中药网络药理学研究流程及代表性数据库工具

网络药理学突破了"一药一靶"的限制,在系统生物学层面上探索药物对人体的作用机制,尤其在以中药为代表的复杂体系的药理研究中有着不可替代的优势。近年来,网络药理学研究在中药新活性化合物、中药药理学、中药毒理学、中药配伍规律等研究领域中均得到了广泛应用,深化了中药的研究层次。对网络药理学的基本流程及研究流程中各环节常用的数据库进行梳理,包括中药化合物信息数据库、化合物靶点和疾病靶点预测数据库、基因富集分析数据库等,以期为网络药理学在中药研究中的应用提供参考。     

中药网络药理学研究中存在的问题与发展展望

网络药理学近年来已成为中药研究的热门工具,其系统性和整体性特点为复杂中药体系的研究提供了新思路,被广泛用于筛选中药有效成分、阐释作用机制和揭示方剂配伍原理等,为中药合理用药提供技术支持,促进中药现代化进展。通过对中药网络药理学研究现状进行梳理分析,指出中药网络药理学研究中存在的问题和面临的挑战,同时对中药网络药理学的发展方向进行了展望。将网络药理学应用于中医药研究时必须要注重中药自身的特点,开发出适合中医药体系研究的网络药理学方法。     

中药网络药理学：理论、方法与应用

中医学将病人当作一个具有不同状态的系统来进行治疗,具有悠久的历史,积累了大量的方剂。中医学的整体观念与网络药理学、网络生物学等前沿科技的核心思想具有相通之处,也符合了对肿瘤等复杂疾病进行系统性治疗的需求。“中药网络药理学”这一新领域的研究旨在从系统层次和分子水平揭示中药方剂的奥秘,促进中药研究从当前的“单一靶标,单一药物”模式转向“网络靶标,多成分药物”的新模式。近年来,中药网络药理学的一系列方法得以创建,包括基于网络的疾病基因预测、中药成分的靶标谱和药理活性预测、药物一基因一疾病的共模块分析、中药方剂多成分协同作用的大规模筛选、中药方剂的配伍规律和网络调节机理分析等。这些方法在清络饮、六味地黄丸等方剂的药效物质与作用机理等方面得到了有效应用。研究结果表明中药网络药理学能够为中医学从基于经验的医学迈向基于证据的医学提供新的途径,并能加速中药药物发现的进程,同时改进当前的药物研究策略。     

分子网络调节

现代中药研究应以分子药理为主要目标与核心内容。中药分子药理有其特殊内容。分析需要用到特殊的概念与方法，最基本的概念分子网络调节，是关键的方法就是生物学－化学分析。这一概念与方法将为中医药学自身以及其他许多学科的发展，为分子网络调节式药物的发明，为新的分子药理学理论体系－分子网络调节药理学的创立，为世界药学新的发展开辟道路。     

网络药理学指导下的中药有效成分发现策略

网络药理学是建立在疾病-基因-药物的多层次网络基础上,用于从整体上预测药物靶点、提高药物发现效率的新兴学科,其研究理念同中药发挥整体疗效的观点十分相似,使得越来越多的医药研究人员开始寻找中药与网络药理学的结合点,并出现了一系列研究疾病相关基因、预测靶点信息及中药活性成分的方法。本文对网络药理学研究的主要工具与数据库及其应用进行归类总结与介绍,并在此基础上,提出了应用网络药理学进行中药有效成分靶向分离的科学策略,以期提高中药有效成分发现的效率与速率。     

中药复方网络药理学及其动力学关键技术问题的探讨

目的:从多成分网络药理学及动力学研究现状探讨中药复方网络药理学及其动力学关键技术问题的研究方法。方法:分析中医药学科与网络药理学科研究的特点,根据中药复方药效物质作用的本源,结合中药现代化的要求,提出中药复方网络药理学研究的总体思路与方法。结果:与单成分有效性研究相比,中药复方的网络药理学问题分静态与动态两种形式,静态是指中药复方入口前的原成分群与某一时间点固定的网络关系,如中药复方采用指纹图谱表达,亦为网络谱效学问题;动态的网络药理学问题是指入口后中药动态代谢后血样中成分群与各时间点的网络药效动力学问题,与指纹图谱结合后者为网络谱效动力学,后者包括前者,因此中药复方网络谱效动力学问题是量-比、量-时、量-效三者的有机统一整体;结论:中药复方的网络药理学的关键而又基础的科学问题是基于网络平衡常数表征的网络谱效动力学参数测算问题。     

分子网络调节——分析中药分子药理的理论工具与实验方法

现代中药研究应以分子药理为主要目标与核心内容。中药分子药理有其特殊内容。分析需要用到特殊的概念与方法，最基本的概念就是分子网络调节，最关键的方法就是生物学－化学分析。这一概念与方法将为中医药学自身以及其他许多学科的发展，为分子网络调节式药物的发明，为新的分子药理学理论体系－分子网络调节药理学的创立，为世界药学新的发展开辟道路。     

