细胞通讯与中药药理作用

细胞是基本的生命单位,无论单细胞或多细胞生物,细胞需要与细胞之间以及与环境之间发生复杂精细的信息关系,生命活动包含了形式多样的细胞通讯,因此,细胞通讯关系对于认识疾病发生和药物作用机制具有重要意义。可以认为,许多不同的人类疾病是从一个共同的机制起病的,即细胞通讯系统出了毛病,药物无论是单一成分还是多种成分,大都是通过作用于细胞发挥药效,充当了胞间信号分子的角色。中医药强调人体整体平衡和辨证联系,中药通过多成分多靶点整体纠正疾病造成的机体失衡。中药药理学研究的任务是要应用现代生物学知识赋予中药现代科学内涵。细胞通讯网络途径中的多个环节涉及多种蛋白质-蛋白质相互作用,以及糖类物质的多方面复杂作用,大多中药含有较多的苷类、糖类、蛋白质等活性成分,这些成分（或者在体内转化为小分子的糖、多肽）具有作为调节受体功能的配基的条件,但在作用方式上要显得更加复杂。具有多成分、多靶点特点的中药能够调节免疫、调节细胞粘附、调节人体微生态平衡,可以多环节的恢复细胞间良性通讯。本文从细胞通讯的角度探讨了中药的“扶正祛邪”、“双向调节”、“活血化瘀”以及“归经”等作用。细胞通讯为中药药理作用模式提供了现代科学注释,从细胞通讯多个靶点来研究中药多种成分的多种方式的调节作用,有望可以真正揭示中药作用的实质。应用细胞通讯等现代生命科学技术加强对传统中医药深化研究面临着巨大的机遇与挑战。     

细胞通讯与中药药理作用

细胞是基本的生命单位,无论单细胞或多细胞生物,细胞需要与细胞之间以及与环境之间发生复杂精细的信息关系,生命活动包含了形式多样的细胞通讯,因此,细胞通讯关系对于认识疾病发生和药物作用机制具有重要意义。可以认为,许多不同的人类疾病是从一个共同的机制起病的,即细胞通讯系统出了毛病,药物无论是单一成分还是多种成分,大都是通过作用于细胞发挥药效,充当了胞间信号分子的角色。中医药强调人体整体平衡和辨证联系,中药通过多成分多靶点整体纠正疾病造成的机体失衡。中药药理学研究的任务是要应用现代生物学知识赋予中药现代科学内涵。细胞通讯网络途径中的多个环节涉及多种蛋白质-蛋白质相互作用,以及糖类物质的多方面复杂作用,大多中药含有较多的苷类、糖类、蛋白质等活性成分,这些成分（或者在体内转化为小分子的糖、多肽）具有作为调节受体功能的配基的条件,但在作用方式上要显得更加复杂。具有多成分、多靶点特点的中药能够调节免疫、调节细胞粘附、调节人体微生态平衡,可以多环节的恢复细胞间良性通讯。本文从细胞通讯的角度探讨了中药的“扶正祛邪”、“双向调节”、“活血化瘀”以及“归经”等作用。细胞通讯为中药药理作用模式提供了现代科学注释,从细胞通讯多个靶点来研究中药多种成分的多种方式的调节作用,有望可以真正揭示中药作用的实质。应用细胞通讯等现代生命科学技术加强对传统中医药深化研究面临着巨大的机遇与挑战。     

淫羊藿治疗股骨头坏死的分子机制分析

目的:基于网络药理学和生物信息学研究淫羊藿治疗股骨头坏死可能的分子机制。方法:通过中药系统药理学数据库和分析平台对淫羊藿可能的活性成分和靶点进行筛选和预测,针对TTD,Drug Bank,OMIM,GAD,Pharm GKB等数据库与股骨头坏死相关的作用靶点进行挖掘,结合生物信息学手段,明确淫羊藿防治股骨头坏死的特异性靶点,采用Clue GO进行信号通路富集分析,以进一步分析其可能的分子机制。结果:在中药系统药理学数据库和分析平台中共检索出与淫羊藿相关成分130个,根据口服生物利用度(OB)和药物相似性(DL)参数筛选获得入血活性成分23个,利用相关靶点预测技术预测可能的靶点102个;通过上述疾病基因相关数据库共检索到与股骨头坏死发生,发展密切相关的已知靶点72个。利用Cytoscape软件构建活性成分及疾病的蛋白质-蛋白质相互作用关系网络图,合并网络图并行拓扑分析筛选出关键基因135个;采用Clue GO信号通路富集分析显示,淫羊藿作用于股骨头坏死的关键节点涉及的信号通路主要被富集在细胞增殖、细胞凋亡、炎症、应激及癌症相关等80条信号通路。结论:淫羊藿治疗股骨头坏死具有多成分,多靶点的特点;其主要通路不仅直接参与骨重建的细胞增殖、凋亡及分化,调节成骨、破骨代谢平衡,还通过调节免疫、炎症及应激反应等干预和影响骨微环境以达到控制疾病发生发展的目的,与目前治疗股骨头坏死的作用机制相符合。     

