系统生物学在中药ADME性质研究中的应用

本文从中医的研究角度综述了系统生物学的定义、研究框架、范围和方法论特点,并以PBPK和PBPD研究为实例,详述了系统生物学方法论在药学研究中的最新应用和进展,阐明了系统生物学是还原论基础上的整体论。中医药是中医整体辩证理论指导下的复杂体系,拟乘系统生物学之势将面对诸多基础问题的挑战,然而中药ADME性质的阐明将成为中医药系统生物学研究的基石,从而将分子水平和整体水平有力地衔接起来。本文中同时简略地综述了作者研究组在该领域的有益尝试,结果表明中药的早期ADME性质研究方法将是揭开中药之谜并过渡到系统生物学水平的有力手段。     

整合化学物质组学的整体系统生物学——中药复方配伍和作用机理研究的整体方法论

本文以中医药学和系统生物学为基础, 探讨建立一个整合化学物质组学的整体系统生物学体系, 用于研究外部干预系统(中药复方)与生物应答系统(人体复杂系统)之间“系统-系统”的相互作用。整合化学物质组学的整体系统生物学提供了一个中医药学与现代科学交流融合的平台, 有助于全面、系统、深刻的揭示中医方剂的药效物质基础和作用机理, 阐明中药复方的配伍规律, 指导复方新药研发, 更好地传承和发展中医药理论。     

中医药计算系统生物学与寒热证候研究

中医学是传统的系统生物医学, 只有在系统层面上研究传统中医药, 才能更为合理地使之得到继承、阐释与发扬。本文阐述了项目组开展的“中医药计算系统生物学”研究内容, 发现基于生物网络及其调控, 可以较为有效地理解中医证候宏观与微观特征、方剂多靶点整合调节作用等重要问题,表明中医药计算系统生物学可望成为符合中医特色, 又与当今科学前沿协调发展的中医药现代研究方法。     

基于系统生物学的计算机辅助药物设计中药研发新模式

随着人们对疾病的复杂发病机制的认识逐步加深,使得多靶标的药物开发成为一种必然趋势。中药以其多成分、多靶标整体调节的作用特点而受到越来越多的关注。从整体水平上阐明中药的有效物质基础及作用机制,是当前中药研究与开发的关键,而原有研发模式已不能满足深入系统地挖掘中医中药精髓的需求。作者经过大量的文献调研,发现随着系统生物学的快速发展,各种系统生物学技术被广泛应用于中药研发领域,与此同时,计算机辅助药物设计(CADD)技术在中药活性成分筛选、靶标发现、毒性预测、处方作用机制研究等方面也表现出独特优势。系统生物学及计算机辅助药物设计技术的广泛应用,将为从整体水平阐明中药作用机制提供新的思路与方法。因此,本文在分析当前中药开发的模式、综述系统生物学新技术和计算机辅助药物设计在中药研究中的作用的基础上,提出一种基于系统生物学技术和计算机辅助药物设计相结合的中药开发新模式,为中医药复杂理论体系研究、中医药现代化提供强有力的工具和手段。     

整合化学物质组学的整体系统生物学——中药复方配伍和作用机理研究的整体方法论

本文以中医药学和系统生物学为基础,探讨建立一个整合化学物质组学的整体系统生物学体系,用于研究外部干预系统(中药复方)与生物应答系统(人体复杂系统)之间“系统-系统”的相互作用。整合化学物质组学的整体系统生物学提供了一个中医药学与现代科学交流融合的平台,有助于全面、系统、深刻的揭示中医方剂的药效物质基础和作用机理,阐明中药复方的配伍规律,指导复方新药研发,更好地传承和发展中医药理论。     

蛋白质组学在中医药现代化研究中的应用

蛋白质组学是系统生物学的一个分支,与中医的整体性和系统性具有深刻的内在联系。蛋白质组学可以高通量地在整体水平上研究证实质的物质基础和中药的抗病分子机制,为中医治疗和中药新药开发提供科学的实验依据。目前蛋白质组学已经成为中医疾病和药物抗病分子机制研究和免疫机制实验研究的新工具,并取得了可喜的成果。蛋白质组学在中医学研究中的不断深入将为系统医学在中医药研究的应用铺平道路。     

代谢物组学研究进展及其在中医药研究中的应用展望

自1999年代谢组学的概念提出以来,它在药物毒理研究、疾病诊断、系统生物学研究等诸多领域里的应用日益深入。代谢组学由于其从代谢网络终端表象的整体角度反映生物体的功能水平,恰与中医的整体思想吻合。它的研究思路和方法,对阐明中医的证候本质及药物的作用机制具有积极的意义,本文综述了近年来代谢物组学研究现状,并对该领域在中医药研究中的应用和发展进行了展望。     

现代中药研发中的文化碰撞现象与系统生物学思路分析

本文从认识论与方法论两方面, 探讨了现代中药研发中的文化碰撞现象与系统生物学思路。提出在世界一体化的宏观背景下, 我们既要认识科技文化多态性的这样一个事实, 又要以“疗效中心论”为基础, 重视本土科技文化的发扬, 不要盲目发展“高”、“精”、“尖”而忽视复方制剂的研究及其可能产生的社会经济效益。在新的医学模式下, 我们还应大力发展系统生物学, 使之与传统医学互补,从而推动传统医学研究方法的变革, 在此基础上才有可能发展出更好的现代中药研发方法。     