中药网络药理学药效成分筛选与靶标预测的研究进展

药效成分筛选与靶标预测是中药网络药理学研究的核心内容之一,本文就现阶段常用的网络药理学分析服务器、中药化学成分数据库、靶标预测技术等数据平台的使用方法、细节要点进行对比分析,并对其在中药网络药理学研究中的应用现状进行综述,以供研究人员参考。     

基于系统药理学的现代中药研究体系

由于系统生物学的高速发展,以及系统生物学对现代药理学领域的深刻影响,近年来正在形成一个新兴的、跨学科分支,即系统药理学（Systems Pharmacology）。然而系统药理学无论在理论和方法上均不成熟。尤其是,如何将系统药理学的思想和理论用于中药研究尚缺乏探索性工作。本文将综述当前系统药理学的最新进展,同时结合研究者的实践,重点介绍如何将药效学、药动学以及网络、组学以及系统分析综合起来,形成一个统一的完整的、可供开展中药药理学、药效学的预测和验证研究的系统模型。从而为从系统水平研究和分析中药和机体的相互作用,以及新药开发、靶点发现、新的治疗策略等提供新的研究方法。文章最后介绍了研究者最新开发的中药系统药理学数据库和分析平台软件。     

网络药理学在中药领域中的研究进展与应用策略

中药是一个多成分、多作用靶点和多作用途径的复杂系统,中药及其复方治疗疾病遵循整体观思想。网络药理学是系统生物学的重要组成部分,其整体性、系统性和注重药物间相互作用的特点与中医药学的基本特点相吻合,是一门从系统层面揭示中药对机体调控网络作用的新兴学科,为研究传统中药与现代药理学之间的相互关系搭建了桥梁。综述网络药理学在中药领域中的应用现状和存在的问题,并阐述了网络药理学的研究思路、关键技术及应用方法与策略,以期为采用网络药理学揭示中医药现代科学内涵提供指引和参考。     

Network Pharmacology Bridges Traditional Application and Modern Development of Traditional Chinese Medicine

Traditional Chinese medicine(TCM) has developed over thousands of years and has accumulated abundant clinical experience, forming a comprehensive and unique medical system. Emerging evidence has begun to illustrate TCM as an area of important medical rediscoveries. This review article briefly introduced the concept, significance,and technology of network pharmacology based on network biology and systems biology. It focused on the theoretical system and potential prospect of TCM network applied in TCM research and development including predicting new drug targets, action mechanism, new drug discovery; evaluating pharmacodynamics, pharmacokinetics, safety, toxicology, quality control, and bioinformatics of drugs. We also discussed the opportunities and challenges in the development and application of network pharmacology in the modernization of TCM research.     

网络靶标:中药方剂网络药理学研究的一个切入点

目前中药研究的一个重点和难点问题是理解中药方剂复杂化学体系与病证复杂生物系统的相互作用.作者通过多年研究,从网络药理学、系统生物学角度对该问题提出“网络靶标”这一新的概念与方法.网络靶标概念指的是将病证生物分子网络当作靶标,由此设计和预测最佳的药物干预方式.网络靶标方法旨在将病证、方药映射于生物分子网络,然后在网络上对病证与方药的关系进行机制性的计算、分析与预测,以期发现药效物质及其作用机制,阐释方剂配伍规律与方证关联,并进行组方用药的理性设计.该文概述作者课题组在网络靶标方法及其在中药方剂中的应用进展,希望能为中药方剂的网络药理学研究提供参考.     

网络药理学在中医药治疗慢性肾脏病中的研究现状

慢性肾脏病（CKD）是病程长、发病机制复杂的一类疾病，中医药在其治疗中发挥了重要作用。目前，网络药理学已成为中药治疗CKD的有效研究方法。网络药理学在系统生物学的基础上，运用高通筛选及网络分析等技术，建立“药物－基因－靶点－疾病”网络，系统阐述机体与药物间作用的原理与规律，与中药多途径、多靶点特点相契合。通过网络药理学在中医药治疗CKD研究发现，中医药在改善CKD的氧化应激状态、调节炎症反应、减缓肾脏纤维化和细胞凋亡方面起到不可或缺的作用。文章对网络药理学在CKD领域相关研究进行归纳和总结，以期为网络药理学对中医药治疗CKD的进一步研究提供参考。     

