化学信息学的不断发展和完善,使其在化学工程、化学工艺、生物医学和药物设计等研究领域得到了广泛的应用,不仅如此,其在中药作用机理研究中的应用也越来越受到人们的关注。中药作为一类典型的多化学成分和多作用靶点的药物,在许多复杂性疾病的治疗上呈现出显著的疗效,但由于化学成分、作用靶点和生物学通路的多样性,导致大多数中药的作用机理至今仍不清楚。目前,尚无有效的实验方法整体解析中药的活性成分、作用靶点和作用机理。因此,利用化学信息学方法构建中药作用模拟体系进行中药作用机理方面的研究成为必然,也为实验研究中药作用机理提供理论指导。本论文利用化学信息学方法构建了一个优化的多尺度中药作用模拟体系,并由简单到复杂依次将该模拟体系应用于3种中药研究对象(单味中药、中药复方和治疗中风群药),探索中药作用机理研究中的几个难题：即,中药的有效成分及其作用靶点、成分-靶点的作用机制以及如何达到中药的整体疗效,最终达到探索中药作用机理的目的,在应用过程中进一步调整和完善该模拟体系。结论如下：(1)整合数据挖掘、Caco-2渗透性筛选等多种化学信息学方法,对中药作用模拟体系中的成分数据集构建、ADME筛选、靶点识别、网络构建与分析进行了优化,进而构建了一个较完善的多尺度中药作用模拟体系。利用该体系可从微观(分子、网络水平)到宏观(整体、器官水平)多个水平探索中药的作用机理。(2)模拟体系在探索单味中药——枇杷叶作用机理研究中的应用。利用所建的模拟体系,从389个枇杷叶的化学成分中筛选出11个具有良好ADME性质的抗炎化合物,利用靶点识别方法筛选到43个枇杷叶作用的靶点,主要包括COX2、ALOX5、PPARG、 TNF和RELA等,网络分析结果显示枇杷叶的活性成分可能是主要调节NF-kappa B和MAPK信号通路来实现其抗炎活性。(3)模拟体系在中药复方——大川芎方(由川芎和天麻组成)协同作用机制研究中的应用。从256个大川芎方成分中筛选出20个具有良好ADME性质的活性成分,通过靶点识别和网络分析推测,川芎作为君药,可能通过作用在PTGS2、NO2、ESR1 NOS3和HTR1B等靶点,来调节神经系统、血管系统、疼痛以及炎症相关的通路,进而达到治疗偏头痛的目的；天麻作为辅药,不仅能辅助君药调控上述的相关通路,还可能与ABAT、ALOX15、HTR1D和KCND3等靶点有相互作用,调节相关通路,进而缓解偏头痛的伴随症状如呕吐、眩晕和肠胃不适等。(4)模拟体系在探索治疗中风群药作用机理研究中的应用。共筛选得到10味与中风治疗显著性相关的中药如丹参、银杏叶等,从这些中药的1285个成分中,筛选出168个与中风治疗和预防相关的活性成分,靶点识别结果推测这些活性成分可能通过与94个相关靶点相互作用,进而产生多重治疗和预防中风的机制,主要包括抗脑缺血后炎症反应、清除自由基、抑制细胞凋亡、降血脂、降血压、抗血栓和抗血小板凝聚等。综上,本文构建一个优化的多尺度中药作用模拟体系,并将其依次应用于研究单味中药、中药复方和治疗复杂性疾病的群药的活性成分、作用靶点和通路,进而从多尺度探索中药的作用机理。