复杂网络理论及其在中医学研究中的应用

基于网络药理学探讨白术—枳实药对治疗慢性传输型便秘的作用机制作者：宗阳孙明明乐音子颜帅来源：《中国药房》2018年第13期中圖分类号 R285 文献标志码 A 文章编号 1001-0408（2018）13-1798-05DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2018.13.17摘要目的：探讨白术-枳实药对治疗慢性传输型便秘（STC）的作用机制。

方法：借助中药系统药理学分析平台（TCMSP）检索中药白术、枳实的化学成分和作用靶点，通过UniProt、HCBI和PubMed等数据库查询靶点对应的基因，进而运用Cytoscape 3.2.1软件构建化合物-靶点（基因）网络、蛋白相互作用核心网络（PPICN）筛选出核心靶点，最后通过DAVID数据库进行基因本体（GO）功能富集分析和基于京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析研究其作用机制。

结果：共筛选出了26个活性化合物，其中化合物-靶点（基因）网络包含21个活性化合物和相应靶点142个，核心靶点涉及前列腺素内过氧化物合酶1（PTGS1）、PTGS2等。

PPICN包含302个蛋白，关键蛋白涉及融合基因NTRK1、帕金森基因PARK2、抑癌基因TP53等。

GO功能富集分析得到GO条目741个（P关键词白术-枳实药对；慢性传输型便秘；网络药理学；靶点；基因；信号通路ABSTRACT OBJECTIVE： To investigate the mechanism of Atractylodes macrocephala-Citrus aurantium couplet medicine on slow transit constipation （STC）. METHODS： With the aid of traditional Chinese medicine system pharmacology platform （TCMSP）， chemical components and targets of A. macrocephala and C. aurantium were retrieved. The target genes were queried through UniProt， HCBI and PubMed databases. Cytoscape 3.2.1 software was used to establish compound-targets （genes） networks and protein-protein interaction core network （PPICN） so as to screen key target. The mechanism of its action was studied through gene ontology （GO）function enrichment analysis by DAVID database and based on the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG） pathway enrichment analysis. RESULTS： A total of 26 active compounds were screened. The compound-targets （genes） network contained 21 active compounds and 142 corresponding targets； key targets involved PTGS1， PTGS2， etc. PPICN contained 302 proteins， and key proteins involved fusion gene NTRK1， parkinson gene PARK2， antioncogene TP53， etc. The analysis of GO function enrichment obtained 741 Go item （PKEYWORDS Atractylodes macrocephala-Citrus aurantium couplet medicine； Slow transit constipation； Network pharmacology； Target； Gene； Signaling Pathway慢性传输型便秘（Slow transit constipation，STC）是一种多发病，于1986年首次提出，是指由于大肠功能紊乱、传导失常而导致的排便周期延长和排便困难，属慢性、原发性、功能性、结肠性和传输缓慢性便秘[1]。

网络药理学中药复方作用机制研究新视角一、本文概述随着现代生物技术的飞速发展，网络药理学作为一种新兴的研究方法，正逐渐在中药复方作用机制的研究中展现出其独特的优势。

