一、研究背景:近年来,传统中药的发展得到越来越多的关注,然而,其物质基础和分子机制的研究仍是传统中药发展面临的巨大挑战,也在一定程度上限制了其国际化及现代化。
传统中药发展面临的这两大挑战主要是相较于西药研究而言,西药研发主要基于单基因-单靶点,而中药中普遍存在多种化合物,靶点难以确定,很难像西药一样明确其分子机制,同时由于中药中不同成分在疾病发展历程中发挥着各自特异的作用,使虽然其对于某些复杂疾病有非常好疗效但作用机制复杂尚不清楚。
2007年Hopkins等人提出了网络药理学概念,创新性地使用网络方法来解释复杂药物的治疗作用,网络药理学的精髓在于突破传统西方医学模式来解释药物的疗效机制和功能,从传统的精准靶向模式转向复杂的网络靶标模式。
作为多成分,多靶点典型代表的中药便最适合使用网络方法来进行解释。
因此中药网络药理学应运而生,中药网络药理学计算方法也随之蓬勃发展,合理运用这些计算方法可有效构建网络,并解释许多中药的疗效机制。
二、研究内容及意义:中药通过多基因多靶点的系统调控发挥疗效,我们借鉴网络药理学的技术和方法,可以筛选出其发挥疗效的活性成分并推测其可能作用机制,为研究人员研发多基因、多靶点复方制剂提供理论基础和研发思路,可缩短研发时间、减少研发成本、提高临床试验成功率及药物治疗效果。
本研究基于中药网络药理学,利用实验室前期收集的天然产物及疾病、靶点数据而建立的数据库,结合遗传算法等常规算法确定中药有效成分及相关靶点,进而构建天然产物-靶点-疾病网络,并尝试将常规算法与人工神经网络等人工智能方法结合,用编程语言予以实现,从而搭建一个计算平台,集成所使用的算法。
本研究将有利于解决医药研究人员对算法的使用障碍问题,减少算法调用之间的运行环境切换,推动相关研究工作的开展。
三、研究方法:中药网络药理学计算方法及相关工具、常规寻优算法,人工神经网络、计算平台、门户网站、天然产物数据库、蛋白靶点数据库、疾病基因数据库、JAVA、Python、MVC等四、预期结果: 用户在门户网站注册登录后,在数据库服务模块,输入要查询的中草药或方剂,检索得到其包含的化合物信息,检索结果可下载。