以非编码RNA为靶点的中药活性成分研究现状＊

非编码RNA（ncRNA）不仅参与疾病的发生发展过程，同时也是药物干预的潜在靶点。越来越多的研究发现中药活性成分可以通过调节miRNA、lncRNA和circRNA，调控相应基因及蛋白的表达水平，参与多种信号通路，调节细胞增殖、周期和凋亡等，进而发挥抗肿瘤、抗炎、抗动脉粥样硬化、抗感染及抑制结构重构等作用。作为中药活性成分作用的新靶点，这些ncRNA的出现有助于从表观遗传学层面揭示中药的作用机理，解决其多靶点多层次治疗疾病的本质，促进“中药成分—靶点—分子机制—疾病”的精准医疗模式的实现。有鉴于此，本文对目前以ncRNA为靶点的中药活性成分研究进行综述，以梳理发展现状并阐述尚存在的问题。     

湖南一号方通过作用于ACE2防治新型冠状病毒肺炎的网络药理学研究

目的:基于新型冠状病毒主要受体—血管紧张素转化酶2(ACE2)应用网络药理学方法探究湖南一号方防治新型冠状病毒肺炎的作用与机制。方法:应用中药系统药理分析平台(TCMSP)检索湖南一号方中活性成分,结合药物靶点数据库搜索新型冠状病毒肺炎相关靶点,采用Cytoscape平台构建中药-活性成分-靶点-疾病网络,运用STRING和DAVID数据库对靶点的相互作用网络、GO功能和KEGG通路进行分析。结果:湖南一号方中药-活性成分-靶点-疾病网络包括8味中药,120种活性成分和90个疾病靶点。其中湖南一号方防治新型冠状病毒肺炎的靶点主要包括ALB、IL-6、VEGFA、CASP3、MAPK3、MMP9和CXCL8等。主要涉及生物过程中的氧化应激反应、活性氧代谢等,分子功能主要涉及细胞因子受体结合、细胞因子活性等,细胞组分主要涉及膜筏、膜微区等。上述靶点主要是参与HIF-1信号通路、IL-17信号通路、TNF信号通路等多条信号通路的调控。结论:湖南一号方可能通过介导HIF-1、IL-17等信号通路影响ALB、IL-6、VEGFA、CASP3等靶蛋白的表达,进而调节氧化应激反应、细胞因子活性等生物功能,发挥多成分-多靶点-多途径防治新型冠状病毒肺炎的作用。     

滋补脾阴中药的网络药理学机制分析＊

目的 运用网络药理学的方法探究滋补脾阴中药的分子作用机制。方法 将滋补脾阴方剂中使用频次较高且历代医家对其滋补脾阴功效有明确论述的山药、茯苓、白芍、扁豆、芡实作为研究对象，检索TCMSP和STITCH数据库得到其活性化学成分和靶点，此后将靶点信息导入STRING数据库构建滋补脾阴中药靶点之间的相互作用（PPI）网络，并通过PageRank算法对网络中的节点打分筛选关键靶点。同时将靶点信息导入DAVID数据库进行KEGG通路富集分析，通过TTD数据库分析潜在靶点关联疾病。利用Cytoscape软件，分别构建潜在靶点PPI网络、中药-活性化合物-关键靶点网络，最后使用AutoDock软件进行分子对接并对其作用机制进行了初步探讨。结果 筛选出滋补脾阴中药核心靶点15个，信号通路98条，这类中药可能通过，参与人体物质代谢、免疫、造血、炎症反应等过程发挥其滋补脾阴的作用。其作用机制可能与HIF-1信号通路、胰岛素抵抗、药物代谢-细胞色素P450、花生四烯酸代谢、mTOR信号通路等信号通路有关。分子对接结果表明，关键靶点VEGFA、PTGS1及PTGS2与熊果酸等化合物有较强结合力。结论 基于网络药理学的方法得到滋补脾阴中药调节的关键靶点和通路，为探究滋补脾阴中药的作用机理提供数据支撑，从而为更加深入的探究脾阴学说提供思路。     