本文旨在探讨网络药理学在中药复方作用机制研究中的新视角，以期为中药现代化和国际化提供新的思路和方法。

网络药理学强调从整体和系统的角度研究药物与生物系统的相互作用，通过构建复杂的生物网络，深入揭示药物作用的多成分、多靶点、多途径协同作用机制。

中药复方作为中医药学的重要组成部分，其独特的疗效和复杂的作用机制一直是研究的热点和难点。

传统的中药研究方法往往侧重于单一成分或单一靶点的分析，难以全面揭示中药复方的整体作用机制。

因此，将网络药理学引入中药复方作用机制的研究，具有重要的理论和实践意义。

本文首先介绍了网络药理学的基本原理和研究方法，然后阐述了中药复方作用机制的复杂性和网络药理学的适用性。

在此基础上，通过实例分析，展示了网络药理学在中药复方作用机制研究中的具体应用和取得的成果。

本文还探讨了网络药理学在中药复方作用机制研究中面临的挑战和未来的发展方向。

通过本文的阐述，我们期望能够为中药复方作用机制的研究提供新的视角和方法，推动中药现代化和国际化进程，为人类的健康事业做出更大的贡献。

二、中药复方作用机制的传统研究方法及其局限性中药复方作为中医药学的重要组成部分，其独特的疗效和广泛的应用一直受到国内外学者的关注。

然而，传统的中药复方作用机制研究方法往往存在着一些局限性，这些局限性在一定程度上制约了中药复方现代化和国际化的发展。

传统的研究方法主要依赖于对单味药材的化学成分分析和药理作用研究，以及基于临床经验的复方配伍规律总结。

这些方法虽然在一定程度上揭示了中药复方的部分作用机制，但由于中药复方成分复杂、多组分多靶点作用等特点，这些方法难以全面深入地揭示中药复方在生物体内的整体作用机制和分子网络调控关系。

传统的研究方法往往忽视了中药复方在生物体内的动态变化过程，以及不同成分之间的相互作用和影响。

编者按：近年来网络药理学在国际上兴起, 它融合系统生物学、多向药理学、计算生物学、网络分析等多学科的技术和内容,进行“疾病-表型-基因-药物”多层次网络的构建,从整体的角度去探索药物与疾病间的关联性,发现药物靶标, 指导新药研发。

在方法学上,网络药理学具有整体性、系统性的特点,这与中医药整体观与辩证论治的原则不谋而合。

本文对现阶段中医药现代化的机遇与挑战、网络药理学形成的概况及其在中医药研究中的初步应用做了简要综述,主要介绍了网络药理学的原理及其在中医药现代化中的作用及应用。

近10年来，随着现代基因组学、蛋白质组学、代谢组学等“组学”理论的发展，系统生物学视角的引入以及生物信息学的应用，网络药理学(network pharmacology) 概念应运而生，它是在系统生物学与计算机技术高速发展的基础上发展起来的，基于“疾病−基因−靶点−药物”相互作用网络的基础上，通过网络分析，系统综合地观察药物对疾病网络的干预与影响，揭示多分子药物协同作用于人体的奥秘，这与中医学从整体的角度去诊治疾病的理论，中药及其复方的多成分、多途径、多靶点协同作用的原理殊途同归，无疑为跨越中西医间的鸿沟架起了桥梁，为中医药的现代化和国际化指明了方向。

1 中医药现代化面临的机遇与挑战生物医学发展至今，各项理论和技术日新月异，传统的中医药必须加紧现代化的步伐，与时俱进，才能有更广阔的发展空间。

从以下几方面阐述现阶段中医药现代化面临的机遇和挑战。

1.1人类疾病谱发生了变化随着人类物质文明的高度发展，生活方式的改变，以及老龄化进程的加剧，以肿瘤、心血管疾病和糖尿病等为代表的慢性病已替代感染性疾病成为影响人类健康的重要因素。

