系统药理学原理、方法及在中医药中的应用

目的：建立科学有效的现代中药研究体系,是中医药现代化进程中亟待解决的关键问题之一,然而目前从系统和整体水平研究中药的理论和方法均不成熟。方法：本文将综述当前系统药理学的最新进展,阐明如何整合药效学、药动学以及基因、蛋白、药物网络分析等技术,形成一个完整的可供中药药理学、药效学预测和验证的技术体系。结果：重点从中药基础理论、复方解析、注射液的研究、老方优化和新药开发方面介绍系统药理学在中医药中的应用。结论：本文提出的系统药理学研究体系为中药的现代研究提供了新方法学,将有助于系统、深刻地从系统水平和分子水平揭示中药和机体的相互作用机制,从而指导中药新药研发。     

生物质谱鉴定中药活性成分靶标蛋白质的研究进展

传统中药具有毒副作用低,药物资源广泛,不易产生耐药性以及多靶点协同作用等优点.然而,中药临床应用中存在的作用物质基础不清,药物吸收、分布和代谢途径不确定,活性成分作用机制不明确等问题,在很大程度上限制了中药进一步的临床应用.因此,发现和确认中药活性成分的作用靶标,阐明中药活性成分的药效物质基础和分子作用机制是中药现代化研究中亟待解决的关键科学问题.基于软电离技术的生物质谱具有高灵敏度、高特异性、高通量、低样品消耗等优势,已成为现代药物发现领域药物靶标鉴定的有力工具,在中药活性成分靶标鉴定中也得到越来越多的应用.本文总结、评述近年来应用生物质谱分析新方法、新技术,筛选鉴定中药活性成分靶标蛋白的最新研究进展,旨在阐述生物质谱技术研究中药活性成分作用机制的基本策略和取得的研究成果,以期进一步促进生物质谱技术在中药现代化研究领域中的应用.     

中药复方多成分多靶点协同增效药理药效评价体系

正中药复方药效学和药理学评价方法研究不仅是中药新药研发的前提,也是中医药现代化重要的基础.中药复方特殊的诊断与辩证体系,以及多药物、多成分的组方原则决定了其药理作用机制的多靶点、多途径等特点[1].而目前所采用的中药复方药效学评价方法整体借鉴了化学药物单靶点的评价体系[2],部     

中药网络药理学研究中的生物信息学方法

为了更有效地治疗癌症、心血管疾病、免疫系统疾病等复杂疾病,基于分子网络的多靶点药物发现理念逐渐成为一种新的趋势,而中药整体、辨证、协同的用药观再一次引起了药物发现领域的极大兴趣。中药在治疗复杂慢性疾病方面有确切的疗效和较小的毒副作用。中药网络药理学从分子网络调控的水平上阐明中药的作用机制,为多靶点药物发现提供有益的启示和借鉴,并有可能从临床有效的中药反向开发现代多组分、多靶点新药。针对基于生物分子网络的中药药理学研究路线中的4 个步骤,介绍近年来中药网络药理学研究中相关的生物信息学方法。     

细胞分子生物学技术在靶向药物筛选中的应用

随着细胞及分子生物学的发展,新技术方法越来越多地用于新靶点建立和药物筛选研究,为药物设计、靶点的选择和用药方案的确定提供理论依据,同时使药物筛选有了更高的特异性,对药物筛选和药理学研究起到了极大的促进作用. 论述了功能基因的筛选、高通量细胞筛选和高内涵筛选技术、反义核酸技术、转基因/基因敲除技术、基因芯片、蛋白质芯片、组织芯片、酶免疫分析、荧光免疫分析、流式细胞技术等方法在靶向药物筛选中的应用.     

基于网络药理学及分子对接探讨桑叶-菊花治疗高血压的作用机制

本文旨在通过网络药理学和分子对接方法探讨桑叶-菊花治疗高血压的潜在分子作用机制。首先从GEO数据库下载基因芯片数据,使用R语言limma包筛选差异表达基因,通过中药系统药理学分析平台筛选桑叶-菊花有效成分及相应靶蛋白,利用Venn软件取药物与疾病交集靶点,运用Cytoscape3.7.2软件构建"化合物-靶点"网络及可视化分析,并用Bisogenet和CytoNCA插件对关键靶点进行蛋白网络互作及拓扑分析,通过David数据库和R语言clusterProfiler包对关键靶点进行GO功能富集及KEGG通路分析,应用AutoDock Vina软件对活性成分与关键靶点进行结果验证。结果显示桑叶-菊花成分作用于高血压的靶点41个,拓扑分析出156个核心靶点信息,GO分析共包含52条生物过程、13条分子功能、15条细胞组成等80条富集结果,KEGG通路分析发现39个条目,涉及IL-17信号通路、流体剪切应力与动脉粥样硬化信号通路、TNF信号通路等。分子对接结果显示与关键靶点对接较好的成分有槲皮素、木犀草素。本研究初步揭示了桑叶-菊花通过"多成分-多靶点-多途径"协同作用发挥降压作用,为深入研究其物质基础及作用机制奠定了基础。     