基于网络药理学探讨大承气汤治疗急性胰腺炎的物质基础和分子机制

采用网络药理学方法预测大承气汤治疗急性胰腺炎的物质基础和分子机制。通过数据库检索并预测大承气汤化合物的作用靶点及急性胰腺炎的疾病基因;并对关键靶点和相关活性化学成分进行分子对接验证;利用DAVID"富集分析"得到大承气汤的活性成分在治疗急性胰腺炎过程中所涉及的功能及通路,最终构建"中药材-活性化学成分-靶点-通路"综合网络。在大承气汤中发现了108种活性化学成分可与28个疾病靶点相关联,分子对接结果显示关键靶点与其对应化合物均有较强的结合能力。经DAVID富集分析得到,生物学过程438条,分子功能31条,细胞组成17条,KEGG通路富集96条。大承气汤可能通过药物反应、脂多糖反应和反向调节凋亡等生物过程,抗炎、抗氧化活性、反向调节细胞凋亡以及调节胰腺分泌等方式来实现其药效作用,涉及IL-17,TNF,NF-κB等多条信号通路。该研究运用网络药理学的方法,揭示了大承气汤以多种成分协同作用于多靶点、多信号通路治疗急性胰腺炎的分子机制,为生物实验提供理论基础。     

基于网络药理学和分子对接探讨黄芪-白术治疗慢性阻塞性肺疾病的作用机制＊

目的 运用网络药理学和分子对接技术探究黄芪-白术配伍治疗慢性阻塞性肺疾病的作用机制和药效物质。方法 运用中药系统药理学分析平台（TCMSP）和GeneCards数据库，进行黄芪-白术药物成分和疾病所作用靶点收集，处理构建出化学成分-疾病靶标，筛选核心靶标。借助Metascape数据库进行GO注释和KEGG通路富集分析，将靶标映射至对应生物学信号通路，构建黄芪白术-化学成分、化学成分-核心靶点-COPD疾病等多层次网络关联图，筛选出药物活性成分和核心靶点。利用分子对接技术分析活性成分和核心靶点的相互作用关系，并采取体外抗炎活性实验进行验证。结果 搜集到黄芪-白术中关键活性物质6个，潜在治疗COPD靶标131个，筛选出核心靶标16个。通过KEGG分析主要通过癌症信号通路（Pathways in cancer） 、MAPK信号通路（MAPK signaling pathway），IL-17信号通路（IL-17 signaling pathway）通路发挥药效作用。分子对接结果显示，槲皮素、山奈酚、异鼠李素、8β-乙氧基苍术内酯Ⅲ、7-O-甲基异丁香酚等活性物质与COPD关键靶点之间具有较高的结合活性。体外抗炎活性验证槲皮素与山奈酚具有较好抗炎效果。结论 本研究运用网络药理学和分子对接技术预测黄芪-白术治疗COPD作用机制，初步揭示了黄芪-白术配伍通过抑制炎症反应、调节上皮细胞生长增强保护屏障、抑制肿瘤血管生成等作用而发挥防治COPD的作用。研究结果预测了黄芪-白术配伍治疗COPD多基因和多途径的调节作用，可为临床合理用药及作用机制的研究提供参考。     

基于网络药理学方法预测定喘汤治疗慢性阻塞性肺疾病的作用机制及验证研究

目的：分析定喘汤治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)的分子机制,并通过细胞实验验证定喘汤的药理学作用。方法：在中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)数据库中,对定喘汤9味中药进行有效成分筛选,利用UniPort数据库得到中药活性成分相关靶点。随后在五大疾病数据库中以COPD作为关键词进行检索,收集疾病对应的靶点基因。对有效成分-交集靶点网络进行拓扑分析,根据中药有效成分与交集靶点之间连接情况筛选定喘汤治疗COPD关键成分。最后通过基因本体(GO)富集分析和京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集分析确定定喘汤治疗机制并进行分子对接,从整体生物网络角度阐述定喘汤治疗COPD的免疫炎症机制,并通过细胞实验加以验证。结果：本实验筛选得到定喘汤274个活性成分,与疾病交集靶点262个。KEGG富集分析表明核心靶点作用于白细胞介素-17(IL-17)信号通路、NOD样受体信号通路及趋化因子信号通路等多种免疫和炎症反应相关的信号通路,分子对接显示核心化合物与靶点具有良好的对接活性。细胞实验表明,定喘汤能通过磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路,抑制人Ⅱ型肺泡上皮细胞炎症反应,...     

