中药系统药理学数据库和分析平台的构建和应用

在中国几千年的发展历史中,以中医药为代表的中国传统医学为维护中国人民的健康发挥了重要作用,并越来越受到国际市场的关注。然而,与现代医学相比,中药由于成分非常复杂,人们对于其发挥疗效的作用机理的认识比较有限,这严重制约了中药在国际市场上的推广和应用。近年来,随着计算机技术在生命科学中的应用和系统生物学的发展,催生了系统药理学这一新的药理学研究领域,为中药的现代化研究带来了新的方法。系统药理学通过在多尺度(即通过从分子、网络、细胞、组织、到器官等不同水平)上研究药物与机体的相互作用,来理解药物在人体中的作用机制,为使用现代科学研究方法来理解中药的治病机理提供了可能。基于系统药理学研究方法,我们开发了一个整合了药物代谢动力学、药物化学和药物-靶标蛋白网络-疾病网络的中药系统药理学数据库和分析平台TCMSP(网址:http://lsp.nwsuaf.edu.cn/tcmsp.php),以此来作为沟通传统中医药研究与现代医学研究的桥梁。该数据库搜集了2010版中药药典中的500味中药,通过文献挖掘和数据库整合,得到了每味中药所包含的化合物共计30069个,并针对每个化合物提供了较全面的用于药物筛选和评价的药代动力学性质相关数据,主要包括:口服生物利用度、小肠上皮通透性、类药性、血脑屏障通透性、药物半衰期、溶解度、药物成药五原则等。同时,通过模型预测和现有实验数据,我们获取了潜在活性分子的靶标蛋白信息,通过DrugBank、TTD和HIT等数据库得到了靶标蛋白及其疾病信息,最终形成了针对每味中药的药物-靶标-疾病网络。除此之外,TCMSP还提供了网络生成工具,会自动生成每味中药的药物-靶标蛋白-疾病网路,方便用户查看和进行更进一步的网络分析。该数据库为从系统水平阐明中药靶标、研究中药作用机理、发现中药活性成分、进行老方优化和新复方配伍提供了基础,为现代中药研究带来了新的方法。