代谢组学在中医药中的研究进展

代谢组学是全面系统地研究生物样本或器官小分子代谢产物的科学,是系统生物学的重要组成部分。将代谢组学平台技术应用于中医药研究,可为中医药的现代化发展和临床应用提供理论依据。我们主要从代谢组学应用于中药药效及代谢通路研究、代谢组学应用于中药毒性作用机制研究及代谢组学应用于中药质量评价研究3个方面,对近年来代谢组学在中医药研究中的应用情况进行概括总结。     

代谢组学在中医药领域的应用与展望

代谢组学作为系统生物学的重要组成部分，与中医药基础理论的“整体观”具有一致性，通过现代分析技术手段检测生物体系内代谢产物的变化，更准确、直接地反映生物体系的终端和表型信息，揭示中医药治疗复杂疾病的作用机制。将中医药研究与代谢组学方法相互结合是中医药现代化进程的重要之举，为探求中医药研究新思路和新方法奠定重要基础。通过对近10年相关研究成果进行归纳，概述代谢组学在中医证候、中药作用机制、中药安全性评价和中药质量控制等方面的应用和研究进展，分析和总结代谢组学在中医药领域中的研究方法，并提出代谢组学在中医药研究中的思考和展望。     

代谢组学在中医药若干科学问题研究中的应用与思考

代谢组学是系统生物学的重要组成部分,近年来,在中医药现代研究中应用越来越广泛。通过对代谢组学的形成、基本思想、特点优势、分析策略与技术以及在中医药若干科学问题研究中的应用现状等进行分析与论述,并对其进一步应用于中医药研究及揭示中药作用机制等方面进行分析与探讨。以期为采用代谢组学方法和技术揭示中医药现代科学内涵提供指引和参考。     

脂质组学在中药研究中的应用

脂质组学是对生物体中脂质的种类、功能和代谢途径进行系统性研究的一门新兴学科，通过比较不同生理或病理状态下脂质代谢网络的变化，发现疾病或药物的生物标志物和分子机制。脂质组学作为系统生物学的重要组成部分，与中医药的整体观及系统理论相契合，是促进中医药现代化研究的有力工具。主要对脂质组学技术进行简述，总结近年来脂质组学技术在中药药效、作用机制和毒性研究中的应用概况，并结合其他学科在中药药性理论和中药质量控制研究中的应用成果，为拓展脂质组学在中药研究中的应用思路，推动中医药传统理论与现代科学技术的有机融合提供参考。     

方兴未艾的中药代谢组学研究

传统中医药和天然严物是中华民族的瑰宝和优势资源，在禾来我国创新趵物研发甲将占据十分重要的战略地位。但由于中药和天然产物药效物质基础的复杂性、多组分协同、有机整合发挥整体药效作用的特殊性，给中药现代化研究带来了诸多困难，长期以来，因缺乏符合中医药整体观思想的研究方法学体系而难以形成突破性的研究进展。代谢组学的诞生为中药现代化研究与发展带来了新的契机，本期诚邀我国中药代谢组学研究的主要倡导者刘昌孝院士及长期致力于代谢组学研究的王广基教授、盛龙生教授分别从代谢组学与天然产物及中药研究、代谢组学在中医药关键科学问题中的应用前景分析、代谢组学研究技术平台等方面的思路与方法进行了阐述。“方兴未艾的中药代谢组学研究”，刘昌孝院士一语道出了我国中药代谢组学蓬勃发展的态势，期待本期“中药代谢组学研究”专栏能对我国中药代谢组学研究的发展起到一定的推动作用。     

基于代谢组学技术的中药质量控制研究思路探讨

代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后的又一门新兴组学技术，在方法学上具有整体性、系统性及综合性的特点，恰与中医药理论的整体观、动态观、辨证观相吻合。本文综述了代谢组学技术在中药效应物质基础、质量评价研究中的应用，并针对目前中药质量控制的不足，提出了基于代谢组学技术的中药质量控制研究思路，即采用代谢组学的技术及其分析方法，明确中药药效物质基础及其在药用植物中代谢变化的影响因素，从而建立与临床疗效相关的中药质量控制方法，确保中药临床使用的安全性和有效性。     

代谢组学在中医药领域应用现状

代谢组学是一门通过研究生物体代谢网络和整体内在代谢变化的组学,以此阐释药物作用机理及疾病发病机制,与中医学整体观有一定相似性。代谢组学技术有利于推动中医药现代化进程。本文阐述代谢组学的概念及其近年来在中医证候、中药质量及成分、中药复方等方面的应用研究,探讨目前研究存在的问题及前景。     