麻黄-白果药对“异病同治”支气管哮喘和慢性阻塞性肺疾病药理作用研究

目的:采用网络药理学方法预测麻黄-白果药对治疗支气管哮喘(简称哮喘)和慢性阻塞性肺疾病(简称慢阻肺)的活性成分、靶点与信号通路,以探讨此药对“异病同治”的共同作用机制。方法:基于中药系统药理学数据库与分析平台获取麻黄-白果药对的活性化学成分及其对应靶点,通过Genecards数据库获取哮喘和慢阻肺相关靶点,将药对靶点与疾病靶点映射得到麻黄-白果药对作用于哮喘和慢阻肺的共同靶点。在Cytoscape软件中构建药对-活性成分-靶点-疾病网络,采用STRING在线数据库获取蛋白相互作用(PPI)数据。利用Bioconductor生物信息软件包对共同作用靶点进行KEGG通路富集分析。利用Auto Dock进行分子对接验证“异病同治”关键靶点和活性成分的相互作用。结果:通过筛选获得25个麻黄-白果药对的活性成分,108个麻黄-白果药对作用于哮喘和慢阻肺的共同靶点。富集分析结果表明麻黄-白果药对主要通过调节TNF信号通路、IL-17信号通路、HIF-1信号通路和Toll样受体信号通路等通路发挥对哮喘和慢阻肺的治疗作用。分子对接结果显示,“异病同治”关键靶点和活性成分之间具有较强的结合性。结论:麻黄-白果药对通过多成分、多靶点、多通路发挥了对哮喘和慢性阻塞性肺疾病“异病同治”的药效作用。     

中药二次开发的研究思路探讨

将中药二次开发作为中药研发的方向之一,有助于在中药研发领域创造新价值。通过综述近年来药物二次开发的研究热点,分析国内改给药途径、改剂型中药的获批情况,了解中药二次开发中相关的技术方法,提出了中药二次开发的研究思路。当前药物二次开发的研究热点:非抗癌药用于癌症、药物重新定位于罕见病、改变给药途径对呼吸系统疾病再治疗、非呼吸系统疾病药物的吸入疗法再利用。中药的二次开发不完全等同于化学药的老药新用,有其自身特点,可参考的研究思路:(1)优化生产工艺、选择更合适的剂型、优化临床给药途径等;(2)提升中成药的质量控制水平;(3)阐明中药的活性成分与作用机制;(4)进一步聚焦有良好疗效的中药优势病种,如一些疑难疾病、慢病、罕见病的病种。     

Omics technology: an important tool in mechanism studies of Chinese herbal formulas

Background Identifying the active ingredients from natural herbal medicines and demonstrating their potential mechanisms are key points in the traditional Chinese medicine(TCM)field.In recent years,increasing studies have focused on the effects and mechanisms of Chinese herbal formulas.Basic studies on these formulas further coincide with the theory and practical use of TCM according to the clinical experiences for thousands of years.Single compounds have specific molecular structures;therefore,their methodologies in effect and mechanism studies are similar in both Western and Eastern medicines,making them more acceptable by researchers worldwide.     

以线粒体为靶点筛选中药抗肝毒性的活性成分研究思路与方法

肝脏是药物代谢的主要场所,肝细胞线粒体是药物肝损伤的重要靶标,线粒体自噬可以维持细胞内线粒体的健康运转以及细胞的稳定增殖,因此利用线粒体自噬来清除受损线粒体是抗药物性肝损伤的重要策略。多种中药中含有可以增强线粒体自噬的活性成分,可以调节线粒体自噬从而缓解相关疾病。但如何准确高效地从中药中发现并评价此类对线粒体有靶向活性成分的研究方法鲜有报道。而采用液质联用技术,以体内过程结合血清药理学的方法能准确、高效地锁定作用于线粒体靶点的中药活性成分。该文综述了增加线粒体自噬解药物肝毒性的中药成分研究思路与方法,为以线粒体为靶点的中药活性成分研究提供新思路与方法。     

