膝骨关节炎中医药系统生物学研究述评＊

膝骨关节炎（Knee Osteoarthritis， KOA）属于临床难治性疾病，其高发病率、高致残性给国民健康、社会发展造成了沉重的负担。在这种不利局面下，中医药在KOA的临床防治上发挥了巨大的作用，其根据“辨证施治”理念的指导对患者采用个体化治疗往往能够取得良好的临床疗效 。然而中医学在传统认知上作为经验医学的集成，现有的KOA中医药基础研究结果尚未完全阐明其客观化、现代化的属性，阻碍了中医药防治KOA科学内涵的揭示以及全面、系统的临床研究的开展和新药研发，如何开展完善、合理、可行的基础研究以进行KOA中医药客观化和现代化探索成为研究者不得不解决的重大难题。随着系统生物学知识结构和研究手段的完善与更新，其与中医药的结合已经成为阐释并创新中医药理论内核、突破中医药研究瓶颈的重要方法。本文通过总结、分析目前KOA中医药基础研究的现状与不足，突出系统生物学在目前KOA中医药研究中的关键作用及应用趋势，以期为今后KOA的中医药研究和发展提供新的思路与对策。     

系统生物学期待资源整合

科学时报讯：“系统生物学作为一门以整体性研究为特征的新兴学科，尤其强调生物学、医学、物理学、化学、工程学等学科的互相交叉渗透，需要不同领域的专家共同参与。有着雄厚研究基础的上海生命科学界应多方联手，建立各专业参与的系统生物学联合体。”在中国工程院上海院士咨询与学术活动中心举行的一次沙龙上，来自复旦大学、上海交通大学、中国科学院上海生命科学研究院等单位的近30位院士、     

跟腱愈合过程中的力学生物学

跟腱断裂修复后采用传统的重力垂足位长腿石膏固定， 势必使跟腱处于无张力甚至是“失用性”的负性平衡体系下愈合，这种状态可能会抑制跟腱愈合过程中感应“主动”机械信号刺激的关键时机，在此过程中给予的超声波、振动等治疗，也只能使跟腱“被动、间歇”地接受机械刺激。如果在术后采用早期功能锻炼的运动疗法，可以提高跟腱存组织修复过程中功能维持及再塑形的能力，有助于跟腱生物力学特性的恢复。蛋白质组学技术便于从高通量的分子水平揭示运动疗法健进跟腱愈合的机制。     

丹参与红花配伍机制的系统生物学分析

目的:应用系统生物学方法模拟分析丹红注射液中丹参与红花配伍的分子机制。方法:采用TCMGene DIT和Agilent literature search(ALS)结合搜索方式,挖掘丹参、红花各自作用的蛋白,在BIND,Bio GRID等数据库中查询蛋白间关联,分别构建丹参、红花及丹红注射液蛋白相互作用网络,应用Merge程序中的difference和intersection功能比较网络间异同。结果:采用intersection分析得丹参和红花共有的高连接区蛋白网络含934个蛋白,经cluster ONE方法提取出P0.05的高连接区蛋白子网络4个,Bi NGO插件的基因本位论聚类分析表明,其主要与RNA代谢,核因子kappa B(nuclear factor kappa B,NF-κB)级联反应,脂质代谢,Rho蛋白及小GTP酶调节4类生物学途径相关。将丹红注射液蛋白相互作用网络与丹参、红花共有高连接区蛋白网络进行difference分析,得由1 431个蛋白构成的差异网络,其主要影响细胞增殖、迁移和自噬等。结论:本研究采用系统生物学方法模拟丹参和红花的配伍机制,其可能主要在RNA代谢,NF-κB级联反应以及细胞增殖、迁移和自噬等生物学途径上协同发挥防治疾病的作用。     