这类复杂性疾病是多基因、多步骤作用的结果。

对这些疾病的治疗，单靶点高选择性药物显示出了治疗效果差、副作用大等弊端。

而在诊断上注重整体的和功能的动态变化，治疗上强调辨证论治，力求从整体水平上调控机体，从而治疗局部性病变和恢复整体功能平衡的传统中医药学显示出了良好的治疗效果。

网络药理学在中药作用机制中的研究进展邢心睿;吕狄亚;柴逸峰;朱臻宇【摘要】网络药理学以系统生物学为基础,系统阐述了机体与药物相互作用的原理与规律,代表了现代生物医药的哲学理念与研究模式.运用网络药理学相关的技术手段,更便于理解中药治疗疾病的作用机制,目前网络药理学已被广泛应用于中药研究.从网络药理学及网络药理学应用等方面,介绍近年网络药理学在中药领域的运用与发展.%Network pharmacology is the basis of system biology,systematically expounded the interaction of the princi-ple and regulation between body and the drug,representing the idea of the modern biomedical philosophy and researching mod-el.It could be more easily understand the mechanism of action of Traditional Chinese Medicine treatment of diseases by the net-work pharmacology-related technical work pharmacology is widely used in Traditional Chinese Medicine research in the current.The application and development of network pharmacology in the field of Traditional Chinese Medicine research in recent years were introduced in this paper from the aspects of Traditional Chinese Medicineconcept,network pharmacology and network pharmacology application.【期刊名称】《药学实践杂志》【年(卷),期】2018(036)002【总页数】6页(P97-102)【关键词】网络药理学;中药研究;作用机制【作者】邢心睿;吕狄亚;柴逸峰;朱臻宇【作者单位】第二军医大学药学院,上海200433;第二军医大学药学院,上海200433;第二军医大学药学院,上海200433;第二军医大学药学院,上海200433【正文语种】中文【中图分类】R961中医药在我国已有数千年的应用历史，我国劳动人民在几千年与疾病的斗争中，通过不断实践、发展、创新，逐渐积累了丰富的医药知识和临床经验，并形成了全面、系统的中医药理论知识和独特的医学体系[1]。

网络药理学在现代中药研究中的应用胡佳伟 20141525 14硕士7班【摘要】：本文简要介绍了网络药理学科学概念及发展，结合网络药理学特点，综合中药及其复方具有多成分、多靶点、协同作用的特点，阐述两者现代研究中结合与应用。

网络药理学具有整体性、系统性的特点, 这与中医药整体观与辩证论治的原则不谋而合。

本文对现阶段中医药现代化的机遇与挑战、网络药理学形成的概况及其在中医药研究中的初步应用做了简要综述, 主要介绍了网络药理学的原理及其在中药现代化中的作用及应用。

关键字：网络药理学、现代中药研究、应用现状中医药是中国优秀传统文化的瑰宝, 是数千年实践经验的集结, 经过历代医家不断的发展创新, 取优弃粕, 逐渐形成了系统的中医药理论及独特的学术体系, 在人类防病治病、维护健康中作出了巨大的贡献, 而“整体观”、“辨证论治”和“个体诊治”即是其精髓所在。

随着单靶点高选择性的化学药物在临床应用上的毒副作用大、对复杂疾病的治疗效果差等缺点, 公众“回归自然”的呼声越来越高, 国际社会逐渐形成一股中医药热。

中药具有针对证候进行治疗的特点。

但是，网络药理学是西方学者提出来的，它是以现代医药学数据库为基础，通过网络方法进行构建的[1]。

所以进行中医药与现代医学进行嫁接是中药网络药理学的一个桥梁，病症结合是一个行之有效的方法。

中药具有多成分综合作用的特点。

网络药理学 (network pharmacology) 概念应运而生。

1、网络药理学的概念及其特点网络药理学是在系统生物学与计算机技术高速发展的基础上发展起来的, 基于“疾病基因靶点药物”相互作用网络的基础上, 通过网络分析, 系统综合地观察药物对疾病网络的干预与影响, 揭示多分子药物协同作用于人体的奥秘[2]。

这与中医学从整体的角度去诊治疾病的理论, 中药及其复方的多成分、多途径、多靶点协同作用的原理殊途同归, 无疑为跨越中西医间的鸿沟架起了桥梁, 为中医药的现代化和国际化指明了方向。

基于网络药理学及实验验证的“麻黄葶苈子”药对治疗支气管哮喘的作用研究一、本文概述支气管哮喘，作为一种常见的慢性呼吸道疾病，严重影响着患者的生活质量。

近年来，随着中医药研究的深入，越来越多的传统中药被证实对支气管哮喘具有显著的疗效。

其中，“麻黄葶苈子”药对因其独特的药效和广泛的应用，成为了研究的热点。

本文旨在通过网络药理学方法和实验验证，深入探究“麻黄葶苈子”药对治疗支气管哮喘的作用机制，以期为临床提供更为科学、有效的治疗策略。

本文首先通过网络药理学的方法，对“麻黄葶苈子”药对的成分进行系统的分析和预测，挖掘其潜在的生物活性成分及作用靶点。

接着，通过生物信息学手段，构建药物-成分-靶点-疾病的关系网络，以揭示药对治疗支气管哮喘的复杂作用机制。

在此基础上，进一步利用实验验证，对所预测的生物活性成分和作用靶点进行验证，确保研究的科学性和准确性。

通过本文的研究，我们期望能够全面揭示“麻黄葶苈子”药对治疗支气管哮喘的作用机制，为中医药治疗支气管哮喘提供新的思路和方法，同时也为网络药理学在中医药研究中的应用提供有益的参考。

