中药方剂网络药理学关键技术的建立及其应用

Formula, which has the unique advantages of traditional medicine, is the major form of clinical therapeutic treatment of Traditional Chinese Medicine (TCM). Due to the chemical complexity and component combining diversity, it's still a big challenge by now to define the primal characteristic and reveal the multi-constituents, multi-target mechanism of formula in the level of molecule network regulation. This has been a great barrier of globalization for TCM. In this project, a high scale online database will be constructed firstly, consisting comprehensive target-disease-constituents information of formula. Multi-strategy platforms of polypharmacology and computational target identification will be developed, as well as the visual software, to provide analytical tools for network topology parameters and key node identification in complex network based on cluster of diseases or function. These platforms and approaches, especially the techniques of network pharmacology, will be employed to validate the targets and effective constituents of Shexiangbaoxin pill and other formula with clear clinical efficacy and safety. Network pharmacology is the inheritance and development of the original thinking theory of TCM at the molecular network level. It will certainly contribute to the modernization and globalization of formula study.

中药方剂是中医临床用药的主要形式, 体现了中国传统医学的优势和特色。由于方剂化学成分的复杂性、组方配伍的多样性,我们无法用现代科学语言诠释中药复方作用的本质特征,不能从分子网络调控的水平上阐明中药复方多组分多靶点的作用机制，严重阻碍了中医药的国际化。本项目将建立规模较大、注释信息全面、检索功能强大的靶标-疾病-成分在线数据库，并以此数据库建立三位一体药理学网络，提供靶标、疾病和成分三向检索入口和关联网络查询；发展综合多种策略的多向药理学和靶标识别计算平台；开发计算、分析和显示的可视化软件，提供多种基于网络拓扑学的参数计算以及根据疾病功能聚类的关键网络节点识别功能。应用网络药理学方法对药效良好、活性组分明确的中药复方麝香保心丸进行靶点组合和有效成分群优化的方法验证。发展网络药理学方法是在现代分子网络水平上对中医药思想的继承和发展，对于传统中药方剂配伍的现代化研究和国际化具有积极的指导意义。

中药方剂体现了中国传统医学的优势和特色,是中医临床用药的主要形式。由于中药方剂化学成分的复杂性、组方配伍的多样性，不能从分子网络调控的水平上阐明中药复方多组分多靶点的作用机制，严重阻碍了中医药的国际化。通过本项目的实施，阐明了中药复方的作用机制和中药小分子靶点的确定，构建了药物靶标数据库TargetBank，进一步提高了基于反向药效团匹配策略的靶标预测平台PharmMapper的计算精度，建立网络药理学方法及平台ChemMapper等，开发了计算、分析和显示的可视化软件iDrug，提供了多种基于网络拓扑学的参数计算以及根据疾病功能聚类的关键网络节点识别功能。在药物靶标识别上，发现了天然产物Britanin的靶标Keap1，倍半萜内酯类化合物IJ-5是UbcH5的选择性抑制剂等，完成了麝香保心丸，黄连解毒汤，土木香内酯的网络药理学研究，首次对麝香保心丸入血成分和原型成分进行全方位网络药理学挖掘。基于本课题的资助，在国内外发表论文100余篇，单篇最高影响因子15.066，影响因子5分以上的24篇。相关应用成果已申请专利6项，获软件著作权2项,出版国内外首部中药方剂系统生物学著作《系统生物学与中药方剂现代研究》 1部。以第一完成人获谈家帧生命科学奖（2013年）、教育部长江学者（2013年）、重庆市科技进步二等奖（2013年）、上海领军人才（2014年）各1项，同时项目负责人团队入选2017年创新人才推进计划国家领域创新团队。