中药现代化研究中的网络药理学方法及可视化工具

近60年中,用于治疗各种疾病的药物研发取得了巨大进展,同时也存在一些问题.随着药物研发水平的不断提升,新药研发的进程逐渐放缓[1].以美国FDA为例,新药上市数量在20世纪90年代达到高峰,1996年和1997年分别批准了120项以上的新药申请;但2001年批准的新药申请数量锐减为66项,2009年为26项,2010年仅为21项.同时,2012年到2015年,每年专利到期的药物数量分别为111项、120项、132项、122项[2].2010年后,现上市的药物专利将陆续到期,整个制药工业在经历了60年的辉煌发展后将首次面临由于新药研发乏力而导致的疲软.新药研发存在的困难迫切需要我们总结过去的药物研发模式,探讨药物研发的新策略.     

基于网络药理学与分子对接探讨紫草治疗银屑病的作用机制

目的 运用网络药理学与分子对接探索紫草治疗银屑病的作用机制.方法 通过TCMSP、Pub-Chem及Swiss Targe Prediction数据库和Gene Cards、OMIM数据库筛选紫草活性成分、疾病靶点,运用Cytoscape软件构建药物与疾病间相互作用网络,筛选紫草治疗银屑病的活性成分及靶点;基于R软件进...     

基于网络药理学探讨乌梅治疗湿疹的作用机制

目的运用网络药理学的方法探讨乌梅治疗湿疹的作用机制。方法利用中药系统药理学分析平台(TCMSP)获得乌梅中的活性成分及其相应靶标;利用GeenCards、TTD、OMIM数据库获取与湿疹相关的疾病靶标。借助String平台分别构建乌梅及湿疹蛋白互作网络PPI并选取两网络的交集靶标。采用AutoDock Vina软件对乌梅活性成分及关键靶点进行分子对接。利用String、基因本体(GO)进行分子生物功能注释。利用DAVID、Metascape数据库进行信号通路富集分析。结果乌梅中的活性成分有8个,乌梅作用于湿疹的靶点有32个。关键活性成分主要为槲皮素、山奈酚。关键靶标主要包括人肿瘤坏死因子(TNF)、丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、干扰素(IFNG)、重组人转化生长因子β1(TGFβ1)等。基因富集分析显示这些基因主要影响细胞因子应答、细胞因子相关通路、有机物分子应答等生物过程。Metascape通路富集分析显示IL-17通路、MAPK通路、JAK-STAT信号通路等基因富集较多。结论基于网络预测乌梅通过多成分、多靶点、多通路协同治疗湿疹的药理作用机制,为乌梅的开发提供新思路及理论参考。     

基于网络药理学探讨当归治疗阿尔茨海默病的机制

目的 采用网络药理学的方法,预测当归治疗阿尔茨海默病(AD)的潜在作用靶点及其作用机制。方法通过中药系统药理学(TCMSP)数据库筛选当归的主要活性成分,并在Swiss Target Prediction平台对当归活性成分的作用靶点进行预测。通过Genecads数据库筛选AD的主要靶点,将当归有效成分靶点与AD的主要靶点取交集,得到当归治疗AD的靶点。利用String平台构建蛋白质相互作用(PPI)网络,运用Metascape平台进行基因本体(GO)及代谢途径分析数据库(KEGG)进行富集分析。应用Autodock vina软件对网络药理学结果进行验证。结果经筛选获得西多糖苷、豆甾醇、α-胡麻烯、β-谷甾醇等10种当归治疗AD的有效成分,329个潜在药物靶点,当归有效成分与AD共有靶点75个,Sitogluside,beta-sitosterol,Stigmasterol可能是当归治疗AD的关键活性成分。PPI网络分析显示,AKT1、PTGS2、MAPK14可能是当归治疗AD的核心靶点。通路分析提示当归治疗AD的机制可能与cGMP-PKG信号通路、NF-kB信号通路、神经活性配体-受体...     

