中药网络药理学的研究应用与挑战

中药网络药理学作为一门从系统层面揭示中药与机体关系的新兴学科。通过构建“药物-靶点-疾病”网络,将依据中医理论和经验为主的中药“翻译”成现代药理学理论,为传统中药与现代药理学间搭建了桥梁;通过预测揭示中药物质基础、作用靶点和分子机制网络,助力传统中药的现代化发展。基于此,对中药网络药理学的发展现状、研究模式与应用、面临的挑战及发展方向进行总结,为中药网络药理学阐释中医药科学内涵提供参考。     

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.     

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。     

基于网络药理学探讨四君子汤治疗结直肠癌靶点及通路研究

目的:通过网络药理学方法预测四君子汤治疗结直肠癌潜在的作用靶点及信号通路。方法:利用TCMSP获得四君子汤的化学成分及作用靶点,结合Swiss Target Prediction网站进行靶标垂钓;通过TTD、OMIM、Drugbank和GeneCards数据库收集结直肠癌相关靶点。运用Venn图取药物和疾病交集靶点,并...     

网络药理学研究进展

网络药理学是应用系统生物学、网络生物学、基因的冗余度以及多效性等原理阐释疾病发展的过程,进一步利用网络平衡的整体观来认识药物与机体相互作用的一门学科。网络药理学结束了“一个药物,一个靶标,一种疾病”为主导的传统新药研发模式,开创了一种多靶点与多种疾病间复杂网状关系的新研究模式,对复杂疾病发病机制及治疗靶标的研究存在潜在应用价值。综述网络药理学的最新研究进展,介绍网络药理学在多个层面的研究和应用,展望了网络药理学未来的发展方向,以及对药物发现的重要意义。     

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。     

基于网络药理学的小陷胸汤治疗冠心病作用机制

目的:通过网络药理学方法预测小陷胸汤治疗冠心病靶标并分析其作用特征,构建"成分-靶标-通路"网络药理模型,揭示小陷胸汤治疗冠心病的潜在通路机制。方法:中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)获得药物有效成分,Swiss靶标预测数据库(Swiss Target Prediction)反向药效团匹配法预测"小陷胸汤-冠心病"靶标;治疗靶标数据库(TTD),Drugbank,疾病-基因网数据库(Dis Ge NET)取美国食品和药物管理局(FDA)批准的冠心病并集靶标。韦恩图获得相关交集,GEO2R在线分析靶标特征,Funrich version 3软件分析生物过程,运用插件Reactome FI对靶标通路富集分析,采用Cytoscape软件构建"成分-靶标-通路"网络。结果:网络分析表明,小陷胸汤治疗冠心病是通过25个治疗成分调控24个靶标,通过GEO2R在线多个基因芯片分析,靶标存在上下调差异,上调靶标11个,下调靶标13个,作用于4大生物过程,21条具体通路。结论:小陷胸汤治疗冠心病的机制可能是通过黄连生物碱类和黄酮类、半夏的核苷类和有机酸类、瓜蒌的豆甾醇类和黄酮类参与基因表达、新陈代谢、蛋白质代谢等生物过程,调节相关靶蛋白的基因表达,调控基因转录通路、生物氧化反应和脂类和脂蛋白代谢、胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBPs)对胰岛素样生长因子(IGF)转运和摄取、细胞外基质的降解等信号通路。     

中药整合药理学计算平台的开发与应用

以中医药大数据为驱动,模型构建和生物信息技术为手段,该课题组开发一个网络版的中药整合药理学数据和计算平台。本平台以中医药大数据(中药方剂数据库、中药材数据库、中药成分数据库、疾病症状靶标数据库)为支撑,以人工智能、数据挖掘、网络科学等为手段,构建满足个体需求的自助式服务平台。通过建立"中药方剂-化学成分-作用靶标-疾病靶标"多维度关联的有效工具,能够有效揭示中药药效物质基础及其分子机制。中药整合药理学数据和计算平台在中药质量评价、中药临床重定位、中医原创思维揭示、方剂配伍的分子机制、中药新药研发等方面,具有较好的应用前景。     

中药网络药理学研究进展

药物承担着防治疾病、提高人们健康水平的作用,同时,医药产业也已成为社会经济建设不可或缺的部分。传统药物的发现主要集中于单一靶点的高特异性抑制剂。然而,通过大规模功能基因组研究证实,只有不到10%的单基因敲除具有治疗价值[1],而且,单一分子靶点的高特异性药物对复杂疾病通常难以获得良效,传统新药研发遵循的“单基因-单靶点-单疾病”的线性模式遇到巨大瓶颈及严峻挑战。资料显示,美国食品药品管理局(FDA)2010年仅有21种新药通过评审,欧洲药品管理局(EMA)也仅批准了14个新药[2]。新药在Ⅱ期和Ⅲ期临床试验中因缺乏有效性和出现非预期的毒性所导致的新药失败率高达30%[3],使整个制药业在持续繁荣后陷入困境。中医药在诊断上注重整体的和功能的动态变化,治疗上强调辨证论治,通过中药等在整体水平上的调节,治疗局部性病变和恢复整体功能平衡,获得治疗效果[4]。因此,药物的研发和机制研究亟需借鉴中医药的诊疗思路,从整体出发,“多基因-多靶点-复杂疾病”模式着眼,寻求新的研究途径。     

