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系统生物学及其研究进展
随着分子生物学的发展、人类基因组计划、微生物基因组计划、功能基因组学以及蛋白质组学等学科的发展,传统生物学家通过直接的观察与实验已经获得了海量的数据,如何应用这些大量的实验数据进一步阐明疾病、健康等生命本质,已成为当前研究者共同努力的目标,系统生物学(Systems Biology)为此提供了一种新的思维、研究方法.自2001年系统生物学概念一提出就受到各国研究者高度重视,目前生物学研究的重点正从20世纪的还原论研究转向21世纪的系统论研究,系统生物学将是21世纪医学和生物学的核心驱动力[1],极大推动生物学、医学的发展.本文将对系统生物学的产生发展及其研究热点作一综述.
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P38α促凋亡信号网络的系统动力学分析
目的 选择性诱导癌细胞凋亡是抗癌靶向药物消除肿瘤的重要方式,P38α MAPK(P38)是多种靶向药物诱导癌细胞凋亡的启动信号,研究细胞内P38促凋亡信号网络的动力学特征将会促进抗癌靶向治疗.方法 采用系统生物学方法,构建P38信号转导网络的动力学研究模型,通过系统动力学模拟、模型参数敏感性分析和虚拟干扰实验,分析P38激活网络的关键调控点.结果 构建了基于EGFR转导系统的P38动力学模型,成功模拟了正常细胞内P38活性调控的一般模式,敏感性分析确定活性氧(ROS)是模型的关键调控点,虚拟干扰实验证明ROS调节状态的异常可严重影响抗癌靶向治疗的效果.结论 细胞内ROS浓度调控对靶向抗癌药物诱导的P38促凋亡信号活性有显著影响.
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基于代谢组学技术的脾虚证研究进展
脾虚证是临床常见的证型之一,多种疾病的发生发展均以脾虚为基本病理基础.代谢组学技术通过研究生物标本受外部刺激后所产生的代谢产物的变化,从而进一步研究生物体系的构成及相互关系.本文拟从实验研究及临床研究两个方面,探讨近年来基于代谢组学技术的脾虚证研究进展,以期为揭示脾虚证本质的现代科学内涵提供依据.
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利用系统生物学开展方证对应研究的思路和方法
1 国内外关于方剂研究存在的主要问题目前,全国通过拆方研究配伍关系的中药复方约60余个,其中正柴胡饮、桂枝汤等名方的研究,堪称这类研究的典范.天津中医学院、中国中医研究院中药研究所、清华大学化学系的"复方丹参药效物质及作用机理研究"采用药理和化学紧密结合的方法,在饮片、组分及成分3个化学层次上,通过整体、组织、细胞及分子4个药理水平,采用多种模型对复方丹参方的药效物质、配伍配比规律及作用机制进行了较系统的深入研究.国外主要是日本对中药复方配伍规律进行了大量的研究.较多地运用现代技术揭示中药复方作用机理并进行新功效探讨,观察了中药复方配伍与化学成分变化间的关系;配伍对有效成分溶出率的影响;配伍后新物质生成情况,不同配伍的化学与药效变化等方面.
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系统生物学与多靶点抗癌中药的研发
系统生物学是研究一个生物系统中所有组成成分(如基因、mRNA、蛋白质等)的构成,以及特定条件下这些组分间相互关系的学科,具有"整体、动态、层次、整合"的特点.肿瘤系统生物学认为肿瘤是一类全身代谢障碍性疾病,肿瘤的产生是一个多因素、多步骤、多基因作用的复杂过程,与祖国医学对肿瘤发病机制的理解有异曲同工之妙.肿瘤的发生发展成因非常复杂,是一个多基因合作多信号途径参与的过程,单一的分子靶向治疗逐渐显现其弊端,故笔者以对多靶点抗癌药物的研发成果作一简单回顾,并在系统生物学的指导下提出其进一步开发抗癌中药的思路与策略.
