1、心衰是一種常見的、昂貴的、可能致命的疾病，近年來(lái)，心衰的患病率和發(fā)病率正在逐年增加，心衰疾病已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)常見的公共問(wèn)題。本論文采用化學(xué)信息學(xué)手段虛擬篩選靶向心衰潛在靶標(biāo)蛋白腫瘤壞死因子-α的小分子拮抗劑，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。同時(shí)，將化學(xué)信息學(xué)工具與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)理念相整合，探討四逆湯抗心衰的潛在作用機(jī)制，并構(gòu)建了一個(gè)心衰相關(guān)中草藥網(wǎng)絡(luò)藥理平臺(tái)，為抗心衰中藥復(fù)方、藥材和化合物的靶標(biāo)鑒定及網(wǎng)絡(luò)藥理機(jī)制探討提供了一個(gè)專有的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
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2、.基于虛擬篩選的腫瘤壞死因子-α小分子拮抗劑的預(yù)測(cè)和驗(yàn)證
　　腫瘤壞死因子-α是治療心衰疾病的潛在靶標(biāo)蛋白，然而，目前報(bào)道的腫瘤壞死因子-α小分子抑制劑數(shù)量非常有限。本研究擬將虛擬篩選與生物驗(yàn)證相結(jié)合，快速高效地篩選與腫瘤壞死因子-α相結(jié)合的拮抗劑。首先，采用藥效團(tuán)模型和分子對(duì)接方法虛擬篩選specs商業(yè)庫(kù)，然后，將得到的目標(biāo)化合物進(jìn)行表面等離子共振分析，得到4個(gè)不同骨架的腫瘤壞死因子-α結(jié)合配體。其中，T1與腫瘤壞死因子-α的親

3、和力最強(qiáng)（Kd=11μM），該親和值與已有的腫瘤壞死因子-α小分子拮抗劑活性相當(dāng)。進(jìn)一步的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明T1與已知拮抗劑C87的活性相近。本研究不僅提供了一些腫瘤壞死因子-α小分子拮抗劑的新骨架，用于進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，同時(shí)也證明了虛擬篩選策略在腫瘤壞死因子-α小分子拮抗劑鑒別方面的實(shí)用性。
　　2.基于代謝組學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)相結(jié)合的四逆湯抗阿霉素誘導(dǎo)心衰作用研究
　　四逆湯是一味經(jīng)典的治療阿霉素誘導(dǎo)心衰的中藥復(fù)方，由附子、

4、干姜和甘草組成。目前的化學(xué)物質(zhì)組學(xué)和藥理學(xué)研究表明四逆湯主要的活性部位為附子總生物堿、于姜總姜酚、甘草總黃酮以及甘草總皂苷。本研究的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明四逆湯有效部位配伍治療效果與四逆湯相近，比兩兩配伍或單組分配伍的療效好。盡管四逆湯有效部位配伍的療效明確，但是由于其成分的復(fù)雜性，其作用機(jī)制仍不明確。本研究旨在首次聯(lián)用代謝組學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法探討四逆湯有效部位配伍治療心衰的潛在作用機(jī)制。通過(guò)基于GC/LC-MS的整體代謝組學(xué)策略，我們發(fā)現(xiàn)四

5、逆湯有效部位配伍主要通過(guò)調(diào)控6個(gè)代謝通路發(fā)揮療效。然后，我們進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究，通過(guò)分子對(duì)接技術(shù)找到了有效部位作用的17個(gè)心血管疾病相關(guān)的潛在靶點(diǎn)，其中11個(gè)被文獻(xiàn)證明為有效部位中化學(xué)成分的靶點(diǎn)，該結(jié)果也從網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的角度證明了四逆湯有效部位整體的治療效果。在找到的17個(gè)潛在靶標(biāo)中，磷酸肌醇3-激酶γ、胰島素受體、鳥氨酸轉(zhuǎn)氨酶和葡糖激酶存在于四逆湯有效部位所調(diào)控的代謝通路中。并且，磷酸肌醇3-激酶γ、胰島素受體和葡糖激酶已經(jīng)被文獻(xiàn)證明