本草基因组学专辑简介

正本草基因组学(herbgenomics)是从基因组水平研究中药及其对人体作用的一门前沿学科,利用组学技术研究中药基原物种的遗传信息及其调控网络,阐明中药防治人类疾病的分子机制~[1,2].该学科概念形成于中医药生产实践,同时对中医药生产实践具有指导作用,为保障人民健康提供理论依据和技术支撑.中国学者首次通过基因     

基于网络药理学和分子对接探索桑白皮治疗糖尿病周围神经病变的潜在机制

本研究运用网络药理学和分子对接方法对中药桑白皮治疗糖尿病周围神经病变(DPN)的活性成分、潜在作用靶点和信号通路进行研究,探索桑白皮治疗DPN的可能作用机制。首先从中药系统药理学数据库(TCMSP)筛选出桑白皮的活性成分及靶点基因。通过GeneCards数据库及OMIM数据库筛选出DPN的疾病靶点基因,并用Cytoscape软件构建“药物-有效成分-靶基因-疾病”中药调控网络图。将有效成分靶标与疾病靶标上传到STRING数据库,构建蛋白互作网络图(PPI),并使用R语言对得到的PPI进行核心基因的筛选。运用R语言对关键靶点进行GO富集分析和KEGG通路富集分析。其次从活性成分及靶点基因中根据degree值筛选出前3个关键成分,并将该网络中的基因靶点以degree值高低进行排序,选择前3个核心靶点,然后从RCSB数据库下载相关蛋白的结构,使用Pymol软件去除溶剂分子与配体,使用AutoDock软件进行分子对接。最后通过酶联免疫吸附实验和荧光光谱实验验证网络药理学富集分析的结果。最终预测到31个桑白皮活性成分,312个活性成分相关靶点,120个桑白皮-糖尿病周围神经病变共同有效靶点。活性成分中度值最高的为槲皮素,其次为山柰酚。PPI网络核心基因为转录因子AP-1(JUN)、丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)、转录因子p65(RELA)、丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、白介素6(IL-6)等;GO富集分析显示会影响基因的转录、细胞因子表达和蛋白激酶活性等;KEGG通路富集分析显示AGE-RAGE信号通路、流体剪切力和动脉粥样硬化为显著性最高的通路,其次为卡波西肉瘤相关疱疹病毒感染、MAPK信号通路、人巨细胞病毒感染、TNF信号通路。分子对接结果显示关键成分中槲皮素与对应靶点具有较好的结合活性。酶联免疫吸附实验提示桑白皮能够降低IL-6和TNF-α的表达,荧光光谱实验证实桑白皮能够减少AGEs。可见中药桑白皮治疗糖尿病周围神经病变具有多成分、多靶点、多功能、多通路的作用特点,其潜在的作用机制可能与AGE-RAGE信号通路、肿瘤坏死因子信号通路等有关。     

活血化瘀类中药抗肝纤维化作用的计算药理探讨

如何防治肝纤维化是目前备受关注的问题,活血化瘀类中药治疗肝纤维化有良好的效果。研究发现,虽然活血化瘀类中药有效组分结构相似性不高,但是理化性质比较相似。与实验阶段药物和中药数据库中全部活性成分相比,活血化瘀类中药有效组分的化学空间分布更接近已知药物,约90%的有效组分符合Lipinski五规则。基于靶点蛋白作用通路的研究发现,活血化瘀中药通过直接作用或间接影响纤维化相关蛋白,并且多靶点多通路协同作用于多条生物路径,直接抑制TNF或间接调控NF-kappaB是其中典型的两条途径。这些研究结果可为阐明活血化瘀类中药的作用机制提供更多信息,有助于进一步筛选抗肝纤维化作用药物。     

