中心承担国家自然基金重点课题项目《中药辛/苦味活血化瘀功效的化学和生物学基础研究》于2019年11月顺利完成课题答辩并圆满通过。
中药药性是历代医家在长期医疗实践中，根据药物的性质及所表现出来的治疗作用总结出来的用药规律，是指中药所具有的与治疗作用有关的性能，可概括为四气五味、归经、升降浮沉、毒性等，四气表征药物的寒热属性，五味表征药物的功能特性，归经表征药物的作用部位，升降浮沉表征药物的作用趋向，毒性则表征药物的用药安全。
“神农尝百草，药性自此明”。传统中医学认为，中药药性从各个方面表征功效，五味则主要表征其功能特性，本质上是中药的药理，那么，从现代科学角度如何解释“神农尝百草”？“神农尝百草”是否具有可靠性和科学性？
基于此，本项目提出工作假说：五味体现中药功效的基本属性，是中药功效多尺度的系统表达，其化学物质基础、生物学基础所表达的效应属性具有继承性、加和性、涌现性，不同尺度下的味-效关系具有系统自相似性，以期回答“神农尝百草”的科学性和可靠性。以发现辛/苦味活血化瘀功效的化学及生物学基础为研究目标，以活血化瘀中药为研究载体，中心于2014年申请了国家自然基金重点课题《中药辛/苦味活血化瘀功效的化学和生物学基础研究》，主要回答以下3个科学问题：
1、阐释中药口尝味与功能味的关系（味效一致性长期争议问题）；
2、揭示活血化瘀中药味-效关系多尺度科学内涵（味效关联科学性问题）；
3、建立“辛行血”“苦逐瘀”的味效评价方法（中药功效评价可行性问题）。
目前已圆满完成课题任务并获得以下成果：
1、中药的感官味与其功效具有一致性
针对“中药感官味与其功效是否一致”这一科学问题，构建辛感官味化学及生物学基础信息平台和苦感官味化合物高通量筛选平台，开展了其靶点、药效、亚功效的化学及生物学基础研究，发现了辛/苦感官味在三个尺度下表达活血化瘀功效具有一致性，阐释了“辛/苦感官味与其功效具有一致性”的科学内涵，为中药“以味定效”提供了科学依据。
图1 中药的感官味与其功效具有一致性——以黄芩苷为例
2、活血化瘀中药味效关系具有系统自相似性
为揭示中药味效关系与其化学及生物学基础的科学内涵，基于中药性效关系的微观与宏观、部分与整体、结构与功能的关系，本项目建立系统中药科学研究方法，以中药化学成分群所对应的靶点集合为基本单元，以生物网络模块为结构，以药效与功效为系统功能，阐释了中药味效微观至宏观的系统发生关系，发现了中药味效关系具有系统自相似性、整体的涌现性和系统的自组织性。
图2 丹参性效关系研究模式
3、建立中药“辛行血、苦逐瘀”味效评价方法
针对“体现中医整体观的中药味效评价方法”这一瓶颈问题，本项目提出了“以味定效”的性效评价模式，基于“靶标药理-药效-整合药效-亚功效”尺度之间的功能传递关系，建立了中药“辛行血、苦逐瘀”味效的系统评价方法，验证了“以味定效”评价方法的科学性及可靠性，为中药的味效研究提供了符合中医整体观的评价方法。
图3 辛/苦味中药多尺度药效评价平台
4、中药辛/苦感官味与四气、归经药性具有内在关系
本项目利用数据挖掘方法，发现了辛/苦味效应化合物可表达四气对应功效，其感官味和功效靶标的分布器官与其归经具有一致性，阐释了“辛/苦、四气、归经化学及生物学基础具有一致性”的科学内涵，为利用药性组合作为功效的基本单元开展中药性效关系研究提供了理论支撑。
图4 中药辛/苦感官味与四气、归经药性内在关系研究思路图
总结本项目研究成果：
本项目针对“辛苦味表达活血化瘀的化学及生物基础”科学问题，建立中药味效系统观，融合分子模拟、高通量筛选、代谢组学、生物网络和数据挖掘等方法技术，建立了辛/苦味中药活血化瘀功效的化学和生物学物质基础研究平台，开展了辛苦味中药性效科学内涵的系统研究。
1、中药感官味与功能味具有一致性，“神农尝百草”以味定效是可靠的；
在靶点、药效、亚功效的化学及生物学基础研究上，发现了辛/苦感官味在三个尺度下表达活血化瘀功效具有一致性，阐释了“辛/苦感官味与功能味具有一致性”的科学内涵
2、辛/苦味活血化瘀中药的味效关系具有系统自相似性，味效关联是科学的；
在药性的系统自相似性的基础上，阐释了中药味效微观至宏观的系统发生关系，发现了中药味效关系局域系统自相似性、整体的涌现性和系统的自组织性，揭示了中药味效关系与其化学及生物学基础的科学内涵。
3、建立了 “辛行血、苦逐瘀”的味效评价方法，以味定效是可行的。
在“味效一致性”的基础上，建立了中药“辛行血、苦逐瘀”味效的系统评价方法，验证了“以味定效”评价方法的科学性及可行性，为以功效评价中药提供了符合中医整体观的方法。
本项目创新性提出并建立了中药性效系统观。以化学和生物学为系统要素，揭示了药性理论宏观与微观发生的科学规律；发现了“神农尝百草”所定中药四气、五味、归经是其化学与生物学在功效不同属性的具体表达。
本项目发表学术论文56篇，其中SCI论文28篇，单篇最高影响因子5.481；培养研究生共40名，其中博士研究生11名；研究结果获得北京市“高精尖学科-系统中药学”立项支持。专家答辩意见充分体现了对项目工作的认可。
国家自然科学基金委向课题组反馈结题专家答辩意见摘录如下:
“本项目以辛/苦味和活血化瘀功效的关系为对象，对中药味效表征的科学内涵进行了系统研究，发现了辛/苦味活血化瘀功效的化学、生物学基础，建立了系统中药学的技术平台。验证了“五味是中药功效多尺度的系统表达，其物质基础的传递有加和性，不同尺度的味效功能具有自相似性传递规律”的假说，最后发现了辛苦、四气、归经、化学及生物学基础具有一致性，顺利完成了本项目的目标及任务。本项目很好地完成了项目目标及计划，经费使用较合理，在项目实施过程中培养了大批人才，项目负责人乔延江教授获得国家中医药领军人才计划-岐黄学者。并且项目工作量极大，完成得很出色，顺利结题。”
本项目以辛/苦味和活血化瘀功效为研究对象，对中药味效表征的科学内涵进行了系统研究，发现了辛/苦味活血化瘀功效的化学与生物学基础，提出并建立了系统中药学的概念、方法和技术平台，发现了性效宏观与微观具有系统组织的同构性、整体表征的涌现性，验证了“五味是中药功效多尺度的系统表达，其化学物质基础、生物学基础所表达的药性属性具有继承性、加和性和涌现性，不同尺度下的味效关系具有自相似性传递规律”的科学假说，为中药系统配伍原理和方剂设计、中药功效的系统生物学基础与评价提供了技术平台和理论基础，可进一步在中药方剂配伍、中药新药设计和临床合理用药等领域中加以应用。