网络中药药理学研究进展

中医药治疗的特色是对复杂性疾病从总体角度出发,进行整体疾病的辨证论治,并将疾病的病因,机制从整体的角度进行把握,运用方剂时,使用"君、臣、佐、使"的方式进行药物的搭配,通过多味药物进行协调,从患者的整体出发,实现对机体紊乱的调节。随着网络药理学运用到中药学,药物成分的研究从单一活性成分的研究思路向整体性和系统性研究的转变。从网络药理学,分析技术,中药有效活性成分靶向的预测和药理作用机理进行研究、中药活性成分的发现,新适应症和新组方等几个方面,对网络中药药理学的最新应用进展进行综述。     

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。     

基于中医主治关联的中药饮片网络药理学研究

目的:以网络药理学:方法理念构建中药饮片网络,研究和诠释饮片的主治、功能与归经等属性间相互关系.方法:根据《中国药典》2010年版一部所载646种中药饮片的相关信息,采用文本挖掘法将饮片主治信息梳理归类;以主治来关联各味饮片.建立饮片网络模型;再对网络进行分析和诠释.结果:针对药典所载饮片,梳理归纳出 3 016对饮片-主治关联,据此建立饮片网络,表达了646味饮片的主治与功能间复杂网状关系;通过网络分析获知了药典未明确记载的某些饮片功能信息,且能反映饮片的归经属性.结论:本文方法可用于研究和诠释饮片主治、功能与口经等属性间相互关系.     

中药植物雌激素的研究进展

植物雌激素是与人体内源性雌激素17-β-雌二醇结构相似的植物来源的化合物,通过与雌激素受体结合而引起拟/抗雌激素作用。该文系统梳理了近年国内外已报道的植物雌激素相关文献,其化学成分主要为黄酮类、香豆素类、木脂素类、萜类、甾体类化合物等,具有防治围绝经期综合征、骨质疏松、心血管疾病、代谢性相关疾病、癌症及调节大脑功能等多种药理作用;其作用机制主要包括经典雌激素受体通路、表观遗传效应、激活5'-腺苷-磷酸激活蛋白激酶、抑制激酶、活化过氧化物酶体增殖物激活受体、调节凋亡相关的蛋白、抑制核因子κB信号通路等。植物雌激素按其功效主要分布在补虚药、活血化瘀药和清热药中,具有雌激素活性的经典名方主要为补益剂、理气药及和解剂等,该综述以期为科研人员和临床工作者进一步研究植物雌激素提供一定的参考。     

多基原中药质量评价研究进展

多基原中药质量评价是保障其临床用药有效性和安全性的重要环节。目前,多基原中药质量评价仍存在基原鉴定方法专属性较差,多基原中药品种间药效和毒性物质基础不明确,有效性、安全性数据缺乏等问题。近年来,围绕多基原中药质量评价涌现出许多新思路、新模式及新方法。在整理《中国药典》2020年版收载的多基原中药概况的基础上,对多基原中药基原鉴定及质量评价新思路、新方法进行综述。为完善多基原中药质量评价体系,保障多基原中药临床用药的有效性和安全性提供支持。     

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。     

高通量技术与网络药理学在中药活性成分筛选中的应用

目的:解决中药活性成分筛选的技术瓶颈。方法:根据实验室前期研究结果和相关文献,分析了有关通量研究技术,总结了课题组在网络药理学的指导下利用通量技术筛选中药活性成分。结果:快速制备、高通量筛选、高通量生物芯片技术以及组合药靶网络对于中药活性成分筛选、毒性成分排除、药物分子机制研究均有重要价值,是中药现代化及网络药理学研究的关键技术。结论:高通量技术与网络药理学相结合可提高中药活性成分筛选的效率。     

病毒性肺炎中医病证结合动物模型研究进展

病毒性肺炎（viral pneumonia,VP）是一种严重危害人类健康的高发传染病。从中医角度看,VP属“风温”和“温病”。中药对VP具有良好的治疗效果,其作用机制可能与其对机体免疫平衡的调控、体内微生态的调控、炎症反应的抑制、肺纤维化的抑制、组织保护及直接抗病毒活性有关。动物模型是药物研发领域重要的实验手段。现有的VP动物模型多以西医为主,缺乏对中医证候的研究,不能反映中医辨证论治的特色。近年来,研究者一直在努力探索建立VP病证结合动物模型,使其能够更加准确地反映VP的不同中医证型和本质。通过对近年来中医疾病动物模型及相关肺炎病证模型进行分析,对其常见的建模方法、证型分类、证候研究及评价指标等进行综述,为建立符合中医辨证论治特点的VP动物模型提供参考。     

中医药网络药理学:《指南》引领下的新时代发展

中医药凭借整体观和两千多年来临床使用天然药物的实践经验,在疾病的预防和治疗中有独特优势.中医药诊疗思想和丰富临床经验中的"整体"特色孕育了以"网络"和"系统"为特色的新一代研究模式.该模式在生物医学大数据和人工智能时代得到了快速发展,其中有代表性的研究领域——"网络药理学"为人工智能与中西医学交叉研究、分析海量生物医学...