、中介中心性、聚类系数等指标,识别核心节点;

模块划分:采用 MCODE、ClusterOne 等算法,划分功能模块,分析模块内分子协同作用;

网络可视化:使用 Cytoscape 软件美化网络,标注核心节点与关键模块;

机制解读:结合研究背景,分析网络结构与生物学功能的关联。

3.交付成果

网络分析报告 1 份、核心节点清单、模块分析结果、高清网络图谱(可编辑格式)。

4.服务类型

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探索中药方剂的疗效机制,往往需要攻克多重研究壁垒:复方多成分的作用靶点与通路难以系统梳理,构建的调控网络繁杂无序,实验数据的整合与解读也面临诸多阻碍。

我们以网络药理学为核心技术支点,结合多组学整合分析手段,助力科研人员系统解析复方“成分-靶点-通路”的内在关联,将复杂的调控网络清晰可视化,精准定位核心作用机制;同时融合多维度组学数据,为研究结论提供更坚实的科学依据。

以技术赋能科研,搭建中药研究从经验积累到机制阐明的桥梁,期待与广大研究者一同解锁中药复方的科学密码。