基于网络药理学探讨牛蒡子药理作用机制

目的:基于网络药理学方法探讨牛蒡子的药理作用机制。方法:本研究利用TCMSP、UniProt、CTD等数据库分析牛蒡子的化学成分、靶点、疾病,并利用DAVID数据库进行基因本体(gene ontology,GO)富集分析及基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析,并采用Cytoscape软件绘图。结果:检索数据分析选出8个备选化合物、筛选出相关的50个靶蛋白,这些化合物及靶蛋白与354类疾病密切关联;GO富集分析显示最为密切的生物过程与细胞炎症、凋亡相关;KEGG富集分析显示最具显著性的通路与心血管、糖尿病、肿瘤有关。结论:本研究系统地探讨牛蒡子的主要成分最为相关的靶点及其作用机制,为临床研究提供了新的思路。     

网络药理学研究相关技术与应用

近十几年来,新药的发现周期越来越长,新药候选药物转化为临床有效新药的速率也显著下降,因此从新的角度去认识药物作用机制、采用新的方法发现新药成为了科研工作者们亟待解决的问题。网络药理学与传统药理学最大的区别在于它是从系统生物学和生物网络平衡的角度去阐释疾病的发生发展过程、从改善或恢复生物网络平衡的角度认识药物与机体的相互作用并指导新药的发现。     

基于网络药理学和分子对接研究人参治疗糖尿病肾病中的作用

目的 基于网络药理学和分子对接研究人参治疗糖尿病肾病(DN)的作用机制。方法 用TCMSP数据库筛选人参的有效成分和其对应的靶点,并用Cytoscape-v3.8.2软件构建药物-成分-靶点网络。用OMMI数据库和GeneCards数据库筛选DN的疾病靶点,并与人参有效成分对应的靶点取交集靶点。将交集靶点分别输入STRING和DAVID数据库构建PPI网络、GO生物功能富集分析和KEGG通路富集分析。最后将筛选得到的核心成分和核心靶点进行分子对接。结果 筛选得到人参的有效成分22种,对应的靶点116个,其中作用于DN的靶点63个;药物-成分-靶点网络显示,人参的核心成分有山奈酚和β-谷甾醇;PPI网络发现人参治疗DN的核心靶点为PTGS2、IL-1β、TNF-α、AKT1、PPARG、CASP3、NOS3和NFKBIA;GO生物功能富集分析得到生物过程(BP)条目377个,细胞组分(CC)条目42个,分子功能(MF)条目62个;KEGG通路富集分析得到135条通路,主要包括脂质与动脉粥样硬化、弓形虫、癌症信号通路和AGE-RAGE信号通路等。分子对接发现山萘酚与PTGS2、IL-1β、...     

网络药理学研究中的网络构建技术

网络构建技术是网络药理学研究中的基础技术,也是核心技术。通过整合来源于实验、数据库和计算预测等的包含药物、疾病及生物分子等在内的用于网络构建的相关数据,采用复杂网络构建技术进行药物作用相关、疾病相关和生物分子相关的网络模型构建,尤其对于以阿尔茨海默病为代表的复杂疾病分子网络的构建,为进一步重要靶标的辨识、发病机制和药物作用机制的阐释、指导药物开发,以及药物重定位等打下基础。本文就网络药理学研究相关的药物组网络、疾病组网络和分子相互作用组网络等的构建及其可视化技术进行综述。     

网络药理学在中药研究中的应用进展

中药具有多成分、多靶点和整体作用的特点,网络药理学具有与中药作用类似的特点,选择网络药理学技术来研究中药的药效物质基础和作用分子机制成为一种趋势.网络药理学技术可以帮助研究人员聚焦所需要研究的蛋白、基因和通路,成为研究人员常用的筛选工具.主要介绍了网络药理学常用研究方法,常用数据库和工具,对网络药理学在中药药效物质基础...     

网络药理学在中药领域的应用和展望

目的/意义 总结近年中药领域网络药理学研究成果,提出人工智能时代大规模生物医学数据解析方法,为中药网络药理学的发展趋势和未来应用提供思路与参考。方法/过程 基于文献分析,阐述网络药理学研究流程及其在中药药效物质基础、中药药效作用机制、疾病分子作用机制分析等方面的研究进展。探讨以图神经网络为代表的人工智能方法在中药网络药理学中的应用与趋势。结果/结论 将图神经网络引入中药网络药理学研究,借助人工智能模型,进一步丰富网络药理学研究方法,深度解析中药作用机制,为构建现代中药基础理论体系提供技术支撑。     

Network Pharmacology in Research of Chinese Medicine Formula: Methodology, Application and Prospective

Chinese medicine (CM) is usually prescribed as CM formula to treat disease. The lack of effective research approach makes it difficult to elucidate the molecular mechanisms of CM formula owing to its complicated chemical compounds. Network pharmacology is increasingly applied in CM formula research in recent years, which is identified suitable for the study of CM formula. In this review, we summarized the methodology of network pharmacology, including network construction, network analysis and network verification. The aim of constructing a network is to achieve the interaction between the bioactive compounds and targets and the interaction between various targets, and then find out and validate the key nodes via network analysis and network verification. Besides, we reviewed the application in CM formula research, mainly including targets discovery, bioactive compounds screening, toxicity evaluation, mechanism research and quality control research. Finally, we proposed prospective in the future and limitations of network pharmacology, expecting to provide new strategy and thinking on study for CM formula.     

