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科研成果

韩葳葳教授团队:基于机器学习的骨毒性预测研究及基于深度学习的药物心毒性预测研究

日期:2025-04-02 点击数: 来源:

基于机器学习的骨毒性预测研究

药物诱导骨毒性是临床前评估中的重大难题,针对当前缺乏高效预测工具的问题,吉林大学韩葳葳教授团队于《Journal of Hazardous Materials》发表研究成果(J. Hazard. Mater. 2025, 492: 138044),提出BoneToxPD在线预测平台,实现药物骨毒性的高准确度预测。

本研究通过整合FDADrugBankSIDERCTD数据库,构建了首个骨毒性药物数据集,并提取多类分子指纹和分子图特征,结合Transformer编码器及深度神经网络模型,构建多模型组合体系。在多模型对比中,描述符-Transformer模型与预训练KPGT模型表现优异,预测准确率达86%AUC高达89%。此外,团队利用GOKEGG通路分析揭示IL6TNF等关键靶点与骨毒性机制的关联,提升了模型可解释性。

研究成果最终集成为BoneToxPD平台,实现实时预测与结构解释功能,极大地促进了药物安全性评估工作的智能化发展。


基于深度学习的药物心毒性预测研究

药物心毒性尤其是hERG通道阻断相关的QT延长是药物开发中的关键安全风险。韩葳葳教授团队近日在《Journal of Pharmaceutical Analysis》发表最新研究(J. Pharm. Anal. 2025, 15: 101263),构建了以Transformer深度学习为核心的预测模型,显著提高了hERG毒性预测的准确性和效率。

研究整合了PubChemChEMBL等数据库的22000余种小分子数据,采用四类分子指纹及208RDKit分子描述符,结合包括SVMXGBoostTransformer等在内的机器学习与深度学习模型,最终Transformer_Morgan模型在外部测试集上表现最佳,AUC高达0.93,准确率0.85,全面超越CardioDPICardpredADMETlab3.0等主流平台。

团队进一步引入SHAP可解释性分析,识别出苯环、氟基、NH基团及醚氧为决定hERG毒性的关键结构,结合分子对接模拟验证其与靶标的结合能变化,强化了模型的结构指导意义。

该研究为药物筛选中的心脏安全评估提供了更精准高效的计算策略,推动绿色智能药物设计的发展。