中药质量评价研究思路及创新发展趋势

建立科学的中药质量评价体系是保障中药国际化、产业化的关键,通过中药有效性-物质基础-质量控制关联链辨识质量标志成分,将化学物质与临床疗效关联,以此评价中药有效性、安全性,实现中药整体质量评价。从中药质量评价体系发展历程出发,对围绕中药性状的传统质量评价模式及活性成分的现代质量评价模式进行分析,基于质量标志物(quality marker,Q-Marker)与多学科内容有机结合,探讨Q-Marker质量评价模式的建立,提出创新方法导入中药质量评价的发展趋势。     

我国中医学学科交叉领域研究热点可视化分析

以信息可视化方式揭示我国中医学学科交叉研究热点。以《北京大学中文核心要目总览(2011版)》所收录的248种医药卫生类核心期刊作为初始数据采集样本,创建CMSCI引文索引数据库,结合《中图分类号(第四版)》确定2004—2012年我国中医学学科交叉文献13 259篇,抽取其81 626个关键词作为研究对象。通过高频词分析、可视化分析及共词聚类等方法分年度揭示我国中医学学科交叉研究领域研究热点,并进行对比分析。以知识图谱方式识别出中药质量鉴定与化学成分研究、中药抗肿瘤机制及其效应成分研究、动物模型实验方法研究、高血脂及糖尿病的中医药疗法研究为2004—2012年我国中医学学科交叉研究领域的热点研究方向,且具有较好的延续性,发现该研究领域以高效液相色谱法等3种实验方法为重点实验方法,以中医药疗法、中西医结合疗法为主要治疗方法。我国中医学与药学的学科交叉为领域内学者学科交叉行为的主要表现。     

马齿苋对炎症性肠病癌变的影响

中药马齿苋能够有效控制肠道慢性炎症，并通过IL-6／STAT3信号通路降低炎症癌变率。进一步研究马齿苋抗癌的有效成分，能够为中医药防治炎症性肠病癌变提供新思路。     

基于Nrf2/HO-1信号通路的中药及其有效成分抗心血管疾病作用研究进展

心血管疾病是我国居民死亡的首要原因,因其在遗传背景、发病原因、疾病发展走向等方面存在非常大的个体差异性,目前指南指导下的西医规范化治疗的残存死亡风险率仍然很高。中药具有多靶点、多途径、多层次的独特优势,可有效弥补西药的不足,在心血管疾病的治疗中被广泛应用。氧化应激是导致心血管疾病发生的重要原因之一,核因子E2相关因子2(Nrf2)是该反应的中枢调节者,当其被激活后可向核内转移并启动下游通路信号传导,发挥抗氧化应激作用。作为机体最重要的内源性保护体系之一,Nrf2/血红素加氧酶-1(Nrf2/HO-1)信号通路是Nrf2发挥作用的最经典途径。近年来运用现代分子生物学等方法研究并阐明中药通过调控该通路治疗心血管疾病已取得一定的成果。基于此,本文总结了Nrf2/HO-1信号通路与心血管疾病的关系,并归纳分析了中药有效成分、中药药对有效成分、中药提取物及中药复方调节该信号通路干预心血管疾病的的作用方式及可能机制,以期为抗心血管疾病药物的研发与利用提供理论参考。     

基于肠道菌群的中药改善胰岛素抵抗的作用机制研究进展

中医药的特色与优势促进了其治疗与胰岛素抵抗相关的慢性代谢性疾病如肥胖、糖尿病等的发展,但其尚不明确的作用机制极大限制了中药现代化、国际化和产业化。随着2代/3代基因测序技术的飞速发展,肠道菌群已成为中药作用机制研究的热点和新途径。为此,探讨肠道菌群及其代谢产物与胰岛素抵抗的关系,从中药复方、药对、单味药和活性成分不同角度系统分析中药通过调控肠道菌群改善胰岛素抵抗的研究进展,以期为阐释中药的作用机制提供研究思路与参考。     

神经干细胞增殖的分子机制及中药干预研究进展

从中国知网、万方、PUBMED等数据库中检索有关神经干细胞增殖分子机制及中药干预的文献资料.通过整理、分析、总结发现内源性神经干细胞(endogenous neural stem cells,endogenous,NSCs)增殖受许多因素的调控,特别是与脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)、碱性成纤维生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)、白细胞介素等细胞因子、Notch基因Wnt基因及其信号通路关系密切,且各调控因子之间相互作用、相互影响形成一个精密的调控网络.中药具有多组分多靶点多层次的特点和优势,针对内源性神经干细胞增殖进行药物筛选、组方优化和创新中药研究有重要意义,中药在促进神经干细胞增殖、治疗脑卒中和神经退行性疾病方面具有极好的应用前景.