基于"性-构"关系的中药成分寒热药性评价

The herbal choice on TCM clinic must follow the principle of "use herbal with hot nature to treat cold syndrome and use herbal with cold nature to treat hot syndromes". But Chinese herbal medicinal ingredients were used on clinic according to pharmacodynamics, and avoiding the guiding function of the natural theory of TCM. The cold and hot nature precisely evaluation of ingredients from Chinese medicine is important for the development of original new drug under guide of the theory of TCM. We found the cold and hot nature of herbals related to the structure of its ingredients in the earlier research on natural basic theory of traditional Chinese drug supported by 973 program and proposed the theory of "the Relationship between Nature and Structure". This project is to establish a comprehensive evaluation system of cold and hot natural of ingredients from chemoinformation and biology effects: (1) Use association rules mining methods, chemical similarity calculation and Pharmacophore model construction method to analyze chemoinformation of Chinese medicine and it's gradients to build natural assess model; (2) Study the association of nature-targets-signal path to build the biological evaluation network module of cold and hot nature; Designed zebrafish temperature sensitive track monitor cell receptor ligand binding assay to build a system asses the cold and hot effect of microconstituents from Chinese medicine.

中医临床辨证选药须遵循"疗寒以热药、疗热以寒药"的原则，但是目前中药成分研究西药化现象严重，药性理论的临床指导作用弱化。如何客观准确评价中药成分的药性，对于开发符合中医临床特点的中药创新药物具有重要意义。 课题组在前期973计划项目"中药药性理论相关基础问题研究"中，发现中药寒热药性与中药成分分子结构相关，提出中药"性-构关系"研究构想，拟从化学信息和生物效应两方面探索构建中药成分寒热药性综合评价体系，为客观、准确评价中药成分药物的寒热药性提供科学依据：（1）以中药及其成分的化学信息为研究对象，通过关联规则挖掘、结构相似性计算和药效团模型构建等方法，建立中药成分药性识别模型；（2）以药性相关的生物信息为研究对象，通过研究中药药性-靶点-信号通路之间的关联关系，构建寒热药性生物评价网络模块；并设计"斑马鱼温敏行为轨迹监测仪"和细胞受体配体结合实验，建立中药微量成分寒热药性效应评价体系。

中药药性理论是联系基础理论与临床的桥梁，是区别中药和其他药物的显著标志。本研究基于中药“性-构”关系研究构想，通过对2444种中药，3242种中药基源的23033个中药成分，其中包括《中国药典》2015版收载的509种植物类中药的280个主要成分，进行多级筛选、化学信息挖掘、网络靶标的构建和部分实验验证研究，结果发现：（1）中药整体是一个复杂体系，其药性特征和规律是不能用一元论思维来解释的，而是一个多元的具有局部聚集性和特异性的系统，药性的物质基础和生物机制是多元且复杂的；（2）来源寒性中药的化合物具有较低的ClogP和含有更多的脂肪链，多具有解毒、清热、促进心脏发育过程、抗骨质疏松和镇静作用；（3）来源热性中药的化合物有较低分子量，但分子结构中含有更多的芳香环系统，具有控制体温、心脏保护作用，能提高生育能力和性功能，具有兴奋或激活作用；（4）来源平性中药的化合物有较高的极性表面积，并包含更多的一个双键的，能调节细胞功能，与认知记忆、以及性别分化有关。基于以上发现，我们在分子结构水平揭示了来源不同药性中药成分的结构特征和分子机制，构建了中药成分药性评价与预测系统，获得了软件著作权，初步实现中药成分的客观评价和预测。本研究目前已经发表论文12篇，其中SCI收录2篇，授权专利2项，获得2017年教育部高校优秀成果二等奖和2016年山东省高校优秀成果一等奖各1项，培养硕士研究生2名，其中1名已经毕业，其毕业论文被推选为山东省优秀硕士论文。