蛋白质组学在中医药现代化研究中的应用

蛋白质组学是系统生物学的一个分支，与中医的整体性和系统性具有深刻的内在联系。蛋白质组学可以高通量地在整体水平上研究证实质的物质基础和中药的抗病分子机制，为中医治疗和中药新药开发提供科学的实验依据。目前蛋白质组学已经成为中医疾病和药物抗病分子机制研究和免疫机制实验研究的新工具，并取得了可喜的成果。蛋白质组学在中医学研究中的不断深入将为系统医学在中医药研究的应用铺平道路。     

基于系统生物学与网络生物学的现代中药复方研究体系

建立行之有效的现代中药复方研究体系,是中医药现代化进程中亟待解决的关键问题之一。本文遵循系统论和还原论相结合、宏观与微观研究相结合、体内研究和体外研究相结合的原则,以系统生物学与网络生物学作为主要技术支撑,尝试提出包括化学物质基础研究、现代药理学研究、系统生物学和网络生物学研究在内的现代中药复方研究体系,并结合中药复方的具体研究实例,对该研究体系指导下的中药复方现代化研究进行了初步探讨。本文提出的复方研究体系为中药复方的现代研究提供了方法论,将有助于系统、深刻地揭示中药复方的科学内涵,指导中药复方新药研发,更好地传承和发展中医药理论。     

系统生物学——非酒精性脂肪性肝病中医药研究的新途径

系统生物学是系统论与生物学的结合。它包括基因组学、蛋白质组学、转录组学和代谢组学等。利用系统论的思维方法研究生命现象,从多学科、多视角认识中医证候和中医药疗效机制,为中医研究提供了重要的方法学基础和技术条件;系统生物学与中医学系统观和整体观念的核心思想不谋而合。因此,将系统生物学作为非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的现代中医药研究平台和支点,必将加速中医药防治NAFLD的现代化研究,也为中医药研究NAFLD 提供新思路和新途径。     

中医药临床系统生物学研究体系与实践

中医药临床系统生物学是为适应中医药临床研究和转化医学的需要,以推动"系统-系统"模式的中医药现代化和国际化为目标,在中医药整体观和系统论指导下,整合运用多种系统生物学技术,通过对病、证诊疗方法和药物临床合理应用方法的创新研究来为临床服务,提高临床诊治水平的学科。针对现行研究中存在的"方、证、病割裂,基因、蛋白质、代谢物分离"等问题,我们提出构建以多层面生物标志物群为特征的临床系统生物学研究体系。整合的生物标志物群包括中医证候指标、临床生化及影像学指标、系统生物学标志物群多个层面,系统生物学指标包含基因、蛋白质、代谢物多个层次的标志物群。建立的整合生物标志物体系可应用于疾病早期预警、临床诊治、指导个性化用药、疾病预后以及药物评价。以近年来我们开展的糖尿病肾病中医药临床系统生物学研究为例,开展了包含中医证候指标和临床病理生化指标研究,还包括整体代谢指纹特征谱以及七大类百余种磷脂、15种脂肪酸、21种嘌呤嘧啶、8种硫醇氨基酸的定量指标和14种糖尿病肾病相关基因在内的系统生物学研究,初步得出整合生物标志物群(IBS),应用于糖尿病肾病气阴两虚证的辅助诊断和糖肾方临床疗效评价,可为系统生物学应用于中医药临床研究和实践应用提供参考。以临床疗效为导向的中医药现代化研究是中医药发展的最佳途径。     

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.     

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。     

基于功能元基因组学的人体系统生物学新方法：中医药现代化的契机

中医药是中华民族在几千年的生产实践中不断积累而形成的一种卓越的医学体系,具有完整的中医理论和丰富的诊疗经验,但其宏观、抽象和复杂等特性使得中医药学很难被国际主流医学界所理解和接受。人体系统生物学从整体出发,用"组学"手段研究由人的细胞和共生微生物细胞共同构成的人体这一"超级生物体"的生理病理现象,与中医药基于整体观的理念和方法论不谋而合,为中医药学与国际主流医学界之间搭起了一座沟通的桥梁,有可能为中医药现代化研究提供一个契机。因此,本文在总结人体系统生物学的研究内容、方法、技术特点与优势,及其在疾病、健康、中医药等复杂系统研究中应用情况的基础上,提出以人体系统生物学为理论框架、基于功能元基因组学的中医药现代化研究策略,有望为中医药研究打开一扇新的大门。     

系统生物学在中医证候研究中的应用

证候研究是中医基础研究的一个关键的科学问题,中医的"证"是辨证论治的起点和核心。随着后基因组时代的到来,系统生物学逐渐受到关注。系统生物学是研究一个生物系统中所有组成成分(基因、mRNA、蛋白质等)的构成,以及在特定条件下这些组分间相互关系的科学,将系统生物学应用于中医证候研究是目前的研究热点。本文探讨了中医证候与系统生物学的相关性及其意义,总结了基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学在中医证候研究中取得的成就,同时分析了系统生物学在中医证候研究中存在的问题与不足,并提出了今后研究的设想,为从多学科、多视角进一步认识中医证候的本质提供了重要的方法学基础和技术条件。     

Metabolomics and Its Potential in Drug Discovery andDevelopment From TCM

Metabolomics, an omic science in systems biology, is the comprehensive profiling of metabolic changes occurring in living systems and has been widely used in the modern research of traditional Chinese medicine (TCM). TCM is a complex medical science, which reflects rich philosophical dialectical thought, puts the human body into a large system for observation and keeps human in a healthy status. For TCM aroused great interest in the whole world, herbs and Chinese medical formulae (CMF) as treatment methods have also been widely attention. Metabolomics represents a powerful way that provides a dynamic drawing of the phenotype of biological systems via the research of endogenous metabolites, and its methods are similar to those of TCM. This review summarizes the advantages of metabolomics, highlight the key role of biomarkers for drug discovery and development of TCM.