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研究成果

《中国中药杂志》刊发中心“基于药性组合探讨中药性效关系研究专题”

    日前,北京中医药大学乔延江教授、张燕玲研究员领衔发表基于药性组合探讨中药性效关系研究专题,刊发在《中国中药杂志》2019年第2期(专题链接:http://mall.cnki.net/onlineview/MagaView.aspx?fn=ZGZY201902*1*)。

    中药药性是药物自身特性的统称,是中医药理论指导下认识和使用中药、阐释中药药效机制的理论依据。中药功效是中药用于防治疾病的作用或疗效的高度概括,反映了中药的作用机理、应用规律及适应症。中药的药性是对功效的高度概括,体现了各药的特异性,而这种特异性体现在具体功效和临床主治的不同。中医选择以药性描述药物的功效,主要体现了系统的概念,与现代药效不同层次的描述一样,药性对功效的描述是一个系统各侧面的反映,其中四气描述的是药物作用的趋势、五味描述的是药物作用的功能、归经描述的是药物作用部位,不同侧面集成为一个整体,相互作用、相互影响。将中药药性理论的“四性、五味、归经”等分别进行研究, 既不符合药性理论的整体性, 更不符合临床辨证论治的整体性。清代徐洄溪在《神农本草经百种录》中总结到:“凡药之用,或取其气,或取其味……各以其所偏胜,而即资之疗疾,故能补偏救弊,调和脏腑,深求其理,可自得之。”说明性、味、归经是相互联系的整体,药性不同内容间存在整体性和互补性。因此,课题组前期提出“药性组合”的概念,指出药性组合模式是具有相同或相近功效的多个药性组合间的配伍特征。

    药性作用机理研究不仅限于理论层面,更是从宏观到微观的系统阐释,只有给予明确的药性描述,中药才能在中药药性理论指导下有效使用,只有将现代药理学、生物学、化学的研究与药性密切联系,新的研究成果才能有效解决中药学发展过程中的理论问题,才能使中药学容纳更多的研究成果,促进自身的发展和完善。

   

1 “药性组合-中药作用靶标-生物网络模块-功效的研究模式

    在现代医学研究中,单个药物成分与靶标相互作用是微观尺度的生命过程;而中药的药性和功效是宏观系统上体现的整体药效。在宏观和微观尺度之间是介观系统,即指尺度介于微观和宏观尺度之间的系统,可以看成是尺度缩小的宏观物体,既不属于原子尺度,也不是宏观大块系统的行为,而是有其独特的特性。因此,中药药性是微观尺度上药物分子在人体内的作用途径和作用效应的整体、抽象地表达,即中药成分进入人体作用于药物靶点而产生特定功效的过程;在介观尺度上,是药物靶点相互作用参与某一特定的生命过程或功能,即中药成分作用于蛋白质复合物而产生特定功效的过程;在宏观尺度上,是中药作用于机体产生的特定功效及适应症。
    活血化瘀药是最常见的一类药性不同、功能相同的药物,具有通利血脉、促进血行、消散瘀血的功效,本类药物主入血分,以归心、肝两经为主。基于课题组前期对于药性组合的研究表明,活血化瘀功效共涉及到65个性-味-归经组合,其中温辛肝、温辛心、寒苦肝,寒苦心、温苦肝5个典型药性组合覆盖了61%的常用活血化瘀中药,最能体现出活血化瘀功效的主要药性特征,本文选择以上5个药性组合作为选择研究载体的依据,选择《中国药典》(2015版)记载有明确药性的、化学成分研究比较深入、临床疗效确切的常用中药作为研究载体,如表1所示。

                            表1 药性组合选药列表

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川芎

延胡索

延胡索

赤芍

郁金

降香

红花

姜黄

丹参

丹参

 

 

 

 

 

    因此,本专栏提出“以药性组合为切入点,以代表性中药的活性成分作用靶标及其蛋白-蛋白相互作用网络模块的功能识别为桥梁,衔接药性和功效,探讨性效关系”的研究思路,即“药性组合-中药作用靶标-生物网络模块-功效”的研究模式,从微观-介观-宏观三个尺度,自下而上的系统性阐述中药药性与功效的内在联系,为阐释中药的药性和功效的内在联系提供新思路。通过对温辛肝(川芎、降香)、温苦肝(延胡索、姜黄)药性组合的网络分析,说明辛/苦味药性组合间的差异对比以及温-肝药性组合间的共性问题,如图2所示;通过对温苦肝(延胡索、姜黄)、寒苦肝(赤芍、丹参)药性组合的网络研究,说明苦-肝组合的共性特征和温、寒的特异性特征;通过对红花(温辛肝、温辛心)、丹参(寒苦肝、寒苦心)的网络分析,说明归心、肝二经的共性特征和温-辛组合、寒-苦组合在作用特征上的差异;姜黄(温辛肝、温苦肝)、莪术(温辛肝、温苦肝)、郁金(寒苦肝、寒苦心、寒辛心、寒辛肝)为同一植物的不同药用部位。寒、热药性却相反,成分、靶点、功效不尽相同,通过药性组合及生物网络技术探讨其内在原因,从而阐释活血化瘀中药药性与功效的内在联系。

2 温辛肝-温苦肝性效关系研究技术路线图

    本专栏通过TCMD2009、TCMSP和ChEMBL数据库,获取药性组合中药的有效成分及成分作用靶点,导入Cytoscape3.5.1平台,应用Advanced Network Merge 插件对两药性组合的靶点取交补集,交集靶点为两药性组合共有靶点群,补集靶点为两药性组合特征靶点群,应用STRING在线数据库获取各靶点群的蛋白互作信息,构建蛋白-蛋白相互作用网络,应用基于密度的IPCA聚类算进行功能模块识别并通过GO富集分析,探讨药性与功效的内在联系。如图3所示,研究结果表明“辛”味通过舒张血管、抑制血小板聚集、降血脂等药效发挥活血功效; “苦”味通过抗肿瘤、抗炎等药效发挥逐瘀功效;“寒”性通过抗炎、抗氧化等药效发挥凉血消痈功效;“温”性通过抑制血小板聚集发挥通经功效;“寒苦”组合通过调节血管收缩而发挥凉血消痈的功效;“温辛”组合通过抑制血液凝固、调节脂质代谢而发挥祛瘀止痛的功效,结果表明单个药性各具特点,通过组合而发挥活血化瘀整体功效。

3 温辛肝和温苦肝性效关系图