網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)概述目錄TOC\o"1-3"\h\u14032網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)概述 160991.1網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的常用數(shù)據(jù)庫、軟件及相關(guān)作用 175401.2網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究思路 1209961.3網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的分析路線 1260231.4網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的核心理論 2209211.4.1“網(wǎng)絡(luò)靶標(biāo)”理論 2101791.4.2“中醫(yī)藥網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)”理論 31.1網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的常用數(shù)據(jù)庫、軟件及相關(guān)作用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是運(yùn)用多種數(shù)據(jù)庫及軟件綜合分析、篩選、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)圖，其中主要的數(shù)據(jù)庫、軟件及相關(guān)作用如下：中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫和分析平臺(tái)（TCMSP）主要用于藥物化合物成分及相關(guān)靶標(biāo)的篩選；通用蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫（Uniprot）用于靶標(biāo)蛋白基因的搜索篩選；有機(jī)小分子生物活性數(shù)據(jù)庫(Pubchem/OMIM）用于藥物化合物2D、3D結(jié)構(gòu)搜索；人類基因數(shù)據(jù)庫（GeneCards）用于疾病基因搜索篩選；在線韋恩圖反映藥物篩選靶標(biāo)基因與疾病基因的交集基因；蛋白互作平臺(tái)數(shù)據(jù)庫（STRING）用于構(gòu)建蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)（PPI)；生物學(xué)信息注釋數(shù)據(jù)庫（DAVIDv6.8）用于GO分類富集和KEGG通路富集分析；在線云平臺(tái)（Omicshare）主要用于GO分類富集分析和KEGG通路分析結(jié)果繪制氣泡圖；GraphPadPrism6制圖軟件主要用于GO分類富集分析和KEGG通路分析結(jié)果繪制柱狀圖；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵傩苑治鲕浖﨏ytoscapeVersion3.6.1主要用于構(gòu)建“成分-靶標(biāo)-通路”網(wǎng)絡(luò)[2]。1.2網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究思路首先是藥物的小分子篩選，然后是相應(yīng)的蛋白大分子，然后是疾病的基因，最終是藥物和疾病的相互作用?？偨Y(jié)為：以網(wǎng)絡(luò)為中心，展開網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，網(wǎng)絡(luò)可視化，網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)，對(duì)中醫(yī)進(jìn)行全面的分析。1.3網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的分析路線傳統(tǒng)的藥物利用網(wǎng)絡(luò)藥理預(yù)測藥物的作用機(jī)理是：首先從中藥組成數(shù)據(jù)庫獲取有效的藥物，利用藥物的目標(biāo)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫獲取目標(biāo)的信息，利用基因數(shù)據(jù)庫對(duì)目標(biāo)進(jìn)行注釋，然后將藥物的目標(biāo)與疾病數(shù)據(jù)庫中的目標(biāo)蛋白進(jìn)行相交，從而得出可能的作用靶標(biāo)，然后對(duì)可能的靶標(biāo)進(jìn)行功能分析，并將其與藥物分子、疾病、通路等的聯(lián)系結(jié)合起來，形成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)[3]。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，利用高效的連接算法，對(duì)蛋白質(zhì)與藥物分子、通路的連接關(guān)系進(jìn)行了評(píng)分，并對(duì)其進(jìn)行了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算。然后根據(jù)這些參數(shù)，找出關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)，挖掘出藥物的作用機(jī)理。在對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上，我們可以看到一個(gè)總體的網(wǎng)絡(luò)藥物分析路徑，具體見下圖。圖1網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的分析路線1.4網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的核心理論1.4.1“網(wǎng)絡(luò)靶標(biāo)”理論網(wǎng)絡(luò)藥物學(xué)的關(guān)鍵是構(gòu)建目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。有機(jī)體的各種信號(hào)通路構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，如果這些信號(hào)通路被切斷，那么其它的信號(hào)通路就會(huì)被激活或者被抑制。生物網(wǎng)絡(luò)是利用數(shù)學(xué)領(lǐng)域圖論的方法，利用復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)研究方法，抽象出有機(jī)體中的各種成分和相互作用，例如把一個(gè)體系中的成分抽象為結(jié)點(diǎn)，把它們之間的聯(lián)系或者相互作用形成邊界，把結(jié)點(diǎn)和邊結(jié)合起來，形成一個(gè)包含多個(gè)個(gè)體、多層次相互作用的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)，信號(hào)通路，代謝網(wǎng)絡(luò)，基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，微RNA網(wǎng)絡(luò)，生物過程網(wǎng)絡(luò)，組織網(wǎng)絡(luò)等。這些節(jié)點(diǎn)包括基因，通路，疾病，化合物，蛋白質(zhì)域，生物學(xué)過程，蛋白質(zhì)，代謝物，藥物，內(nèi)源性小分子。邊代表相互作用主要有物理、化學(xué)、基因調(diào)控、基因共表達(dá)等。不同的結(jié)點(diǎn)和邊緣組成了一個(gè)豐富的生物網(wǎng)絡(luò)[4]。常見的網(wǎng)絡(luò)為“化合物-靶標(biāo)-基因”網(wǎng)絡(luò)，“化合物-靶標(biāo)-通路”網(wǎng)絡(luò)，“化合物-靶標(biāo)”網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)分析通常包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)信息計(jì)算、隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)生成和比較以及網(wǎng)絡(luò)分層和聚類。常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)分析內(nèi)容包括度（degree）、介數(shù)(betweenness）、最短路徑（shortestpath）、瓶頸（bottleneck）、中心節(jié)點(diǎn)（hub）、模塊（moldule）、楔點(diǎn)（chokepoint）等。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的介數(shù)值較高時(shí)，通過該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包就會(huì)變得更多，這就意味著該節(jié)點(diǎn)很可能會(huì)出現(xiàn)擁堵，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的“瓶頸”和“節(jié)點(diǎn)”。在網(wǎng)絡(luò)分析中，以度、介數(shù)為主要研究對(duì)象，而在藥物開發(fā)和藥物靶標(biāo)預(yù)測方面，則以高度值和介值結(jié)點(diǎn)為核心。本論文使用的文獻(xiàn)大多是利用Cytoscape的NetworkAnalysis工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析。Li等發(fā)現(xiàn)，中藥靶標(biāo)與特定疾病基因之間的平均最短路徑距離（ASPD）比傳統(tǒng)中草藥和隨機(jī)選取的基因之間的ASPD值要低，從而證明了中醫(yī)在某些疾病中的應(yīng)用是合理的。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)以其“多基因多靶標(biāo)”的特性，符合復(fù)雜疾病的治療思想，闡明了藥物-靶標(biāo)-基因-疾病之間的復(fù)雜關(guān)系，對(duì)新藥的開發(fā)和藥效機(jī)理進(jìn)行了深入的探討。1.4.2“中醫(yī)藥網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)”理論中藥體系藥理是近幾年才興起的一門新學(xué)科，它以中醫(yī)基礎(chǔ)理論為指導(dǎo)，對(duì)疾病的發(fā)病機(jī)理進(jìn)行了深入的探討，為復(fù)雜病癥的診治提供了新的思路和方法。系統(tǒng)藥理是從細(xì)胞、分子、網(wǎng)絡(luò)、組織、器官等不同層次上對(duì)藥物與機(jī)體的相互作用及其規(guī)律、性質(zhì)進(jìn)行分析的一門科學(xué)[5]。明確其在人體分子水平上的作用，預(yù)測其不良反應(yīng)，探討其作用機(jī)理，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)機(jī)體中