背景:银屑病是一种常见的慢性炎症性皮肤疾病,以红斑鳞屑样疹为特征性皮损,或伴有关节损害为主要临床表现,严重者可致伤残。全世界约有2%-3%的人口患病,且发病率逐渐上升。由于该病常反复发作,难以根治,令患者的身心健康受到严重的影响。迄今,银屑病病因及发病机制尚不明确,目前认为T细胞和角质细胞是发病的核心。现代药物治疗主要是针对过度增殖的角质细胞和异常调节的T细胞,系统治疗的化学药物主要有维甲酸类、免疫抑制剂、细胞毒药物等,由于药物副作用或疗效欠佳等原因,使这些药物的应用受到局限。由于银屑病慢性病程,多数患者需要持续治疗,现有的西药难以完全满足患者的治疗需求。中医作为祖国的传统医学,是经过几千年文化积淀和应用实践验证,临床运用经方及验方治疗银屑病有其独特的疗效,但遗憾的是,中药活性成分及药效作用机制不明了,这大大局限了中医药的发展和推广。传统的中药药效机制研究,多为单一药物或药物成分的药理作用研究,难以体现中药复方的多药物、多成分、多系统的“整体调节”作用。随着系统生物学、系统药理学的发展及网络生物学的兴起,英国学者Hopkins在2007年首次提出了网络药理学概念,即通过药物分子,药物作用靶点和疾病路径等资料的采集、运用计算化学软件,建立药物-靶点-疾病间的网络关联。利用建立的药物-靶标-疾病网络及网络分析技术,不仅可以在系统水平上评估治疗疾病药物的活性、作用靶点及药效作用机制,还可以用于反向筛选有效治疗疾病的药物。网络药理学方法及其在药物作用机理研究、药物靶点预测、新药研发和中药现代化方面的已成为研究热点。利用网络药理学探索中药与疾病关系具有传统研究方法无法比拟的系统性和先进性。目的:1.通过建立基于中药的网络药理学研究系统,即方-药-靶-疾病的网络药理学信息系统,运用基于计算药理学的分析方法预测中药复方所含分子对疾病途径的影响;阐释中药复方治疗银屑病的作用机制;整体系统地评估中药活性成分、适应症、及其协同作用,开发多靶点高效治疗药物;探索证_方-药-靶-疾病的关系。并在已建立的网络系统上,进行探索经方、验方与疾病关系、评估自拟组方的作用机制及其适应疾病等操作,成为基础研究更快速转化并服务临床提供一种创新的研究平台。2.分析古方“四物汤”治疗银屑病的活性分子成分群和药效群、可能的作用机制及新的适应症,在分子水平系统探讨四物汤多靶点、多成分、多途径对银屑病的整体调节作用。3.探索我院经验方“银屑灵”治疗银屑病的潜在活性分子成分群、可能的作用机制及新的适应症,进而为后续细胞实验研究和临床研究提供方向和基础理论依据。为探索药效成分群组成现代新型复方,进行实验验证作铺垫,从而在分子水平阐释银屑灵的多成分、多靶点、多途径的整体调节作用。方法:1.银屑病有效天然药物计算机预测数据库的建立包括数据的收集与处理、分子对接运算及网络平台的建设四个个方面。首先在《中华本草》和《中国药典》两著作中选取药材中“功能主治”“药理”“临床应用”部分包含词汇“皮肤”“炎症”“免疫”“T细胞”“血管炎”“牛皮癣”“银屑病”的中药。其次从Beilstein数据库、北京大学的中药信息系统(CHDD)和天然产物数据库(UNPD),下载中药材的分子化合物信息。再者,根据银屑病的发病机制以及药物治疗方法,从TTD(http://bidd.nus.edu.sg/)和 DrugBank(http://www.drugbank.ca/)数据库中挖掘银屑病相关的靶蛋白。将优化的分子和处理后的蛋白通过分子对接的计算化学方法建立方剂-中药-分子-蛋白-疾病的直接关联。最终运用网络平台构建的模式将计算机虚拟筛选的结果通过网络在线平台检索的形式呈现。2.利用银屑病有效天然药物计算机预测数据库查询四物汤的组成中药:当归,熟地,川芎,白芍的药物分子共295个,分子与分子的关系,分子与蛋白的关系,分子与疾病的关系。通过选取对接计算的打分函数值不小于5且高于原配体阈值的分子及靶蛋白的对应关系,将其导入Cytoscape2.8.1软件中进行分子-靶蛋白相互作用关系网络的构建与分析。3.从银屑病有效天然药物计算机预测数据库收集银屑灵的组成中药:当归,赤芍,川芎等十味药物的药物分子共921个,分子与分子的关系、分子与蛋白的关系、分子与疾病的关系。然后筛选对接打分阈值大于等于6的分子及靶蛋白的对应关系结果,导入Cytoscape2.8.1软件中进行分子-靶标相互作用网络的构建与分析。结果:1.银屑病天然药物网络药理学数据库(PsNPD):1)包含相关方剂38首,1759种药材,1749种动、植、矿物,27287个天然药物分子及其物理信息和二维结构、三维结构,分子与51个靶蛋白的作用关系。2)构建PsNPD在线平台的实时检索系统。3)PsNPD分子结构多样且有较好的类药性质。4)化学空间分布的二维直观图显示:天然药物与治疗药物有大范围重叠,提示天然药物蕴藏着大量潜在的治疗银屑病药物。5)花生四烯酸代谢途径中的5-脂氧合酶是治疗银屑病的天然药物最主要的作用靶点。6)贯叶连翘、苦豆子、土槿皮、菝葜等植物均含有高活性的药物成分,其中,贯叶连翘中的几种金丝桃素的结果显示最佳。2.四物汤治疗银屑病的研究:1)四物汤具有很好的口服吸收性质。2)金属蛋白酶 2(Macrophage metalloelastase2,MMP2)、MMP9、一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase,inducible,iNOS)、二氢叶酸还原酶(Dihydrofolate reductase,DHFR)等是四物汤治疗银屑病的主要作用环节。3)四物汤中,当归是发挥疗效的中心环节,熟地在四物汤治疗银屑病发挥全方药效方面具有重要的地位,配伍规律方面倾向于熟地为君药。4)疾病的网络分析发现,自身免疫性疾病是该方的主要适应症之一。3.银屑灵治疗银屑病的研究:1)我院经验方银屑灵口服吸收良好。2)MMP-2、丝裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK11)、MMP-9、MAPK-14是银屑灵的活性成分抗银屑病的主要作用位点。3)银屑灵可能与治疗银屑病的细胞毒类药物有类似的作用,在抗肿瘤、风湿性关节炎、克罗恩病等方面也有一定的治疗作用。结论:本研究综合多学科先进的研究手段,以国际上成功应用的网络药理学研究角度和方法,构建了关于银屑病的天然药物信息数据库系统,并以此建立的分子-靶标,靶标-靶标和分子-分子的网络为基础对临床有效治疗银屑病的方剂进行了探索分析。分析发现天然药物不仅结构多样,还有大量的活性类药分子,提示天然药物是新药研发的巨大资源。利用网络分析方法揭示了治疗银屑病的天然药物多以花生四烯酸代谢途径中的FLAP为主要靶点,并在系统水平上阐释了临床有效方剂四物汤和银屑灵治疗银屑病的可能作用机制。本研究通过海量数据的网络分析,不仅突破了传统中药研究“只见树木,不见森林”的局限,并且为开发活性化合物、探索其疗效作用机制提供了研究方向,也为解释“中医异病同治”的临床经方及验方治疗多种疾病的研究提供了科学的理论支撑。