参附注射液作用机制的计算机系统生物学分析

目的:参附注射液是传统中药红参与附子的复方制剂,临床主适应症为充血性心力衰竭、缺血性脑卒中等。以缺血性脑卒中为导向,采用系统生物学和实验研究方法,对参附注射液调节生物学网络的分子机制做一阐释。方法:以参附注射液的28个成分出发,分别从TCMGene DIT数据库系统和Agilent literature search系统中挖掘参附注射液中成分作用的蛋白质数据,并辅助以Pharmmapper反向对接靶标,构建参附注射液多成分-蛋白网络,在Genecards,BIND,Bio GRID,Int Act,Mint等数据库中挖掘蛋白之间关联,建立蛋白相互作用网络。提取显著性差异蛋白子网络一个,并对其中通路以Western blot蛋白印迹方法加以验证。结果:参附注射液成分与55个蛋白有连接,构成53个无孤立结点的蛋白相互作用网络。应用Cluster One模块对蛋白相互作用网络富集分析,提取显著性差异P0.05的子网络1个,子网络中含有关键蛋白15个,经Biocart信号通路映射,涉及NF-κB信号通路,AKT信号通路,Toll样受体信号通路,MAPK信号通路等。采取Western blot方法对富集指数P值最小的NF-κB信号通路进行验证,发现参附注射液在缺血1 h再灌注24 h的MCAO模型上对NF-κB p65和IκB-α的磷酸化表达有明显下调作用。结论:采用计算机系统生物学和实验验证方式初步阐释了参附注射液主要化合物防治疾病的分子机制,并以分子生物学实验方式对所预测的信号通路进行验证,为中药复方的系统研究提供参考。     

肝豆状核变性中医辨证分型与客观化指标的相关性

<正>肝豆状核变性(HLD)又称作Wilson病,是一种常染色体隐性遗传病,基因定位于13q14.3,由于铜代谢障碍沉积于肝脏、肾脏和大脑,导致急慢性肝病、肾病和(或)神经系统疾病[1]。目前,现代医学主要是运用金属络合剂及阻止肠道对铜的吸收与促进排铜的药物,虽可以改善神经系统体征或使其他临床症状缓解,但此类     

系统药理学原理、方法及在中医药中的应用

目的:建立科学有效的现代中药研究体系,是中医药现代化进程中亟待解决的关键问题之一,然而目前从系统和整体水平研究中药的理论和方法均不成熟。方法:本文将综述当前系统药理学的最新进展,阐明如何整合药效学、药动学以及基因、蛋白、药物网络分析等技术,形成一个完整的可供中药药理学、药效学预测和验证的技术体系。结果:重点从中药基础理论、复方解析、注射液的研究、老方优化和新药开发方面介绍系统药理学在中医药中的应用。结论:本文提出的系统药理学研究体系为中药的现代研究提供了新方法学,将有助于系统、深刻地从系统水平和分子水平揭示中药和机体的相互作用机制,从而指导中药新药研发。     

基于系统生物学探讨中医气化学说在糖尿病的应用

目的：从“系统生物学”角度探讨中医气化学说在糖尿病的应用。方法：系统论述现代医学及传统医学对糖尿病的认识,讨论系统生物学、气化学说与糖尿病的内在联系。结果：糖尿病作为一种全身内分泌代谢综合征,气化失常是糖尿病发病的关键环节之一,涉及消化、血液、免疫、神经、内分泌等多脏器、多系统,系统生物学技术可全程监测物质能量代谢产物的变化,在糖尿病早期诊断、并发症的早期预警和预后判断及药效评价研究方面有不可替代的价值。结论：系统生物学技术为探讨糖尿病气化失常提供了新思路、新方法。     

HBeAg阴性慢性乙肝中医证型与系统生物学相关指标研究

HBe Ag阴性慢性乙肝其发病机制为前C区基因变异和/或基本核心启动子(BPC)导致HBe Ag表达下降,使乙肝病毒容易逃避免疫清除,而基因变异、病毒逃逸、免疫系统等无不与系统生物学相关,且生物学技术是HBe Ag阴性慢性乙肝相关诊断的重要手段,是生物系统结构的基础核心。相较HBe Ag阳性慢性乙肝来说,HBe Ag的缺失使得HBe Ag阴性慢性乙肝缺少一个有利的免疫应答观察指标,在治疗上增加了难度,且较易发展为肝硬化、肝癌。中医在治疗肝病的研究上有较多经验,辨证论治是中医治疗肝病的优势,中医证型的确定对疾病的预后及治疗十分关键,然而HBe Ag阴性慢性乙肝的中医证型缺乏明确的理化指标,因此将HBe Ag阴性慢性乙肝中医证型与系统生物学相关指标深入研究,并寻找特异性的系统生物学标志,将提高治疗HBe Ag阴性慢性乙肝的临床水平。文章将从系统生物学方面探讨与HBe Ag阴性慢性乙肝中医证型的相关性。