BATMAN-TCM
DIY中草藥配方或化合物組合的靶基因預測、功能富集與網路分析
嗨，小夥伴們大家好！新的一週我們繼續藥物靶基因查詢的話題。傳統中草藥在網路藥理學研究中巨大價值想必不用再多說了，既往也有較多資料庫推文介紹，這期給大家帶來別樣的有趣體驗。BATMAN-TCM資料庫，一款可以
自定義配方的中草藥靶基因預測、功能富集與網路分析
好幫手，一起來康康吧~！
引藥生變系列傳送門
▌資料庫概覽
點選網址（
http://bionet.ncpsb.org.cn/batman-tcm/
）進入BATMAN-TCM資料庫主頁，全稱為
Bioinformatics Analysis Tool for Molecular mechANism of Traditional Chinese Medicine
，是一款用於中草藥分子機制挖掘的線上分析工具，於2016年釋出，最近一次維護在2020年3月31號。資料庫基於中草藥成分的靶基因預測結果，進行GO/KEGG功能富集、OMIM/TTD疾病富集和網路藥理學分析。支援DIY自定義中草藥配方或化合物組合來檢索對應的靶基因，或輸入多個藥物/化合物和/或配方/組合檢索其共有靶基因。除此之外，
資料庫附帶Function2TCM工具，還可以逆向根據GO/KEGG條目對中草藥進行富集
。
點選Tutorials，展示資料庫使用指南。
Questions&Comments為常見問題，小夥伴們在使用時別忘記點選哦~
！
▌
資料庫核心功能及操作演示
進入資料庫主頁，檢索框下方Annotation處提示3種關鍵詞輸入型別：
中草藥配方
（
Formula，漢語拼音
）
，
中草藥單藥或列表
（
Herb，漢語拼音、英語或拉丁語名稱
）
和
化合物成分PubChem CID或InChI格式化學結構
。
1
中草藥配方靶基因查詢
點選Example1，以檢索六味地黃湯為例。Cluster name處可自定義；input type選擇中草藥配方（Formula）；配方名輸入漢語拼音LIU WEI DI HUANG TANG。
接下來，設定檢索引數，靶基因的預測分數預設20及以上，預測結果調整P值預設小於0。05，可根據檢索結果自定義設定。
然後，填寫或不填寫接收檢索結果的郵箱（
檢索化合物時資料庫執行時間較長，建議填寫郵箱以便接收檢索結果
），點選Start開始檢索。
頁面重新整理後，首先顯示檢索流水號和預設檢索引數。
Result1部分，展示預測到的靶基因列表，提供與六味地黃湯相關的中草藥名稱。
靶基因列表可下載，或點選化合物名稱進入GeneBank檢視詳細資訊。若對檢索結果不滿意可更改檢索引數，點選GO重新整理。列表右上角檢索框可檢索感興趣化合物。
Result2部分，展示基於上述靶基因列表的GO/KEGG功能富集、OMIM/TTD疾病富集和網路藥理分析結果，提供調整P值。
KEGG結果列表，點選Pathway Graph可直觀顯示通路富集情況；點選Targets列藍色數字可顯示富集到該條目的基因。GO結果列表，內容與之類似。疾病結果列表，展示六味地黃湯相關西醫症狀。
上圖中紅色標識數字為ExplorEnz資料庫中酶的命名，各個數字含義如下，或直接點選KEGG pathway ID進入KEGG資料庫檢視該酶資訊。
Result3部分，展示基於上述結果的中草藥成分、靶基因、GO/KEGG條目和OMIM/TTD疾病之間網路分析結果。
節點大小表示作用於靶基因的化合物數量，或靶基因中與GO/KEGG條目和某疾病相關基因數量。
2
中草藥/化合物單藥靶基因查詢
點選Example2，以檢索三七為例。Cluster name處自定義；input type選擇中草藥或中草藥列表（Herb/Herb list）；中草藥名輸入漢語拼音SAN QI。引數預設，點選STRAT，頁面重新整理後，結果與前述類似。
3
自定義中草藥配方/化合物組合靶基因查詢
以常見抗感染的中草藥如金銀花、板藍根和蒲地藍為例，檢索該3種藥物組合對應的靶基因，同前法輸入檢索詞，input type選擇Herb/Herb list，引數預設，點選STRAT，結果顯示資料庫未收錄蒲地藍，其他結果與前述類似。
