基于SVM的Aβ聚集抑制劑和血腦屏障通透性預(yù)測(cè)模型.pdf

1、隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，物質(zhì)和經(jīng)濟(jì)條件的提高，人口老年化程度越來(lái)越高，阿爾茲海默癥(Alzheimer's disease，AD)患者的數(shù)量在全球也迅速的增加，給全球的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及部分家庭帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)，因此研發(fā)能夠治療AD的藥物變得非常迫切。由于β淀粉樣蛋白(β-amyloid，Aβ)代謝過程在AD的發(fā)生中具有很重要的作用，如果能有效地控制Aβ的聚集將有望從根本上治療AD。本文首先構(gòu)建了能夠篩選Aβ聚集抑制劑的支持向量機(jī)(Suppor

2、t Vector Machine，SVM)模型，然后用上述模型從中藥化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)(Traditional Chinese Medicines Database，TCMD)中篩選出合適的中藥，最后用作者自己構(gòu)建的血腦屏障(Blood Brain Barrier，BBB)通透性模型測(cè)試上述中藥的通透性，最終確立具有Aβ抑制效益并能通過血腦屏障的中藥，進(jìn)而為以后的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及進(jìn)一步的藥物研發(fā)做好基礎(chǔ)和提供一些參考價(jià)值。
　　 本文中總共

3、構(gòu)建了四個(gè)SVM模型，包括兩個(gè)Aβ40小分子抑制劑模型、一個(gè)Aβ42小分子抑制劑模型和一個(gè)BBB模型，由于Aβ40聚集抑制劑的數(shù)據(jù)涉及到兩種不同的實(shí)驗(yàn)Aβ self seeding radio assay與Aβ self seeding thioflavin T assay，為了區(qū)別這兩種數(shù)據(jù)建立的模型，便分別稱為Aβ40聚集抑制劑預(yù)測(cè)模型R和Apβ40聚集抑制劑預(yù)測(cè)模型T。
　　 構(gòu)建BBB通透性預(yù)測(cè)模型所用的樣本數(shù)量為415

4、，訓(xùn)練集的準(zhǔn)確度為92.5%，測(cè)試集的準(zhǔn)確度為79.4%，五重交叉驗(yàn)證得到的平均準(zhǔn)確率為80.3%。
　　 構(gòu)建Aβ40聚集抑制劑預(yù)測(cè)模型R所使用的樣本數(shù)量為64，訓(xùn)練集的準(zhǔn)確度為88.6%，測(cè)試集的準(zhǔn)確度為75.0%，留一法驗(yàn)證的平均準(zhǔn)確率為75.0%。從TCMD23033個(gè)化合物中總共篩選出了41個(gè)化合物，然后統(tǒng)計(jì)出含有這些化合物的種類大于等于3種的中藥，結(jié)果為胡椒屬(Piper chaba)(果實(shí))、雷公藤(Tripter

5、ygium wilfordii)干姜(Zingiber officinale)、高良姜(Alpinia officinarum)和益智仁(Alpinia oxyphylla)。最后這些中藥經(jīng)過BBB模型篩選后，胡椒屬、高良姜和益智仁符合模型的要求。
　　 建立Aβ40聚集抑制劑預(yù)測(cè)模型T使用的樣本數(shù)量為82，訓(xùn)練集的準(zhǔn)確度為75.0%，測(cè)試集的準(zhǔn)確度為57.7%，留一法驗(yàn)證的平均準(zhǔn)確率為71.4%，從TCMD中總共篩選出了100

6、個(gè)化合物，然后統(tǒng)計(jì)出含有這些化合物的種類大于等于3種的中藥，結(jié)果為胡椒屬西洋參(Panax quinquefolium)、麝香(Moschus moschiferus)、壯觀番瀉(Senna spectabilis)(花)、高良姜(Alpinia officinarum)、蒜臭母雞草(Petiveria alliacea)(根，莖和葉)、益智仁(Alpinia oxyphylla)和金雞勒(Cinchonaledgeriana)。最后這