基于蛋白互作网络模拟药效逐级传递途径的中药复方作用机制方法学研究

Traditional Chinese Medicine formula is the main manifestation of TCM theory, its efficacy transferred through the drug target to disease key protein. The drug delivery pathway simulated by protein interaction network is the most direct and clear explanation of the drug mechanism, which is the key link of "drug" and "disease" and expected to provide fresh perspective for the research on mechanism of TCM formula. Taking Danhong injection improving cerebral ischemia as a typical example, based on full scan screening combined with targeted validation strategy, to investigate the regulation of characteristic metabolites and key proteins in disease pathway. Strengthen network reliability verification through a variety of biotechnology to verify the specific pathways. Integrated the results of metabolomics and network pharmacological, explore the regulation mode of drug targets by protein interaction network. Building "components - drug targets - disease protein - characteristic metabolites" network, to interpret the overall system life process, at the same time, describe the detail dynamic process from the micro level. Once the systematic research model of TCM formula was established, the comprehensive efficacy and pharmacological mechanism of TCM formula can be evaluated more purposefully, which is advantageous to interpret scientific connotation of traditional Chinese medicine systematically.

中药复方是中医药理论的主要表现形式，其药效通过上游作用靶点传递到下游疾病关键蛋白发挥作用。基于蛋白互作网络模拟药效逐级传递途径能够直接而清晰地刻画中药复方作用机制，以此为切入点，从生物代谢与药效靶点两个角度入手开展系统研究，有望为中药复方作用机制研究提供全新的视角。本项目以丹红注射液治疗脑缺血为范例，发展非靶向筛选与靶向验证相结合的多模式代谢组学研究策略，考察药物对特征代谢物及疾病通路关键蛋白的调控规律。结合多种生物学技术，有针对性的验证药效传递的具体途径。结合代谢组学与网络药理学，基于蛋白互作网络模拟药效靶点与疾病调控位点的作用方式，构建“药效成分—作用靶点—疾病蛋白—特征代谢物”整体网络并验证，既能够从宏观层次系统阐释生命总体进程，又能从微观层次详细描述分子间相互作用的具体过程，为中药作用机制研究建立方法学示范，有助于系统阐释中医药的科学内涵。

中药复方是中医药临床应用的重要形式，中药药效通过其上游作用靶点传递到下游疾病关键蛋白，进而调控机体终端代谢。药效传递途径是中药系统观的具体表现形式。本项目以药效传递途径为切入点，构建“药效成分—作用靶点—疾病蛋白—特征代谢物”的整体网络，系统阐明丹红注射液（DHI）治疗脑缺血的药效物质基础及作用机制。基于靶向定量代谢组学技术构建急性脑缺血代谢网络，考察DHI对脑缺血特征代谢物的调控情况，筛选特征标志物。结合代谢通路富集分析得到药物调控的代谢网络，明确调控疾病特征代谢标志物的关键蛋白。基于网络药理学靶点数据库筛选DHI活性单体调控的脑缺血药效靶点，结合数据库提供的蛋白互作信息构建活性成分相关药效靶点网络，明确活性药效成分群的调控方向。通过蛋白互作网络将药效靶点网络与药物调控的疾病网络相融合，模拟药效传递途径，并在分子层面对药效传递网络中的关键环节进行验证，阐明中药药效成分群与生物系统相互作用关系，发现并验证DHI活性成分的特征药效靶点。研究过程中还发现，DHI治疗脑梗死具有显著的剂量依赖规律，模式识别结果表明，不同剂量的DHI存在其特征代谢标志物，标志物的差异性能够反映机体在药物干预下的代谢规律。因此本项目构建了剂量相关的代谢网络，深入研究了DHI重塑急性脑缺血机体平衡的动态特征，揭示影响网络功能的结构单元，发现了与剂量相关药效靶点，阐释中药复方剂量依赖的动态调控机制，极大地丰富了研究成果。追踪中药复方药效传递途径，既能够从宏观层次系统阐释中药调控的总体轮廓，又能从微观层次详细描述多分子协同互作的具体过程，为中药药效物质基础和作用机制研究建立方法学示范，有助于系统阐释中医药的科学内涵。相关工作已发表研究性论文5篇，其中SCI论文3篇，最高影响因子5.897，发表于药学TOP期刊Pharmacol.Res上；发表核心期刊2篇，其中T1期刊1篇，另有多篇文章在投稿、审稿中。