中药网络药理学/系统药理学

中药是复杂化学体系,中药的疗效是中药的化学物质作用于人体,使机体的生理机能或生化反应发生变化的复杂过程。“多组分、多靶点、多途径,整体调节”被一致认为是中药作用的特点(图1)。但是到目前为止,对于绝大多数中药和复方来说,只有“多组分”的含义相对明确,并具备成熟的植物化学和分析化学研究方法。其他三种特性虽然含义明确,但都还缺少成熟的实证性研究。如何用现代科学方法阐明中药的药效物质基础和作用机制一直是研究的难点和关键点。

中药“多组分、多靶点”的作用机制

网络药理学的发展为中药药理活性的微观解释提供了一种有效途径。网络药理学方法是通过网络方法来分析药物、靶点和疾病之间的相互关系,目前已经成为新药研发理论方法的一个研究热点,并且受到药学领域,特别是中药研究者的高度关注,通过引入网络药理学技术和方法,已经对大量单味药和复方中药进行了药理作用机制的研究,使人们对中药的药效物质基础及其作用特点有了更清晰的认识。

 

中药复方靶点的GO富集

 

中药网络药理学研究可以应用于以下领域:

  1. 中药复方和单味药的作用机制研究。通过对中药复方和单味药化学成分的收集和寻靶,确认其可能作用的靶点及其通路分布情况,通过对信息的整理富集,最终与复方或单味药的特定药理活性相联系,对其联系给出分子层面的解释。
  2. 中药关键化合物的确定,通过网络药理学研究,可以探明中药对某种疾病的作用机制,发现关键靶点、关键通路,由此确定中药中针对某种疾病的关键活性成分。
  3. 发现复方新适应症,通过反向寻靶和网络分析方法,分析中药复方对体内各代谢和信号传导通路的调节情况,据此发现中药复方的针对其他疾病的新疗效,为实验研究提供前瞻性的指导。
  4. 新天然药物发现,通过对中药活性成分进行口服生物利用度预测、类药物评价、多药靶点预测、网络药理学分析等多角度结合的系统药理学方法,可以筛选得到中药中最具潜力的可药活性成分,为天然药物的发现提供了新的模式。

 

  1. 网络毒理学研究,网络毒理学概念由刘昌孝院士于2011年首次提出,旨在构建网络模型和对因果关系的分析, 从而认识药物对机体的毒副作用并探讨其毒性机制,在预测中药毒性成分中具有重要的作用。

常见的系统药理学、网络药理学分析服务

  • 中草药ADMET/T分析;
  • 全套的中药复方或单味草药系统药理学分析:包括复方活性成分收集、靶标预测、药物-靶点网络、靶点-靶点相互作用网络、靶点作用通路的功能富集,以及提供针对复方的生物学验证建议等;
  • 中药单体的作用靶标分析:提供已验证的作用靶标信息以及基于网络推理的预测靶标。
  • 基于中草药天然来源数据库的虚拟筛选

 

部分引用图片来源:杨小林,袁永亮,等. 基于网络药理学和分子对接探寻升降散抗新型冠状病毒潜在作用机制研究 [J]. 中草药, 2020, 51(7)