中药化学成分对大鼠心脏毒性的qsar研究

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1、世界科学技术—中医药现代化★中药研究＊中药化学成分对大鼠心脏毒性的QSAR研究121112雷蕾，王新洲，张黎，亢力，杨策，朱永亮，3＊＊2叶祖光，钱向平（1.中国中医科学院中医药信息研究所北京100700；2.苏州润新生物科技有限公司苏州215123；3.中国中医科学院中药研究所北京100700）摘要：目的：建立中药化学成分对大鼠心脏毒性的预测方法，为常规的动物实验提供参考，为中药安全性评价提供了新的途径和方法。方法：本文使用Mold2软件（Version2.0.0）对收集到的1034个化学成分

2、进行了分子描述符计算，采用随机森林算法（RandomForest，RF）和支持向量机（SupportVectorMachine，SVM）方法对描述符进行筛选。然后使用推进式决策树算法、支持向量机算法、正则化判别分析算法和随机森林算法构建模型，分别计算了模型的准确率和Kappa值，筛选出最优预测模型，并对中药化学成分进行预测。结果：通过比较预测模型的准确度和Kappa值，得出随机森林模型为最优算法模型，准确率为86.3%，Kappa值为0.725。最后，对《中华人民共和国药典》（2010版）记载的

3、有毒中药，例如吴茱萸、北豆根、九里香等包含的化学成分进行了预测，得到一些有意义的结果。结论：定量构效关系模型（QuantitativeStructure-ActivityRelationship，QSAR）对中药化学成分进行预测研究可以为进一步的实验、临床研究提供重要参考。关键词：中药心脏毒性中药化学成分预测研究QSARdoi：10.11842/wst.2015.09.015　　中图分类号：R284.1　　文献标识码：A近年来，中药安全性研究越来越受到人们的重心脏毒性进行了预测，为中药安全性评价

4、提供参考。[1-3]视，关于中药心脏毒性方面的报道也日趋增多。1数据来源与检索策略目前，相关研究主要包括：生草乌等含生物碱类毒性中药、雷公藤、黄药子等含二萜内酯类成分的毒1.1 数据来源[6]性中药、夹竹桃等含苷类成分的毒性中药、全蝎毒本文使用的心脏毒性数据来源于PolakS等蛋白，以及含多肽氨基酸类成分的毒性中药引起的建立的开源数据集和美国FDA批准的化学药品。[4]心血管系统毒性的实验研究。由于心脏毒性试验1.2 检索策略耗资多、费时长，因此使用计算机辅助新药筛选方使用多种细胞模型的膜片钳方

5、法（PatchClamp法（Computer-AidedDrugDesign，CADD）来构建Method）是心脏毒性检测的金标准。因此，本研究QSAR，对中药化学成分的心脏毒性进行预测研究搜集细胞模型相关的hERG抑制作用信息来进行[5]将对中药心脏毒性的研究具有重要参考价值。化合物的心脏毒性QSAR研究。当限定数据为大本文采用QSAR方法建立了中药化学成分对大鼠心脏毒性实验hERG通道数据，实验方法限定为鼠的心脏毒性预测模型，并对部分有毒中药可能的“patchclamp”时，从FDA药品数据

6、库中得到694条规范信息，包括抑制剂（Blockers，IC50<10μM）　　　收稿日期：2015-05-26518个、非抑制剂（Nonblockers，IC50>30μM）176　　　修回日期：2015-06-25＊　　国家自然科学基金委面上项目（81173652）：中药毒性及分子机理的计算预测，负责人：叶祖光。＊＊　通讯作者：叶祖光，本刊编委，研究员，主要研究方向：中药毒理学。〔WorldScienceandTechnology/ModernizationofTraditionalChin

7、eseMedicineandMateriaMedica〕18332015　第十七卷　第九期　★Vol.17No.9[9]个；从FDA药品数据库中随机抽取无心脏毒性报道机森林算法构建模型，分别计算了模型的准确[11][12]的340个药物（IC50>30μM）合并入非抑制剂集合。率和Kappa值，利用Leave-10%-out的交叉验证方法对模型构建方法进行内部评估。随后，本2研究方法文采用重采样方法对以上4种模型进行性能比较。2.1 数据预处理2.4 对药典中有毒中药包含的化学成分进行预测[7]

8、本文使用构建的最优QSAR模型对《中华人民搜集数据集的化学式（smi格式），使用openbabel（openbabel2.3.2）将smi格式的文档转换为sdf格共和国药典》（2010版）记录的有毒中药包含的化式文档，以便计算化学描述符。将数据集中的数据学成分进行了心脏毒性预测研究，进而对中药包含随机分为训练集828个和测试集206个。其中，训的化学成分的预测结果进行整体展示。练集用来建立模型，测试集用以检验模型。3研究结果2.2 使用的软件本文使用的软件包括Mold2（Molecular2D3