代谢组学技术在中医药关键科学问题研究中的应用前景分析

代谢组是生物体整体功能状态的“生化表型”，具有“终点放大”的特征，这些特质使得代谢组学在中医药系列关键科学问题研究中具有突出优势。中医理论的整体观与“组学”强调的从整体角度研究生物体的功能水平相一致。随着基于核磁、质谱以及化学计量学软件的代谢组学分析技术平台的不断发展，代谢组学已在中医药现代研究中得到了广泛应用，包括中医证候本质、中药作用机制、中药整体药效评价和安全性评价、中药质量控制与中药资源研究等。本文在综述国内中医药领域代谢组学研究进展的基础上，对其应用前景和存在问题进行了扼要评析。     

表观遗传学和代谢组学在中药研究中的应用

中药具有多组分、多靶点、多途径的作用特色和复杂性,使得中药现代化研究任务艰巨,许多医药研究工作者为此而不懈努力。系统生物学和组学的发展,为中药与现代科学融合迎来了契机。特别是表观遗传学和代谢组学整体性、动态性、个体化以及与环境相互作用的特点与中医药作用理念相契合。主要对表观遗传学研究较为热门的DNA甲基化、组蛋白修饰、miRNA调控在中药研究中的应用,以及代谢组学在中药药效物质基础、质量控制、药效作用机制等方面的应用进行了综述,提出了二者结合创新应用在微观层面阐明中药整体作用机制及多组分、多途径、多靶点协同作用机制的思路,为中医药核心思想科学内涵研究探索新的研究模式。     

代谢组学在中医药研究中的应用

代谢组学采用高通量色谱、质谱、核磁共振等技术定量分析机体受到内外环境扰动引起的内源性小分子代谢物变化水平,整体描述机体病理生理变化规律,揭示机体生命活动本质。利用代谢组学技术进行中医药研究,有助于解决中药成分复杂、有效物质不明、中医药治疗疾病作用机制不清等问题,为中医药现代化研究提供技术支持。对代谢组学在中医体质研究、证候研究、中药复方研究、中药安全性评价等方面的应用进行了论述。     

基于代谢组学的中药质量及机制研究

中药质量控制及作用机制阐明是中药现代化面临的关键科学问题。代谢组学具有整体性、系统性的特点,与中药多靶点、整体协调机制具有一致性,已成为系统论指导下研究中药质量及作用机制的有效平台,其应用有利于提高中药质量,推动中药新药研发。本文对基于代谢组学的中药质量及机制研究进行了综述,介绍了代谢组学研究进展及其在中药整体性评价、中药质量标志物、中药药效/毒性作用机制研究中的应 用,并对代谢组学在中药相关领域的发展趋势进行了展望。     

空间代谢组学在中药研究中的应用

空间代谢组学是基于质谱成像和代谢组学技术发展而来的一门新兴组学技术,通过原位检测生物体系中内源性小分子和外源性药物代谢物的分子结构、空间分布及含量变化,精准地反映代谢物在组织整体或微区的代谢网络变化特征,深度揭示中药的药效物质基础及作用机制。通过对近年来空间代谢组学技术在中药质量控制、中药在生物体内代谢及分布、中药药效机制和中药毒性机制中的研究成果进行综述,为探索基于空间代谢组学技术的中药研究提供理论依据。     

基于1H-NMR 代谢组学技术的中药质量评价

中药是现代药物的重要组成部分,应用现代分析技术鉴别中药材的真伪、评价质量的优劣,是中药现代化、国际化发展的重要内容。本文介绍了1H-NMR 代谢组学技术的发展和特点,以及在中药品种鉴定、道地药材评价、炮制加工、适宜采收期等研究中的应用。并在课题组前期研究基础上,对中药质量评价的1H-NMR 代谢组学研究的技术方法、关键问题进行了详细的论述,为中药等天然药物的品种鉴定与质量评价提供了方法学参考。     

代谢组学在中医证型中的应用探析

代谢组学是系统生物学的组成部分，能准确的反映出生物体实时的代谢情况。中医证型是中华民族传统医学的产物，是疾病发展阶段的病理概括。中医的现代化离不开中医证型的标准化研究，而中医五脏疾病分类可以探索中医分型辨证中较为客观的规律。代谢组学的整体性、系统性、动态性与中医理论的整体观、辨证观高度契合。近年来，利用代谢组学技术在中医证型中的研究已经取得了一定的成效，并且研究的角度和深度不断扩展。故本文旨在探讨代谢组学与中医证型的关联，并从中医临床疾病证型、中医证型动物模型等角度分析代谢组学的应用进展，以期代谢组学在中医学领域的研究能更好的服务于临床。     

