基于系统生物学技术探索雷公藤治疗类风湿关节炎的关键生物分子靶标

雷公藤是临床治疗类风湿关节炎（RA）的有效药物，已有大量文献从不同角度研究了其生物学特性，文献中蕴含的化合物-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用信息构建了一个庞大的生物学网络。依据因果关系理论，雷公藤不应该作用于所有生物分子，而是作用于某些关键生物分子，其他生物分子的变化只是一种伴随现象。.基于上述理论，本研究利用文本挖掘技术抽取现有文献中雷公藤与蛋白质相互作用信息，构建雷公藤与生物分子之间的相互作用数据库，结合蛋白质-蛋白质相互作用数据库，利用系统生物学建模及网络重构等技术构建雷公藤与生物分子之间的因果图。用同样的方法构建RA疾病相关的Pathway。雷公藤与生物分子的因果关系图映射到RA疾病相关网络中，再经因果分析找到雷公藤对RA疾病的关键生物分子靶标及作用路径。选取1-2个关键分子靶标，用动物实验进行验证。研究将为多成分中药的药理机制研究提借鉴,在方法学上为中医药研究提供思路。

项目背景：.雷公藤是治疗类风湿关节炎的有效中药，其机制探索性研究论文很多，但确切机理仍不够清晰。为此，本项目从已发表的论文入手，系统分析雷公藤化学成分对不同细胞来源蛋白质分子的作用，构建雷公藤“化合物-蛋白质”分子关联网络；同时建立类风湿关节炎疾病分子网络。通过网络的映射、合并，发现雷公藤对类风湿关节炎的潜在分子机制。.主要研究内容：.（1）用系统生物学的方法，对已发表的文献数据进行网络构建分析，发现雷公藤治疗类风湿关节炎的潜在分子机制。.本研究建立了从PubMed文献到“化合物-蛋白质”“蛋白质-蛋白质”相关网络的分析方法。将MeshHeadingList中多肽和蛋白质叙词、ChemicalList中化合物叙词，与PMID组合成分析数据表，并利用Mesh词中叙词（DescriptorName）的树形结构和限定词（QualifierName），对文献进行多角度精细分类，构建网络，通过网络组合系统分析药物对生物分子的整体作用机制。.本研究按物种、细胞来源、药物效应等分类构建了雷公藤“化合物-蛋白质”、“蛋白质-蛋白质”关联网络，构建了类风湿关节炎疾病“蛋白质-蛋白质”关联网络。.（2）雷公藤实验研究.根据系统生物学研究结果，选择了雷公藤多苷、甲素、红素作为研究药物，选取类风湿关节炎发病过程中滑膜增生和血管翳形成这一关键环节作为研究对象。除动物实验外，建立了滑膜细胞和血管内皮细胞的共培养体系进行机制探索。.重要结果和关键数据：.建立了从PubMed文献到“化合物-蛋白质”“蛋白质-蛋白质”相关网络的分析方法，按物种、细胞来源、药物效应等分类构建了雷公藤“化合物-蛋白质”、“蛋白质-蛋白质”关联网络，构建了类风湿关节炎疾病“蛋白质-蛋白质”关联网络，并通过实验研究得到验证。.科学意义：.本研究建立的基于文献的“化合物-蛋白质”“蛋白质-蛋白质”网络构建分析方法，可以快速、系统的掌握药物作用分子机制研究现状，提示深入研究的方向。