基于“整体观”系统生物学技术在中药研究中的应用进展

中药是中华民族的瑰宝,在人类与疾病作斗争的进程中发挥了不可磨灭的功绩。在建设健康中国的时代背景下,如何使中药在防病和治病中发挥独特优势是现今关注的焦点。中药具有"多组分、多效用、多靶点、整体调节"作用特点,仅从"局部观"研究中药不足以揭示其内在本质,故"整体观"的研究思路势在必行。系统生物学是从整体视角认识生物体的研究技术,与中药"整体观"研究思路不谋而合,故基于系统生物学的中药研究策略具有高度可行性。综述了系统生物学的主要技术基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学、微生物组学、多组学联合以及网络药理学技术在中药成分、药理和毒理、基源鉴别、栽培与遗传育种方面研究中的应用概况,以期为基于"整体观"思路的系统生物学研究策略在中药中进一步应用提供参考。     

网络药理学技术工具:网络可视化及网络分析

网络药理学已经成为当前中医药研究的学科前沿.本文从网络药理学研究的一般流程人手,着重介绍网络药理学研究中的可视化和网络分析两大模块的基本概念和Cytoscape等常用工具.     

药物靶标预测技术在中药网络药理学中的应用

近年来,随着网络药理学逐渐兴起,特别是"网络靶标"概念的提出,引发了中医药新的研究热潮。其所强调的整体性与系统性和中医药理论不谋而合,能够很好的解释中医药的深刻内涵,包括中药作用机制解释,药效物质的寻找,君臣佐使配伍机制阐释等,更加适合中医药的学术特点和实际。而如何高效快速地识别大量的药物与靶标蛋白间的相互作用则成为中药网络药理学研究中的一个关键问题。药物-靶标相互预测技术作为一种高效而高通量的手段,能够减少成本,快速预测成分靶标,为中药网络药理学的应用奠定基础。事实上,针对庞大的化合物和靶标数据库,不同的预测方法和技术都被开发出来,并用于预测药物和靶标的关系,且已经有许多虚拟筛选技术成功的应用于网络药理学中。根据预测原理的不同,药物-靶标相互预测技术和策略大致可以分为4类,即基于配体的预测方法,基于靶标的预测方法,机器学习方法和组合应用的预测方法。该文就药物靶标预测方法及其在中药网络药理学的应用现状进行较系统的阐述,希望能够为广大中药研究者提供有益的参考和借鉴。     

Network Pharmacology for Traditional Chinese Medicine Research: Methodologies and Applications

The inception of network pharmacology comes from the advance in "multi-target, multi-drug" paradigm and opens up a new field for pharmaceutical science. Traditional Chinese medicine(TCM) is well-known for its use of medicinal herb combinations to treat the functional disorders induced by diseases through a holistic view, which naturally followed the principal of network pharmacology. In this review, the methodologies of network pharmacology in TCM studies were summarized. Specifically, the methodologies for network construction and network analysis were discussed in detail by following several TCM study cases. The perspectives for TCM network pharmacology were also provided.     

A Visual Analysis of Network Pharmacology Research Trends

Objective: To understand the current situation of network pharmacology, and to analyze external and internal characteristics of literature, is of great significance for the development of network pharmacology in the future and its application in the modernization of Chinese medicine.Methods: Bibliometrics were adapted to perform visual analysis on the research status of network pharmacology with Citespace and SPSS for windows 22.0 version(IBM, Armonk, New York, USA).Knowledge map was used to analyze the knowledge system in the field, to identify the research hotspots and dynamic frontiers, and to elaborate the research status and development trend of domestic network pharmacology.Results: The research on network pharmacology in China is at the stage of the formation and construction of basic theories.At present, we focuses on the solution of actual disease problems and basic theoretical research, while the application in the research field of traditional Chinese medicine is a new hot spot and trend in the future development.Conclusions: It is important to pay attention to the connection and communication among the knowledge groups, so that a systematic knowledge system can be formed in the field of network pharmacology in domestic as soon as possible.     

网络药理学在中药领域的研究进展及面临的挑战

中医药学强调事物本身的统一性、完整性和联系性,是以"整体观念"和"辨证论治"为指导理论,并以"同病异治"和"异病同治"为原则进行临床治疗的一门学科。而网络药理学是从整体上探索药物与疾病的相关性,其整体性、系统性和注重药物与靶点间相互作用的特点与中医药学的基本特点相吻合,是一门从系统层面揭示中药对机体网络调控作用的新兴学科。网络药理学利用计算机模拟和各种数据库筛选药物分子作用靶点,预测其信号通路和作用机制,采用相关软件进行化合物-靶标-通路网络可视化,经过拓扑参数分析筛选关键节点。为新药研发节约了成本经费,可在一定程度上解决传统中药研究中"单一成分-单一靶点-单一途径"的局限性。对网络药理学的研究思维方法、创新点,在国内外中药领域的应用和面临的挑战进行概述,以期完善网络药理学在中医药领域的应用,为中医药学研究提供新方向。