科研项目全生命周期管理系统
解耦小分子药物抗淀粉样效能与细胞毒性
数据库搜索:抗淀粉样分子集合的分子集合
详细进展记录
按时间顺序展示本次汇报包含的各项科研进展
计划
根据ChatGPT的建议,首先进行“抗淀粉样分子”的筛选。
- 来源数据库:2025 Amyloid Fibril Ligand Dataset、ChEMBL、PubChem BioAssay、AlzPED
- 检索靶点:Aβ40、Aβ42、tau、α-synuclein、PrP、mHTT/polyQ、TDP-43、FUS
- 分类标准:
| 标签 | 含义 |
|---|---|
| Binding | 仅证明结合纤维 |
| Formation inhibition | 抑制从单体形成纤维 |
| Seed inhibition | 抑制种子介导的延伸 |
| Remodeling | 改变纤维形态或聚集状态 |
| Disaggregation | 解聚预先形成的成熟纤维 |
| Seeding reduction | 降低处理后纤维的播种能力 |
搜索目标与范围
本轮工作构建课题的第一层数据,即与神经退行性疾病相关淀粉样蛋白结合、抑制聚集、抑制种子延伸、重塑或破坏成熟纤维的小分子集合。该步骤只进行疾病相关问题的数据库搜索与计算整理,尚未把 DNA/RNA 结合和细胞毒性数据并入主表。
- 主要靶点包括 Aβ、tau、α-synuclein、prion、huntingtin/polyQ 和 TDP-43。
- 同时收集抑制聚集、成熟纤维解聚、种子延伸抑制、纤维重塑及仅结合数据。
- 所有来源记录保留数据库 ID、实验描述、定量活性、参考文献和原始字段,便于回溯。
| 数据来源 | 离线输入与主要用途 | 纳入记录 |
| ChEMBL 37 | 本地 SQLite;按固定靶点 ID、靶点名称和 assay description 筛选抗淀粉样实验 | 19,178 条 |
| BindingDB | 本地 Articles TSV;按靶蛋白和实验描述分块搜索直接文献整理记录 | 81 条 |
| ACS fibril-ligand dataset | 本地 Figshare Excel;补充纤维/聚集体配体数据,统一标记为 binding-only | 4,495 条 |
主要步骤
- 准备离线数据库:下载 ChEMBL SQLite、BindingDB Articles TSV 和 ACS Figshare 工作簿。
- 发现目标与实验:用配置中的靶点 ID、别名和聚集/纤维关键词定位候选 assay。
- 筛选抗淀粉样记录:纳入聚集抑制、种子延伸抑制、纤维重塑、成熟纤维解聚及纤维结合数据,排除明显无关实验。
- 自动标注证据:根据实验对象和方法将记录分为 B-E 级,并区分 anti-amyloid 与 binding-only;标签用于排序,不代表最终科学结论。
- 统一结构与质量控制:保留来源结构,去盐后生成统一母体 SMILES/InChIKey,计算描述符和 Morgan 指纹,再运行结构与文件完整性 QA。
搜索文法
下列文法描述当前代码实际使用的召回与筛选逻辑。圆括号内使用 OR 连接同类词组,不同概念块之间使用 AND;文本匹配不区分大小写。当前结果仅来自 ChEMBL、BindingDB 和 ACS 工作簿,PubChem 与 Europe PMC 文法属于已配置的扩展搜索。
4.1 文本预处理与靶点别名块
所有待匹配文本先转为小写,并将 α/β 转成 alpha/beta、不同长横线统一为普通连字符。每个靶点内部的别名按 OR 处理;长度不超过 4 且只含字母数字的别名使用单词边界匹配,其余使用子串匹配。一个文本可以命中多个靶点。
| 靶点 | OR 别名块 | 固定 ChEMBL ID |
| Aβ | amyloid beta; beta amyloid; abeta; amyloid-beta; amyloid beta A4 | CHEMBL2487 |
| tau | tau protein; microtubule-associated protein tau; MAPT; tau fibril | CHEMBL1293224 |
| α-synuclein | alpha synuclein; alpha-synuclein; synuclein alpha; SNCA; asyn | CHEMBL6152 |
| prion | prion protein; prion fibril; PRNP; scrapie | CHEMBL3698 |
| huntingtin | huntingtin; polyglutamine; polyQ; HTT aggregation | CHEMBL5514 |
| TDP-43 | TDP-43; TDP43; TARDBP | CHEMBL5465339 |
| FUS | FUS protein; fused in sarcoma; FUS aggregation | 本轮无固定 ChEMBL ID |
4.2 ChEMBL 37:固定靶点 SQL 召回
本轮关闭动态 target/search,直接用固定 ChEMBL target ID 查询本地 SQLite。SQL 先召回这些靶点下的全部 activity,再把 assay description、文献标题和 target name 合并为 assay_text,交给作用文法分类。只有分类结果不是 unrelated/unclear 的实验进入主表。
