系统生物学在计算机辅助药物设计领域的应用与发展

随着医学的进步，人们对疾病复杂的发病机制有了更深的了解，从整体视角揭示药物的作用机制和治疗效果已成为目前药物设计的重中之重，而传统的药物设计方法已无法满足当前的形势和需求。近年来，系统生物学的飞跃发展使得包括代谢组学、基因组学、蛋白组学在内的多项新技术被广泛运用于药物研发。作为连接传统制药理论和现代科学的桥梁，计算机辅助药物设计的引入能够加快新药研究与设计的进程，缩短药物研发周期，提高药物研发的成功率。系统生物学和计算机辅助药物设计技术的应用为从整体视角揭示药物的作用机制提供了方法基础和前进方向。该文从多个角度介绍了系统生物学在计算机辅助药物设计方面的研究现状和应用，并提出系统生物学在计算机辅助药物设计领域中可预见的未来发展方向，为推动系统生物学在计算机辅助药物设计领域的应用提供了参考和思考。     

可用于中医药系统研究的药物高内涵筛选分析

药物高内涵筛选分析是系统生物学时代的一项领先技术,具有活体、动态、多指标的综合特点,能够全面反映细胞组学的整体变化,非常适用于中药的复杂成分组成和多靶点作用途径的研究。因此,积极将该技术应用于中医药研究,对发现中药的有效组分和毒性成分,阐明中药的复杂作用机制,促进中医药理论的发展均有重要意义。     

网络药理学在中药研究中的应用进展

中药因其多成分多靶点的协同作用使其药理机制研究复杂而又困难,当前的单一靶点、单一成分的药物研发思路不能满足中药的研发需求。随着生物信息学和系统生物学的不断进展,网络药理学以其整体性的思维方式和强大的预测能力在中药研究中被广泛应用。网络药理学通过利用相关数据库和算法进行数据挖掘,使用可视化软件建立"药物-靶标-疾病"网络,通过分析,可以验证中药活性成分,对各组分间的相互作用进行分析,预测药物作用靶点,发现新的适应证并减少毒副反应。综述网络药理学的研究思路及当前的应用现状,以期为中药现代化和新药研发提供理论依据。     

中药血清药物化学研究概况及其理论和方法拓展

中药血清药物化学是从中药/方剂口服给药后的血中移行成分中筛选药效物质基础的研究设计,其理念及方法符合中药整体作用模式,并体现了人体对药物的代谢、转化作用和药物在体内的相互作用,现已成为公认并被普遍应用的研究中药药效物质基础的有效方式。该文对以往中药血清药物化学的研究内容和研究方法进行梳理,在进一步认识中药复方给药形式的特殊性及方证对应疗效的专属性基础上,提出整合系统生物学的中药血清药物化学新研究策略:以证候为切入点,以方剂为研究对象,在利用系统生物学方法阐明证候生物标记物的前提下,评价方剂整体效应,在有效的状态下,筛选与效应生物标记物高度关联的中药血清移行成分,发现并确定中药的药效物质基础。通过整合系统生物学方法,中药血清药物化学的理论与方法进一步扩展,将开启诠释中医药理论的新篇章。     

源于临床有效中药活性成分的创新药物研发策略与挑战

源于中药活性成分的新药创制是我国创新药物研发的特色和优势领域，但目前仍然存在药效物质基础不清、作用靶标和机制不明确等问题，极大阻碍了中药活性成分向新药物的临床转化。该文在分析整理当前我国创新药物研发现状及进展的基础上，针对中药活性成分发展前景及面临的困境，探讨实现中药活性成分高效发现，获得化学结构新颖、作用靶标/机制独特且具有自主知识产权的候选药物，以期为中国特色创新药物研发提供新策略和新模式。     

结合生物信息学的中药组分结构研究思路

中医药属于复杂体系,具有整体性、系统性的特点,组分结构中药是在继承中医药特点的基础上,体现中药多组分整合作用特点的一个有序整体,是中药物质基础的新见解。目前,传统的研究方法不足以解决中医药物质基础与药效关系,多成分、多靶点、多环节作用机制等方面问题。生物信息学诞生于后基因组时代,涉及了系统生物学,不同层面的组学以及相应的数学、计算机科学,越来越成为人们对复杂体系,生命规律本质认识的强大工具。生物信息学的研究思路、技术方法和丰富的数据挖掘知识结合组分结构中药理论,为发展创新组分结构中药,系统解析中医药本质,推动中医药现代化带来新契机。     

基于网络药理学的中药复方研究探讨

中药复方成分复杂,具有多成分、多途径、多靶点等特点,其发挥药效的物质基础和作用机理尚不明确。网络药理学已成为当前中医药现代化研究的新的技术手段,其系统性和整体性思维模式与中医药理论不谋而合。文章对网络药理学常用技术和方法及其在中药复方研究中的应用现状进行梳理和分析,从基于网络药理学方法的中药复方活性成分研究、中药复方配伍规律研究、中药复方靶点预测、"病-方-证"的研究、中药复方作用机制和临床疗效以及新药研发等几个方面进行探讨,为进一步研究中药复方药效物质基础、作用机理以及新药研发提供新的思路和策略。     

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。     

生物医学新兴学科与中药现代化--现代组合成分药物的研究

中药的特色是通过多成分、多靶点的整体调控作用来系统纠正疾病造成的机体失衡。中药在治疗多基因、多因素引起的某些复杂疾病方面相对西药(通常是单一化学成分药物)有独到优势。但以天然动植物为来源的中药在质量控制和疗效科学依据方面的不足严重影响了中药在现代社会的应用。目前,组合治疗现代医学和系统生物学的发展为中药现代化提供了新的机会。提出应用现代组合成分药物和组合治疗新概念,科学阐明中药药效的学术观点;并提出综合应用蛋白质组学和化学生物学等生物医学新兴科技从中药中开发现代组合成分新药的技术。     

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.     