二、网络药理学研究网络药理学是一种基于系统生物学、网络分析以及多组学数据整合的研究方法，它旨在揭示药物与生物系统之间的相互作用关系。

本研究运用网络药理学的方法，对“麻黄葶苈子”药对治疗支气管哮喘的作用进行了深入研究。

我们搜集了与支气管哮喘相关的基因、蛋白质、代谢物等生物分子信息，构建了支气管哮喘的生物网络模型。

然后，通过文献挖掘和数据库查询，获取了麻黄和葶苈子中的主要活性成分及其潜在的靶点信息。

接下来，我们利用网络分析的方法，将药物成分、靶点以及疾病生物网络进行对接，找出药物与疾病网络中的关键节点和关键路径。

通过网络药理学分析，我们发现麻黄和葶苈子中的多种活性成分能够作用于支气管哮喘生物网络中的关键靶点，如炎症因子、受体、离子通道等。

这些成分通过调节这些靶点的表达和功能，进而调控哮喘相关的信号通路，如炎症通路、免疫通路等。

·理论探讨 ·福建中医药2023 年5 月第54 卷第5期Fujian Journal of TCM May 2023，54（5）基于复杂系统理论探析目与脏腑间的相关关系曹蕾1，刘志臻2，涂劲楠1，何友泽1，李昭蓥1，黄佳1，吴劲松1*（1.福建中医药大学康复医学院，福建福州 350122；2.福建中医药大学康复产业研究院，福建福州 350122）摘要：目作为五官之一，与脏腑经络有着紧密关联。

若某一脏腑功能失调，则目受其影响，其视觉功能、目络血脉、颜色均有相应改变；反之，全身脏腑病理变化亦会显现于目。

目窍与脏腑以及脏腑内部之间的复杂关系，具备了非线性、随机性、涌现性、演化性等复杂系统科学的特点。

而复杂系统理论的分析方法可为探明目与脏腑间关系提供新的视角。

为此，笔者拟从复杂系统理论出发，探析目窍与脏腑间的系统科学性，为中医整体辨病诊治体系的构建和发展提供新的思路。

关键词：目窍；脏腑学说；五轮学说；复杂系统理论；系统科学目，作为百骸九窍之一，是人体与外界环境相互感应的重要器官。

诚如《黄帝内经灵枢注证发微》言：“五脏六腑之精气，皆上注于目而为之精。

”［1］395目能维持正常的视觉功能，依赖于五脏六腑功能正常和气血津液的滋养。

五脏六腑功能正常，则目得其充养，可维持正常的视觉功能；若五脏六腑功能失调，则目不得养，其视觉功能会发生异常［2］。

同时，通过目的诊治也可以反映或影响到五脏六腑的功能，如目诊与眼针疗法。

目与脏腑间存在密切的交互，因此深入探析并阐释目与脏腑疾病的关系对临床诊治具有重要意义。

1　目与脏腑理论的研究进展1.1　古代对目与脏腑理论的认识　目为官窍，位居体表，乃五脏六腑之精华所聚。

《灵枢·邪客》曰：“因视目之五色以知五脏……视其血脉，察其色，以知其寒热痛痹”［3］801-802，通过“目”能观察五脏六腑随时变化的情况，表现出各脏腑系统疾病和证候。

1.1.1　目与脏腑间的生理关系　明代医家傅仁宇在《审视瑶函》记载：“大抵目开窍于肝，生于肾，用于心，运于肺，藏于脾。

复杂网络理论在药物相互作用网络中的应用研究药物相互作用（Drug-Drug Interaction, DDI）是指当两种或多种药物同时使用时，可能引发的药物之间的相互作用。