基于亲和探针的药物靶点鉴定技术研究进展

药物靶点的鉴定和相关研究在药学研究领域具有重要的理论指导意义和实用价值。利用亲和探针偶联靶分子的方法是目前发现药 物靶点的主要手段之一。该方法可从分子水平发现药物的作用靶点,从而对药物的分子作用机制提供细胞水平的直接证据。从 DNA 和小 分子药物探针的构筑和应用入手,对近些年鉴定 DNA 损伤识别蛋白的研究进展进行了较为详尽的讨论,并简要介绍目前探索小分子药物 作用靶点的主流技术。作为亲和偶联鉴定药物作用靶点方法的重要组成部分,亲和探针设计的合理性关系到方法本身的可操作性以及鉴 定结果的可靠性。从多个角度对 DNA 探针和小分子药物探针的设计经验进行了较为系统的总结,例如经典的亲和纯化分离方法,以及更 为高效的光激发共价偶联技术等。这些方法和思路为探索 DNA 损伤相关蛋白质的功能以及小分子药物的细胞作用机制提供了丰富的研究 工具,有助于从分子水平理解药物的作用机制。     

中药活性成分治疗糖尿病胰岛素抵抗的机制研究进展

2型糖尿病已成为威胁人类健康的重要代谢性疾病,而胰岛素抵抗作为2型糖尿病显著特征和发病机制的基本环节之一,贯穿于 疾病的整个发生发展过程。传统中药在治疗2型糖尿病/胰岛素抵抗中发挥着重要作用,但其作用机制尚难完全阐明,因此,明确其中 活性单体化合物的作用机制十分重要,并能为此类中药的现代化开发提供必要的理论基础。分类综述主要中药活性成分治疗糖尿病胰岛 素抵抗的机制研究进展。     

Strategy for analysis and screening of bioactive compounds in traditional Chinese medicines

Traditional Chinese medicines (TCMs), due to their long time clinic test and reliable therapeutic efficacy, are attracting increased global attention served as excellent pools of bioactive compounds for the discovery of new drugs. However, hundreds or even thousands of components are usually contained in traditional Chinese medicines and only a few compounds are responsible for the pharmaceutical and/or toxic effects. The large numbers of other components in traditional Chinese medicines make the screening and analysis of the bioactive components extremely difficult. By the way, the combination effect of bioactive components on the pharmacological activity makes it very difficult to clear the therapeutic mechanism of TCMs. Therefore, some strategies have to design for screening of bioactive compounds in traditional Chinese medicines, which further leads to disclose the therapeutic mechanism of TCMs in molecular level. The review will summarize the present state of the art of screening strategy for active compounds in traditional Chinese medicines, and the chromatography methods for screening and analysis of bioactive compounds in traditional Chinese medicines will be emphasized.     

药物分析技术应用研究新进展

通过对2012 年我国学者在国内外发表的有关药物分析技术应用研究论文进行检索和整理,分类综述针对化学药物、基因工程药物以及中药等各类药物或生物样本的过程分析技术、高通量筛选分析技术、固态性质表征分析技术、杂质谱检测分析技术、体内样本分析技术、中药分析技术、生化药物分析技术等的应用研究新进展。     

抗肿瘤动物类中药的研究进展

动物类中药资源丰富,其在肿瘤治疗中取得的疗效引起医药领域广泛关注,已成为抗肿瘤药物的一个新的研究热点。然而,抗肿瘤动物类中药成分复杂,其有效成分和作用机制尚有待进一步明确。综述常用抗肿瘤动物类中药及其活性成分、抗肿瘤动物类中药作用机制与临床应用,以期为抗肿瘤动物类中药的深入研究与开发提供参考。     

靶向5-LOX中药黄酮类化合物的活性筛选及其作用方式和共性规律研究

筛选靶向结合炎症相关蛋白5-LOX(5-lipoxygenase,5-脂氧合酶)的中药黄酮类天然产物,分析与5-LOX结合的黄酮类成分及其来源中药的共性规律。本研究借助Discovery Studio 2017 R2分子对接和药效团构建模块,结合SPR分子筛选实验,以及关联网络构建的方法进行研究。研究结果显示,来源于17种中药的18个黄酮类小分子中有11个能够与5-LOX结合,并从分子对接以及药效团构建研究中发现其作用的3种方式和共性特征:(1)部分中药黄酮成分(如木犀草素等)通过结构中的B环与5-LOX在活性位点ASP243形成静电中心相结合;(2)部分中药黄酮成分(如芹菜素等)是通过结构中的A环与活性位点VAL520形成疏水键、与活性位点ASP243形成氢键与5-LOX结合;(3)杨梅苷等黄酮类成分由于极性较强,在没有形成疏水键的情况下,也是通过形成静电中心与5-LOX在活性位点ASP243产生相互作用。此外还发现靶向5-LOX的活性中药黄酮类化合物,大多来源于具有利湿、退黄等功效,性味甘苦寒的景天科中药中。本研究发现了部分靶向5-LOX的中药黄酮类成分及其作用方式和共性规律,为开发靶向5-LOX抗肿瘤新药提供思路和方法。     