TARGET_IDS = (CHEMBL2487, CHEMBL1293224, CHEMBL6152, CHEMBL3698, CHEMBL5514, CHEMBL5465339) SELECT activity + assay + target + molecule + structure + document FROM activities JOIN assays, target_dictionary, molecule_dictionary LEFT JOIN compound_structures, docs WHERE target_dictionary.chembl_id IN TARGET_IDS assay_text = assay_description + document_title + target_name INCLUDE if classify(assay_text) != unrelated/unclear
4.3 BindingDB:别名命中与定量字段文法
BindingDB Articles TSV 每 100,000 行读取一块。检索文本由 Target Name 与 Assay Description/Article Title 拼接;只要命中任一靶点别名块就保留该来源行。随后仅展开非空的 Ki、IC50、Kd 或 EC50 字段,统一记录为 nM。若描述没有更具体的解聚/重塑/聚集词,命中靶点的记录按 binding-only、E 级处理。
bindingdb_text = Target_Name + Assay_Description_or_Article_Title MATCH = OR_over_targets(OR_over_aliases(bindingdb_text)) KEEP source row if MATCH is not empty FOR metric IN (Ki, IC50, Kd, EC50): EMIT one activity record if metric value is not empty DEFAULT unmatched-effect class = binding-only / tier E
4.4 ACS fibril-ligand 工作簿:逐行纳入文法
该工作簿本身是纤维配体参考集,因此不再用抗淀粉样关键词过滤。脚本遍历全部工作表:行内 SMILES 或 compound/ligand name 至少一个非空即保留;优先读取 Kd、Ki、IC50,没有定量值时仍保留一条定性 binding measurement。所有记录固定标为 fibril/aggregate binding、binding-only、E 级。
- Aβ 代码:以 ab 或 roab 开头,以及 adab、adcaa、dlbab。
- tau 代码:ad-t、t、psp、pspt、cbd、pid。
- α-synuclein 代码:as、pd、pdas、dlbas、dlb、msa、lbd、tgmouseas。
- ad 映射为 Alzheimer brain homogenate;hc 映射为 control brain homogenate;其他值再回退到通用别名块。
4.5 作用类型与证据分级文法
分类器按以下优先级从上到下匹配,先命中的作用类型生效。正则中的 .{0,N} 表示两个概念词之间最多允许 N 个任意字符。
1 DISAGGREGATION:
disaggregat | defibrillat | depolymeri[sz] |
dissolv.{0,40}fibril | clear(?:ance)?.{0,30}fibril |
break(?:down| apart).{0,30}fibril
2 REMODELING:
remodel | destabili[sz] | dismantl | fragment.{0,30}fibril |
disrupt.{0,30}(amyloid|fibril|aggregate) | fibril.{0,30}disrupt
3 SEEDING / ELONGATION:
seed(?:ed|ing)? | elongation | secondary nucleation |
templated growth | protofibril.{0,30}(conversion|maturation|growth)
4 DE NOVO FORMATION:
aggregat | fibrilli[sz] | amyloid formation | oligomeri[sz] |
nucleation | thioflavin | tht | beta[- ]sheet formation
5 BINDING (ChEMBL requires both blocks):
(bind(?:s|ing|er)? | binding affinity | dissociation constant | kd | ligand |
radioligand | tracer | probe)
AND
(amyloid | fibril | aggregate | oligomer | protofibril | tau |
synuclein | prion | polyglutamine | huntingtin | tdp-43)
- A:患者/脑来源成熟纤维解聚,并同时具有成像和播种/沉降/CD/NMR 等正交证据。