中药新药筛选新技术及实践

本文扼要概述了当前可运用于中药新药筛选的高通量筛选、生物芯片、分子生物色谱、高内涵筛选、网络药理学、蛋白质组学和计算机辅助虚拟筛选等新技术和新方法,并结合本单位研究开发实践,基于调脂代谢机理,将计算机辅助虚拟筛选技术,如分子对接、药效团、分子相似度等应用到中药新药的筛选、处方优化和作用机理研究中,为中药新药筛选研发工作提供借鉴。     

金属元素在中医药研究中的现状

金属（半金属）元素在机体内具有较多的生理生化作用,多项研究表明,金属元素与中医证候及中药药效的发生、发展有一定的相关性。本文将从金属元素在中医证候、中药药性理论、中药药效、中医组方原理、中药炮制理论以及中药质量控制等方面的研究现状作以介绍;指出目前从金属元素入手进行中医药研究的不足,介绍系统生物学“组学家族”成员—金属组学的概念及其在中医药领域中的应用前景。     

中药复方新药研发中质量标准研究需关注的问题

中药复方新药是中药新药研究的主体,体现中医药理论特色。复方新药质量标准研究是药学研究的主要内容之一,也是新药药学评价的重点内容。尽管近年来中药复方新药的研究水平有了较大提高,但笔者在审评过程中发现复方新药质量标准研究资料中仍然存在一些共性问题,该文通过分析目前中药复方新药质量标准研究资料中存在的问题,分别从含量测定指标的选择、含量范围的确定、质量标准设计理念等方面阐述了研发者需关注的问题。中药复方新药的质量不是仅质量标准本身就可以解决的,但质量标准是保证产品质量的关键环节和重要内容,产品质量的提高离不开质量标准的提高。随着科学技术的不断发展,在基于质量源于设计的理念指导下,中药复方新药质量标准系将日臻科学、系统和完善。     

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。     

基于代谢组学的中药配伍减毒研究策略探讨

探讨应用代谢组学技术研究中药配伍减毒的策略。通过分析代谢组学技术应用于中药复方配伍减毒研究的优势,提出基于代谢组学的有毒中药配伍减毒研究方法和内容。代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后发展起来的一门全新学科,具有整体、动态、综合与分析的特点。作为系统生物学的重要组成部分,代谢组学在中药配伍减毒研究中表现出很大的应用潜力。在中药复方配伍减毒研究中应用代谢组学的方法,应从基于药物代谢物组的毒性成分以及有效成分辨识、基于代谢组学的中药毒性靶器官以及毒性生物标志物的确定、基于代谢组学的对证控毒作用机制探究、基于系统建模的毒性成分组合与配伍减毒活性之间关联性分析4个方面进行。代谢组学应用于复方配伍减毒研究具有广阔的前景。     

实时荧光定量PCR技术及其在中医药研究中的应用

在中医现代化研究过程中,越来越多地应用先进的现代科学技术,聚合酶链式反应(PCR)技术作为一项重要的研究工具,亦被不断地用于中医药的研究。荧光定量PCR是在PCR技术基础上发展起来的一种高度灵敏的核酸定量技术,在PCR反应体系中计入荧光染料或荧光探针,利用荧光信号积累实时监测整个PCR反应进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析,具有操作简便、快速高效,高通量而且高敏感性等特点,极大地克服了原有PCR技术的不足,目前该技术已逐渐成为中医药研究中的重要手段。本文概述了实时荧光定量PCR技术分别在中医诊断、中医药理研究、中医证实质研究和针刺作用机制研究中的应用。通过文献研究表明:应用实时荧光定量PCR,可以从分子基因水平探讨方剂或单味药及有效成分在组织、细胞及至分子层次上的作用机制,了解药物作用部位及靶点。探讨中医证候的病理生理学基础,并为阐明其生物学本质提供了新思路。使我国传统中医药体系的科学性在分子生物学的基因水平上得到了初步的验证。这些研究思路和方法为中医药的研究提供了借鉴,实时荧光定量PCR有望更广泛的应用于中医药研究中。     

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。     

系统生物学促进中医现代化

系统生物学的系统论与整体论的观点,与中医的整体观念、辨证论治的基本特点不谋而合,系统生物学的研究与发展为中医现代化开辟了新的方向。系统生物学的研究理念为中医研究的现代化提供了新的思路和启示,使传统中医与现代科技研究接轨、走向国际赋予了新的可能。中医将会绽放出新的活力,更好地服务人类的健康事业。     

本草物质组概念下的中医药研究

在中药研究回归整体性、组学学科快速发展和多靶点药物开发的推动下,以中医药整体观为出发点的本草物质组相关理论和方法将促进中医药研发模式的变革。本文针对本草物质组概念产生的背景和挑战,提出其基本研究路径以及学说体系构想。