肿瘤蛋白标志物分析技术研究进展

目前,我国的肿瘤发病率为285.91/10万,平均每分钟有6人被诊断为恶性肿瘤,因此肿瘤的早期诊断的重要性显而易见。随着分子生物学、免疫学诊断技术的飞速发展,寻找肿瘤诊断和预后的特异性标志物已成为近期研究的热点。蛋白质是生命活动中多项功能的执行者,可以直接反映基因给予的信息。相比于基因,蛋白质的表达谱更可以直接地反映功能机制。针对蛋白质的生物特性,本文总结了目前临床中筛查肿瘤蛋白标志物分析技术,如双向凝胶电泳、基质辅助激光解吸/电离-飞行时间质谱、表面增强激光解吸/电离-飞行时间质谱、蛋白质芯片技术,并对未来肿瘤蛋白标志物筛查提出新的展望。     

基于受体的药物高通量筛选研究进展

受体是药物筛选的重要靶标,基于受体的药物高通量筛选是药物筛选的主要类型之一。本文根据受体作用原理,按照检测对象的不同,从直接与间接检测的角度,将基于受体的药物高通量筛选进行了分类,总结了基于受体的几种不同的药物筛选模型,并简要介绍了高通量筛选技术在中药研究中的应用,对药物筛选的发展进行了展望。     

Sensing cellular states—signaling to chromatin pathways targeting Polycomb and Trithorax group function

Cells respond to extra- and intra-cellular signals by dynamically changing their gene expression patterns. After termination of the original signal, new expression patterns are maintained by epigenetic DNA and histone modifications. This represents a powerful mechanism that enables long-term phenotypic adaptation to transient signals. Adaptation of epigenetic landscapes is important for mediating cellular differentiation during development and allows adjustment to altered environmental conditions throughout life. Work over the last decade has begun to elucidate the way that extra- and intra-cellular signals lead to changes in gene expression patterns by directly modulating the function of chromatin-associated proteins. Here, we review key signaling-to-chromatin pathways that are specifically thought to target Polycomb and Trithorax group complexes, a classic example of epigenetically acting gene silencers and activators important in development, stem cell differentiation and cancer. We discuss the influence that signals triggered by kinase cascades, metabolic fluctuations and cell-cycle dynamics have on the function of these protein complexes. Further investigation into these pathways will be important for understanding the mechanisms that maintain epigenetic stability and those that promote epigenetic plasticity.     

Genetic approaches to harvesting lichen products

Lichens are symbiotic associations between fungi, green algae and/or cyanobacteria. They have a varied chemistry and produce many polyketide-derived compounds, including some, such as depsides and depsidones, that are rarely reported elsewhere. Although lichens have been appreciated in traditional medicines, their value has largely been ignored by the modern pharmaceutical industry because difficulties in establishing axenic cultures and conditions for rapid growth preclude their routine use in most conventional screening processes. Recently, molecular genetic techniques using PCR, genomic library construction and heterologous expression have provided an alternative approach to begin exploring the diversity of polyketide biosynthetic pathways in lichens. The techniques can be expanded to cover other pathway types and be integrated with conventional culture collection-based screening to provide a comprehensive search for novel chemical entities in these organisms.     

基因网络研究进展

分子生物学的深入发展揭示了复杂的生命现象是大量基因相互作用的结果,传统的以描述为主的生物学和分解分析的研究方法受到挑战.随着DNA芯片和分子阵列技术的应用,快速检测生物基因组的表达已成为可能.在生命科学领域,基因网络作为一种系统的、定量的研究方法正在受到重视,该方法建立在分子生物学、非线性数学和信息学等多学科交叉的基础上.基因网络是动力系统模型,具有稳定性、层次性等一系列非线性系统的特性.通过基因表达的大量数据,结合一定的分析和计算方法可以构建合适的基因网络拓扑结构模拟系统的行为.反过来,利用已建立的基因网络可以指导进一步的实验.计算机工具和Internet资源是基因网络研究的重要手段.基因网络研究将在后基因组研究中发挥重要的作用.