- B:成熟纤维解聚,并具有 TEM、AFM 或 cryo-EM 等成像证据。
- C:其他解聚、纤维重塑或种子/延伸抑制。
- D:从单体开始的聚集/成纤维抑制。
- E:仅纤维/聚集体结合;U:无关或信息不足并排除。
4.6 已配置但本轮未计入结果的联网文法
以下查询已写入 config.yaml,但本次 run_manifest 的 sources_requested 只有 chembl、bindingdb、figshare,所以它们不参与本简报的 23,754 条结果计数。
PubChem BioAssay(Entrez pcassay):
Aβ: ("amyloid beta"[All Fields] OR "beta amyloid"[All Fields]
OR abeta[All Fields]) AND (fibril*[All Fields] OR aggregat*[All Fields]
OR oligomer*[All Fields] OR seed*[All Fields] OR disaggregat*[All Fields])
tau: ("tau protein"[All Fields] OR "tau fibril"[All Fields] OR MAPT[All Fields])
AND (fibril*[All Fields] OR aggregat*[All Fields] OR seed*[All Fields]
OR disaggregat*[All Fields])
α-synuclein: ("alpha synuclein"[All Fields] OR "alpha-synuclein"[All Fields]
OR SNCA[All Fields]) AND (fibril*[All Fields] OR aggregat*[All Fields]
OR seed*[All Fields] OR disaggregat*[All Fields])
prion: ("prion protein"[All Fields] OR PRNP[All Fields] OR scrapie[All Fields])
AND (amyloid[All Fields] OR fibril*[All Fields] OR aggregat*[All Fields]
OR seed*[All Fields] OR disaggregat*[All Fields])
huntingtin: (huntingtin[All Fields] OR polyglutamine[All Fields] OR polyQ[All Fields])
AND (fibril*[All Fields] OR aggregat*[All Fields] OR inclusion*[All Fields]
OR disaggregat*[All Fields])
TDP-43: ("TDP-43"[All Fields] OR TDP43[All Fields] OR TARDBP[All Fields])
AND (amyloid[All Fields] OR fibril*[All Fields] OR aggregat*[All Fields]
OR disaggregat*[All Fields])
FUS: ("FUS protein"[All Fields] OR "fused in sarcoma"[All Fields])
AND (amyloid[All Fields] OR fibril*[All Fields] OR aggregat*[All Fields]
OR disaggregat*[All Fields])
Seed AIDs always checked for Aβ: 1712, 1115567
Europe PMC(标题/摘要):
(TITLE_ABS:"target name" OR TITLE_ABS:"alias 1" OR ... first 4 aliases)
AND
(fibril* OR amyloid* OR aggregat* OR seed* OR disaggregat*
OR defibrillat* OR remodel*)
AND
(compound* OR molecule* OR ligand* OR inhibitor*)
5. 当前结果
共纳入 1,509 个实验,另有 240 个实验因相关性不足被写入排除表。标准化前按来源结构初步汇总为 17,425 个化合物;经统一结构规则处理后为 16,890 个标准母体。
- 作用类型:聚集/成纤维抑制 16,994 条;纤维/聚集体结合 5,948 条;成熟纤维解聚 538 条;种子延伸抑制 236 条;纤维重塑 38 条。
- 证据等级:B 级 23 条,C 级 789 条,D 级 16,994 条,E 级 5,948 条;当前自动结果中没有 A 级记录。
- 主要靶点记录:Aβ 11,093 条,huntingtin/polyQ 9,995 条,α-synuclein 934 条,tau 557 条,prion 212 条。
- 结构处理:23,736 条成功;16 条缺结构、1 条解析失败、1 条标准化失败;414 个分子出现在多个来源。
质量检查:重复主键、同一 InChIKey 多个母体 SMILES、结构冲突、指纹长度错误和畸形 CSV 行均为 0。
附件资料
与本次汇报相关的图片、文档和其他文件