这种相互作用可能会改变药物的吸收、分布、代谢或排泄等药理学特性，从而导致药物效果增强或减弱，甚至产生严重的不良反应。

药物相互作用研究对于保障用药安全和优化治疗效果至关重要。

近年来，复杂网络理论被引入到药物相互作用网络的研究中，为分析和预测药物相互作用提供了新的思路与方法。

1. 药物相互作用网络的构建药物相互作用网络是指将不同药物及其相互作用关系表示为网络结构的一种模型。

构建该网络需要从多个数据源中获得相关信息，如药物化学结构特征、药物活性信息、靶标信息等。

这些信息被转化为网络的节点和边，节点代表具体的药物，边表示药物之间的相互作用关系。

通过整合多种数据，可以构建复杂网络模型，揭示药物相互作用的潜在规律和模式。

2. 复杂网络理论在药物相互作用网络中的应用（1）网络拓扑结构分析：复杂网络理论可以用于分析药物相互作用网络的拓扑结构，并挖掘其中的重要特征和模式。

例如，通过计算网络中的节点度中心性、介数中心性等指标，可以找到网络中最重要的节点和关键路径，有助于识别重要药物和关键的相互作用关系。

（2）模块化分析：药物相互作用网络中存在着各种复杂的相互作用模式和子图模块。

通过应用复杂网络的社区检测算法，可以识别出药物相互作用网络中的模块结构，并研究不同模块之间的相互作用关系。

这有助于分析药物的作用机制和找到潜在的相似性。

（3）预测药物相互作用：复杂网络理论可以用于预测未知的药物相互作用。

通过分析网络中已知的相互作用和药物特征，可以构建预测模型，用于预测尚未被实验验证的药物相互作用。

这为新药物开发和药物安全评价提供了一种快速和有效的方法。

3. 实例应用和前景展望复杂网络理论在药物相互作用网络研究中已经取得了一些重要的应用成果。

例如，通过网络挖掘技术，发现了许多重要的潜在药物相互作用关系，并验证了一些新的药物组合治疗方案。

复杂网络理论及其在社交网络中的应用社交网络作为现代社交生活的重要组成部分，已经深入人们的日常生活。

随着各种社交媒体平台的出现，社交网络已经成为人们获取信息、交流思想和观点，寻找共鸣和支持的重要方式。

与此同时，社交网络的复杂性也越来越明显，如何快速发现其中的规律和特性，对于学者和商业人士都具有巨大的意义。

这时就需要使用到复杂网络理论。

什么是复杂网络理论？复杂网络理论的基础是图论，即将网络视为节点与边所组成的图结构。

复杂网络理论的一大特点是：它能够将自然界中的各种网络，如生物神经网络、蛋白质相互作用网络、社交网络等，统一抽象为相同的数学模型。

复杂网络理论通过节点之间的连接关系、网络结构等因素，研究网络中信息传递、动态变化以及复杂系统的整体性质。

在复杂网络理论的研究过程中，我们常常需要研究网络的结构、节点重要性和信息传递等问题。

这里要介绍两个常用的方法：节点度中心性和介数中心性。

节点度中心性是指一个节点有多少个邻居节点。

在社交网络中，有些用户会有更多的联系人，他们很可能是这个社交网络中的重要节点，因为与此节点相关的信息很可能在网络中传递得更快。

介数中心性是指一个节点在网络中沟通的重要程度，计算的方法是求出这个节点到其他节点的最短距离之和。

（路径越短，介数值越高）。

社交网络中，许多用户都是被动接收信息，并且只会把信息传递给他们的一小部分朋友。

因此，介数中心性更高的节点往往是信息在网络内的关键传播者。

复杂网络理论的应用复杂网络理论实际上是一个非常广泛的领域，它在生物、社会科学、物理等领域都有应用。

社交网络作为应用领域之一，是复杂网络理论应用的重要领域。

下面我们就来看看复杂网络理论在社交网络中的应用。

社交网络中的群体行为社交网络中的人往往会形成各种各样的群体，而这些群体内部的互动决定了社交网络的特性和发展。

通过网络分析技术，可以研究网络中不同群组的谱系结构，分析群体内部的演化规律，预测群体中的新成员，以及揭示群体行为背后的动机和影响力。