开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、拟研究或解决的问题
红花为菊科植物红花 Carthamus tinctorius L.的干燥花,具有活血痛经,散瘀止痛等功效。其化学成分众多,目前从红花中已分离得到包括醌式查尔酮苷类、黄酮类、生物碱类、亚精胺类、多炔类、有机酸类,木脂素类、甾醇类、烷基二醇类等200多种化合物[1-2],其中醌式查尔酮苷类作为红花水提物的主要成分,目前已分离得到18余种,如羟基红花黄色素A(HYSA)、红花黄色素A、红花黄色素B等[3]。现代药理研究发现,红花及其活性成分具有抗凝血、抗氧化、镇痛、抗炎、保肝、抗抑郁等多方面作用,可有效改善血液循环。红花注射液是一种采用水提醇沉等工艺精制而成的中药注射剂,其中的有效成分主要为红花黄色素类和黄酮类,临床上可用于治疗闭塞性脑血管疾病,冠心病,脉管炎等[4]。
脑血管疾病是当前造成人类死亡的第二大杀手,已经成为人类健康的重大挑战[5]。缺血性脑卒病理机制、过程复杂,大脑的供血以及能量供应的降低,会触发包括过度兴奋和离子失衡;氧化和硝化应激;炎症;凋亡;梗死区周边去极化等多条细胞死亡相关通路[6]。而对于此类由多基因、多因素所致的疾病,传统的单一靶点,单一药物的治疗模式略显不足,现代医学往往采用干预多个靶点和多条信号通路,通过调控生物网络从而能达到理想的治疗效果。
二、文献综述
中药作为中医理论的载体,具有多成分、多途径和多靶点协同作用等特点,在疾病的预防和治疗方面具有一定的优势。然而,如何基于整体观科学地阐释中药的整合治疗机制,是中药效物质基础研究中的热点及难点。随着计算方法与能力的迅速发展和大数据时代的到来,国内外学者开始从复杂网络的角度探索疾病与药物的关联,网络药理学应运而生。网络药理学是一种基于疾病-基因-靶点-药物的相互作用网络,依据网络预测疾病基因和药物靶标,系统观察药物对疾病网络的干预与影响,从而揭示药物的协同作用的研究方法。我国学者李梢早在1999年就提出中医药与网络的假说,并于2007年在国际上提出证候生物分子网络标志的构想,阐述了中医寒热症候生物网络和寒热方剂的网络调节效应,并从生物网络的角度解释方证、病证的关系以及方剂的多成分协同作用[7-8]。英国邓迪大学Hopkins于同年提出网络药理学(network pharmacology)一词的概念以及研究方法,即该学科是基于网络数据库检索、高通量组学分析、计算机模拟计算等策略,通过生物信息网络的构建以及网络拓扑结构分析发现药物与疾病的内在关联[9]。网络药理学的研究中可利用多个数据库信息,如药物信息数据库(DrugBank和STITCH)、药物活性成分数据库(ChEMBL和PubChem)、表型与基因型关联数据库(OMIM)、生物分子相互作用数据库(HPRD、BIND、DIP、HAPPI、MINT和String)等[10]。基于这些数据库以及临床和实验研究结果,通过有效的算法,可探索药物与疾病的关系。
近年来,有关网络药理学方面的研究也取得了诸多进展,例如,许海玉等针对中成药龙血竭片,将化学组分分析、体内吸收、分析、代谢和排泄(ADME)过程预测和网络药理学相整合,鉴定到22种可吸收入血的化学成分和8种代谢产物[11];李翔等采用网络药理学的方法探索复方丹参片中的成分与疾病的关系,并针对方中的9个活性成分,依据PubMed中相关文献知识以及OMIM数据库中的相关疾病-基因关系数据,采用Cytoscape软件建立多成分-多基因-多疾病网络模型,分析得到这些成分可调控近42个相关心血管疾病基因的表达[12];吕爱平教授课题组提出应用网络药理学的技术方法研究类风湿关节炎寒、热证相关疾病网络特点及寒性、热性方剂作用原理的新策略[13];Shoude Zhang,Lei Shan等运用网络药理学的方法对绿茶内的多酚类成分进行研究,系统阐述了绿茶的多效作用机制[14];冯芳等在鉴定栀子大黄汤主要活性成分的基础上,结合成分-靶标相互作用网络分析,进一步筛选该方在缓解酒精性肝病中的抗氧化药效物质[15];2006-2011年,针对疾病、症候、中西药物有关的网络药理学研究,李梢教授课题组共创建14种方法和2个数据平台,并在中药方剂六味地黄丸、清络饮等方中得到了很好的应用[9]。这些研究都表明了网络药理学可从多层次阐述中药治疗疾病的复杂机制以及药效基础,该方法的整体性、系统性等特点符合中医的整体观,适用于中药的复杂化学体系,改变了以往的单药物-单靶点的传统研究模式而转向网络药物-多靶点的新模式,促进了中药研究方法的进一步发展。
三、实验主要内容
本论文基于网络药理学的理论与方法技术,拟从红花注射液相关成分中筛选出与抗缺血性脑卒中有关的主要效应成分群,构建其对脑保护的调控网络,并进行实验验证,从而为阐明红花注射液治疗脑卒中的药效物质阐明及作用机制研究奠定基础。
四、实验方法