代谢组学在“病证效”结合研究中的应用

"病证效"结合的临床模式是中西医结合医学发展的趋势,该模式在病证结合的基础上进行综合的疗效评价,能够凸显中医临床诊疗的优势。机体在病证状态和药物作用下,引起全身水平的内源性代谢物及代谢网络变化。运用代谢组学技术考察和分析这些代谢的变化,可以探究病证本质,阐明药物作用机理。本文对近年来代谢组学在"病证效"结合研究中的应用进行综述,将代谢组学运用到"病证效"结合研究中,有助于促进中西医结合的发展。     

基于代谢组学的解表、清热、泻下类单味中药研究进展

以全国中医药行业高等教育“十三五”《中药学》规划教材收载的解表、清热、泻下类常用中药名称为线索,分别以中英文“药名”“代谢组学”为检索词,检索2009—2019年中国知网、Pubmed数据库的相关研究文献,共检索到国内外文献895篇,并纳入单味中药研究文献70篇。对于应用代谢组学技术开展解表、清热、泻下类单味中药研究的文献进行了总结与归纳。提出单味中药代谢组学研究应在中医药理论指导下,紧密结合传统功效及应用,开展系统的实验及临床研究,并建立符合中医证候认知规律的中药表征体系,进而从分子水平上揭示中药的物质基础及作用机制,科学地表征中药“七情”单行的内涵,为中药七情配伍及经典名方用药规律研究提供借鉴。     

药用植物代谢组学研究

代谢组学是全局性研究小分子代谢物的一门科学,是系统生物学的重要组成部分,广泛应用于中医药复杂体系。代谢物是药用植物代谢合成的产物,是中药发挥疗效的物质基础。随着本草基因组计划的实施和中药合成生物学的发展,药用植物代谢组学研究将会迎来蓬勃发展。该文介绍代谢组学技术近几年的研究进展,以及药用植物代谢组学研究的主要内容,包括药用植物鉴别和质量评价,品种选育和抗逆研究,代谢途径解析,代谢网络、代谢工程研究及合成生物学研究。通过整合本草基因组,转录组和代谢组学等研究,最终为药用植物品种选育、创新药物研发和质量安全性评价奠定基础。     

中药多组分网络靶点效应PK-PD结合模型应用研究与思考

中药复方多组分、多途径、多靶点、多效应的作用特点,使得研究中药复方物质基础、体内过程、生物效应及其相互关系相当复杂.在中医药理论指导下,开展中药多组分PK-PD结合模型应用研究的思路和方法探讨,对阐明中药复方本质及其规律具有重要意义.建立中药多组分网络靶点PK-PD结合模型,首先应该选择合适的药效物质基础,建立合理的网络靶点效应指标体系,综合运用智能计算方法、代谢组学、系统生物学等现代生物技术和方法,揭示中药复方的作用机制和科学内涵,设计及优选中药复方给药方案,促进中药复方新药开发和药物再评价.     

Potential Role of Metabolomic Approaches for Chinese Medicine Syndromes and Herbal Medicine

Systems biology has significantly increased in recent years. Its method and design resemble those of traditional Chinese medicine (TCM), which is a unique medical system that assisted the ancient Chinese in dealing with disease. The technology platforms of systems biology, especially metabolomics, could provide more rapid, direct, concise and effective methods for disease research. In particular, metabolomics could provide useful tools for exploring the essence of Chinese medicine syndromes (CMS) disease, facilitating personalized TCM. Moreover, metabolomics has the potential to enable mapping of early biochemical changes in disease and hence provide an opportunity to develop predictive biomarkers that can trigger earlier interventions. A future hope for the metabonomic approach is the identification of biomarkers that are able to highlight individuals likely to suffer from disease and enable early diagnosis of the disease or the identification of those at risk, and it will help to understand CMS and modernize TCM. In this review, we focus on the key role of robust metabolomic approaches as an aid for traditional herbal medicine; particular attention will be paid to the past successes in applications of metabonomics to contribute to low‐molecular‐weight metabolites (biomarkers) discovery in TCM research. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.