以短鏈脂肪酸中乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽為例，檢索該3種藥物組合對應的靶基因。首先在PubChem中分別獲得三種化合物InChI ID。同前法輸入檢索詞，input type選擇Compound list，引數預設，點選STRAT，結果與前述類似。
4
多藥和/或中草藥配方/化合物組合共有靶基因查詢
以金銀花和板藍根為例檢索二者共有的靶基因。點選Add one cluster，同前法分別輸入檢索詞，命名Cluster，選擇各自對應的input type，引數預設，點選STRAT進行檢索。
頁面重新整理後，結果顯示金銀花和板藍根共有靶基因為525個。修改檢索引數，Scorecutoff改為55，調整P值改為0。01，點選GO，頁面重新整理，結果顯示金銀花和板藍根共有靶基因為88個。其他結果與前述類似。
以三種短鏈脂肪酸為例檢索三者共有的靶基因。點選Add one cluster，同前法分別輸入檢索詞，命名Cluster，選擇各自對應的input type，引數預設，點選STRAT進行檢索。
頁面重新整理後，結果顯示三種短鏈脂肪酸共有靶基因為181個。修改檢索引數，Scorecutoff改為80，調整P值改為0。01，點選GO，頁面重新整理，結果顯示三種短鏈脂肪酸共有靶基因為46個。其他結果與前述類似。
5
Function2TCM工具
▌
文獻應用案例
本文擬探討穿心蓮抗炎治療的潛在分子機制。作者基於TCMSP和ECTCM資料庫獲得穿心蓮23種生物活性化合物，以口服生物利用度（OB）≥30%和藥物相似性（DL）≥0。18為篩選標準獲得13中化合物，展示在Table1。而後，從TCMSP和BATMAN-TCM資料庫獲得與上述13中生物活性化合物相關的283個靶基因，並基於此使用Cytoscape3。7。2構建PPI網路。之後，從OMIM資料庫共獲得742個炎症相關基因，與上述283個穿心蓮潛在靶基因取交集，並基於String資料庫PPI網路分析獲得5個Hub基因，包括IL-6、TNF-α、MMP-9、PTGS2和VEGFA。GO/KEGG富集分析表明，上述基因與腫瘤（胰腺癌）、免疫學（T細胞受體訊號通路、B細胞受體訊號通路、Toll樣受體訊號通路和NF-κB訊號通路）和炎症過程（TNF訊號通路和TRP炎性介質調節）相關。此外，分子對接表明大多數穿心蓮生物活性成分對預測的Hub基因表現出很強的結合能力。而後細胞實驗證實，川新蓮提取物抑制炎性介質的產生，質譜、PCR和Western檢測結果與預測Hub基因結果類似。本文Figure1展示TCMSP和BATMAN-TCM資料庫獲得穿心蓮13種生物活性化合物相關的283個靶基因構建PPI網路。
若以BATMAN-TCM資料庫復現該圖：分別從PubChem獲取Table1中13種化合物PubChem_CID。然後，進入BATMAN-TCM資料庫主頁，檢索框輸入CID列表，input type選擇Compound list，引數預設，點選STRAT等待執行結束，點選Result3即可檢視檢索結果。該資料庫檢索13種化合物執行時間較長，以列表中前五個為例，結果顯示只有一個化合物預測到靶基因。
以上就是BATMAN-TCM資料庫的全部內容，開發並維護資料庫不易，小夥伴們使用時別忘記引用以下參考文獻！
寫在結尾
Liu Z， Guo F， Wang Y， et al。 BATMAN-TCM： a Bioinformatics Analysis Tool for Molecular mechANism of Traditional Chinese Medicine。 Sci Rep。 2016；6：21146。 Published 2016 Feb 16。 doi：10。1038/srep21146
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小白實戰課堂開課啦！手把手教你轉錄因子與靶基因預測操作～！
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撰文丨弘 毅
排版丨四金兄
主編丨小雪球
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