6、為四逆湯有效部位中化學(xué)成分的靶標(biāo)。我們的研究也表明附子總生物堿是主要的活性成分，干姜總姜酚和甘草總黃酮總皂苷是輔助成分。代謝組學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的聯(lián)用為更全面可靠地挖掘中藥化學(xué)物質(zhì)組所作用的靶標(biāo)群提供了可能，并為傳統(tǒng)中藥復(fù)方治療作用的探討提供了新的思路。
　　3.基于網(wǎng)絡(luò)分析的四逆湯活性成分的靶標(biāo)鑒別及機(jī)制研究
　　同步鑒別化學(xué)物質(zhì)組的靶標(biāo)群是當(dāng)前面臨的一個(gè)重要的且尚未解決的難題。在本研究中，我們創(chuàng)新性地整合了網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和代謝組

7、學(xué)數(shù)據(jù)，首次提出了網(wǎng)絡(luò)分析的方法，用于同步鑒別四逆湯中抗心衰活性物質(zhì)組的潛在靶標(biāo)群。首先，我們通過(guò)血清藥物化學(xué)、文本挖掘和相似性匹配相結(jié)合的方法鑒別出四逆湯抗心衰的48個(gè)潛在活性成分。然后采用文本挖掘和分子對(duì)接的方法鑒別這些活性成分的潛在靶標(biāo)，并通過(guò)STRING數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這些靶標(biāo)蛋白相關(guān)的生物過(guò)程，通路和相關(guān)疾病進(jìn)行了富集分析。最后，整合代謝組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析進(jìn)一步篩選四逆湯活性成分的靶標(biāo)蛋白，以提高文本挖掘和分子對(duì)接方法的準(zhǔn)確性。在網(wǎng)

8、絡(luò)分析鑒別出的25個(gè)潛在靶標(biāo)蛋白中，腫瘤壞死因子-α被首次驗(yàn)證為四逆湯中次烏頭堿、新烏頭堿、去甲烏藥堿和槲皮素的靶標(biāo)。表面等離子共振實(shí)驗(yàn)表明這些化合物能與腫瘤壞死因子-α直接結(jié)合。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明這些化合物能緩解腫瘤壞死因子-α導(dǎo)致的L929細(xì)胞毒性，并抑制阿霉素誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞凋亡。我們期望網(wǎng)絡(luò)分析也能被用于活性單體靶標(biāo)的鑒別。
　　4.HF-NetPharm:心衰相關(guān)中草藥網(wǎng)絡(luò)藥理平臺(tái)的構(gòu)建
　　幾千年來(lái)，作為多

9、靶標(biāo)療法的代表，中藥復(fù)方已經(jīng)被成功地用于治療多種疾病。然而，研究方法的缺乏極大地限制了其作用機(jī)制的探討。本章首次構(gòu)建了一個(gè)心衰相關(guān)中草藥網(wǎng)絡(luò)藥理平臺(tái)(HF-NetPharm，www.cbligand.org/HF)，用于中藥復(fù)方作用機(jī)制的研究。該平臺(tái)搜集了46個(gè)治療心衰的中藥復(fù)方、復(fù)方中111種藥材以及藥材中13，301個(gè)化合物的信息。同時(shí)，還整合了所有文獻(xiàn)報(bào)道的心衰相關(guān)化學(xué)基因組學(xué)數(shù)據(jù)，包括259個(gè)心衰相關(guān)的靶標(biāo)蛋白和77個(gè)治療心衰的

10、上市或臨床試驗(yàn)藥。為了對(duì)化合物的靶標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)，我們嵌入了TargetHunter和HTDocking模塊。并且還對(duì)心衰相關(guān)網(wǎng)絡(luò)藥理平臺(tái)的應(yīng)用進(jìn)行了舉例，包括活性化合物的靶標(biāo)鑒別，F(xiàn)DA批準(zhǔn)抗心衰藥物和草藥抗心衰活性成分的多向藥理分析，以及抗心衰中藥復(fù)方的網(wǎng)絡(luò)藥理研究。通過(guò)文本挖掘和體外實(shí)驗(yàn)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。本研究構(gòu)建的心衰相關(guān)中草藥網(wǎng)絡(luò)藥理平臺(tái)將有助于中藥材來(lái)源的藥物發(fā)現(xiàn)、心衰相關(guān)的靶標(biāo)鑒別、多向藥理研究及中藥復(fù)方的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究。