基于系统生物学与网络生物学探索补肾活血方治疗肾间质纤维化的药效物质基础和作用机制

中药复方因多成分、多靶点协同作用而特别适合于多基因、多环境因素引起的慢性复杂性疾病治疗，然而一直以来，其药效物质基础和药理作用机制研究进展缓慢，这一现状构成了中药现代化和国际化的"瓶颈"。本项目拟应用网络生物学和系统生物学方法，选择临床上治疗肾间质纤维化的有效复方补肾活血方，通过HPLC-MS和NMR检测给药组、对照组、模型组和假手术组大鼠体液成分的变化，建立内源代谢物(表型)网络，比较分析网络特征，揭示不同状态下网络通路的变化。整合KEGG、Drugbank等数据库和文献资料构建肾间质纤维化的(基因、蛋白、代谢)生物网络，同时结合病理观察、生化指标及免疫组化等手段，阐明补肾活血方对疾病生物网络的调节，揭示复方组分作用的网络节点，探索中药复方多组分协同作用机制。此外，应用数据挖掘技术建立"组-效"关联模型，筛选关键药效物质。为中药复方药效物质基础及药理作用机制研究进行新的方法学探索。

本项目应用网络生物学和系统生物学方法，选择临床上治疗肾间质纤维化的有效复方补肾活血方，进行了药效物质基础和作用机制的研究。主要包括如下几个方面：一、补肾活血方的代谢组学研究。通过基于UPLC-QTOF的代谢组学方法检测给药组、对照组、模型组和假手术组大鼠体液成分的变化，应用PCA/PLS-DA等模式识别方法筛选了肾纤维化疾病内源性生物标记物为酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、UDP-N-乙酰胞壁酸、S-甲基-5′-硫腺嘌呤等，并进行代谢通路富集分析，发现了疾病涉及的代谢异常过程。二、整合OMIM、GAD、Drugbank等数据库和文献资料构建肾间质纤维化的蛋白-蛋白互作网络，并通过生物信息学方法筛选了潜在疾病药物靶点，随后根据补肾活血方所含中药成分与潜在药物靶点进行分子对接方法构建了三个层次的补肾活血方所含成分与药物靶点的互作网络，网络分析揭示复方组分作用的药效物质为丹参酮IIA、槲皮素、姜黄素、大黄酸及毛蕊异黄酮等5组分。三、建立UFLC-MS方法检测了隐丹参酮、丹参酮IIA、大黄酸及芒柄花素的体内药物分析方法，并检测了在正常状态和疾病状态大鼠中的药代动力学差异。四、进行了给药组、对照组、模型组和假手术组HE和Masson染色病理观察、肌酐和尿素氮生化指标及TGF-β1、COL-IV、CTGF和α-SMA免疫组化等测定，结果发现假手术组与模型组学存在显著区别，给药后上述指标均呈现不同程度的下降。五、综合代谢组学信息、网络药理学计算结果和病理、生化及免疫组化结果，阐明了补肾活血方对TGF-beta信号通路、ECM信号通路的调节。在《Plos one》、《J Chromatogr B》、《Planta Med》、《中药中药杂志》及《药学学报》发表科研论文8篇，其中投稿过程1篇。