与时俱进,勇于创新——丁安伟教授谈中药学的科学研究与学科发展

就如何提高中药质量、建立科学规范且可被国际认可的中药质量标准及中药学科的发展趋势等采访了丁安伟教授。丁安伟教授认为，要提高中药质量，首先把好源头关，即中药材的质量，同时强调实施GAP、GLP、GCP、GMP及GSP等规范化管理是提高中药质量的根本途径。指标性成分、有效成分及有害物质的研究等已成为中药质量标准的主要研究内容。广泛使用现代先进实验技术和科研手段；多学科的协作研究；产、学、研的结合及中药研究国际化等将是中药学研究发展的趋势。     

Exploring Traditional Chinese Medicine by A Novel Therapeutic Concept of Network Target

Traditional Chinese medicine (TCM) holds a holistic theory, and specializes in balancing disordered human body using numerous natural products, particularly Chinese herbal formulae. TCM has certain treatment advantages for patients suffering from various complex diseases. However, due to the complex nature of TCM, it remains difficult to unveil such holistic medicine by the current reductionism research strategies, which treat both herbal ingredients and targets in isolation. Recently, an emerging network pharmacology approach has been introduced to tackle this bottleneck problem. A TCM-derived novel therapeutic concept, "network target", which is different from the Western medicine's "onetarget" concept, has been proposed from China. The network target strategy is able to illustrate the complex interactions among the biological systems, drugs, and complex diseases from a network perspective, and thus provides an innovative approach to access ancient remedies in a precision manner and at a systematic level, which also highlights TCM's potential in current medical systems.     

德尔菲法在中医方药研究中的应用与思考

德尔菲法作为一种主观、定性且可定量的判断预测法,不仅可以用于预测领域,而且可以广泛应用于中医临床各种评价指标体系的建立和具体指标的确定过程。文章阐述了德尔菲法在中医方药研究的应用现状,作者认为德尔菲法在中药药性、药味以及处方思路等方面进行大胆尝试,扩展德尔菲法在中药学和方剂学学科的应用范围。     

德尔菲法在中医方药研究中的应用与思考

德尔菲法作为一种主观、定性且可定量的判断预测法,不仅可以用于预测领域,而且可以广泛应用于中医临床各种评价指标体系的建立和具体指标的确定过程。文章阐述了德尔菲法在中医方药研究的应用现状,作者认为德尔菲法在中药药性、药味以及处方思路等方面进行大胆尝试,扩展德尔菲法在中药学和方剂学学科的应用范围。     

关于岭南中医药学术发展史的研究

岭南地区有较为复杂的生态环境,从医学与社会文化的广泛联合及互动关系的寻绎分析中,坚持历史与逻辑相统一的原则,进行医家学术思想的深层的探索,阐述了各个历史时期岭南医学成就的内在联系,研究人群疾病和健康状况的地理分布规律,对丰富祖国医药学体系,促进中医学术的繁荣和发展,具有重要的现实意义。     

丙型病毒性肝炎中医研究进展

丙型病毒性肝炎是一种全球性分布,严重危害人类生命健康的传染病。HCV感染后易慢性化、肝硬化和癌变。目前为止,西药疗效并不理想,中医药研究已取得一定的进展。从中医病因、病机的认识到辨证施治研究、专病专方研究、中西医结合治疗等不同领域,概述上述研究并提出几点建议。     

中医药治疗原发性骨质疏松症研究进展

骨质疏松症(Osteoporosis,OP)是以骨量减少和骨组织结构退行性改变为特征,导致骨脆性增加及骨折危险性增大的一种全身性骨病。中国传统医药对其有独特的认识及治疗方法,中医药在治疗骨质疏松症方面取得不少成果。故通过对其病因病机、中医药治疗等方面的临床研究报道文献进行综述,以期对目前中医药治疗骨质疏松症的现状有较清楚的认识。