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流行病防治过程SIR模型的稳定性分析
随着计算生物学和系统生物学研究应用范围的不断拓展,复杂的生物过程需要不同的分析方法去应对.针对典型的流行病免疫防治过程的动态模型,进行分析评价.系统模型经离散化后,应用非线性规划法求解,获得流行病传播免疫过程中各项指标的动态仿真结果;依据生化系统理论方法将动态模型转换为S系统,其特征值表明该系统局部稳定,并存在振荡特性;接着分析了速率常数对模型状态影响的灵敏度以及三个关键参数对系统指标的对数增益影响,通过灵敏度分析,评价了系统的鲁棒性,为今后模型的建立与修正工作做出指导;同时,此项工作也拓宽了生化系统理论的应用范围.
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采用Levenberg-Marquardt算法的信号转导通路模型参数估计
建立信号转导通路的数学模型,以便定量对其进行研究是系统生物学的一个基本任务,但是,参与信号转导通路的蛋白质众多,相互关系复杂,以及信号转导通路表现出的强非线性特性使模型未知参数的估计十分困难.以肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis α, TNFα)诱导的细胞核因子κB(Nuclear Factor-κB, NF-κB)信号转导通路为例,研究了基于Levenberg-Marquardt算法在信号转导通路模型参数估计中的应用,该方法包括两部分,首先采用正交化方法确定未知参数的可辨识性,然后采用Levenberg-Marquardt优化算法在给定的测量时间序列下,估计参数值.仿真结果证明该方法能较好地估计信号转导通路模型的未知参数并且具有一定的稳定性.
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临床代谢组学及其应用
临床代谢组学是系统生物学研究重要的组成部分，定量定性分析机体受到刺激或者疾病扰动前后小分子代谢产物的动态变化，研究机体整体代谢网络扰动的一门技术。近几年，其在疾病研究、药物毒性分析、临床营养研究，以及在细胞代谢组学等领域飞速发展，但是对临床生物样本的精确定性识别和定量计算仍然需要进一步突破。使用恰当的方式将代谢组学数据数字化，从而建立恰当的测度空间是未来综合系统代谢组学发展方向。
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基于系统生物学的肺气虚证证本质探究
生物体是一个整体化和网络化的复杂系统,证的本质需要采用适用于复杂系统和现象研究的系统科学理论来阐释.系统生物学的出现给证候实质研究带来了新希望.本文基于系统生物学的研究方法和技术,从基因组学、蛋白质组学、代谢组学等组学角度,论述肺气虚证的证本质研究,并对肺气虚证的研究前景予以展望.
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对系统生物学及其方法论的思考
系统生物学的方法论是建立在系统思想之上的,它以整体的、多学科交叉的研究方式,为研究生命活动提供了新的思路和方法,同时以生物信息学的手段对相关数据进行分析和整合,模拟相关的生命活动,以期从系统水平研究、理解和阐明生物学系统.
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聚类分析在中医藏象实质、证本质研究中的应用方法
将聚类分析的方法运用到中医证候学研究当中,为中医证候的客观化、标准化研究提供了新的思路与方法.笔者藏象内环境自稳态学说提出,应用聚类分析于中医藏象实质和证本质研究中,有助于整合过去积累的大量知识和数据,以及建模.
关键词： 聚类分析 藏象实质 藏象内环境自稳态学说 证本质 系统生物学 -
精神神经性疾病与皮肤疾病相关性研究进展
许多皮肤病如银屑病、荨麻疹、特异性皮炎、斑秃、白癜风、湿疹等,其病因、发病过程和疾病的演变与精神神经因素密切相关,皮肤疾病又因瘙痒等症状常常困扰着患者,引起焦虑、烦燥不安、抑郁、精神紧张、心理失衡等情绪症状,精神神经性疾病对皮肤病的发生或加重有重要作用.
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肿瘤研究的新方法学
方法学的进步正推动肿瘤研究不断深入.蛋白组学技术是继基因组学技术后的又一重大进步.如小RNA表达谱有助于划分人类癌症,三维细胞培养模型可帮助了解细胞与细胞外基质的相互作用,以及纳米技术的应用等,这些方法学为我们理解肿瘤带来新的惊喜.新方法学使肿瘤细胞与动物模型、肿瘤微环境、肿瘤细胞和分子生物学、肿瘤组学、肿瘤系统生物学以及肿瘤临床试验等研究日新月异.
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欢迎订阅《实用内科学》
《实用内科学》是新中国成立以来，由我国学者主编的涵盖内科临床各专业的综合性大型工具书和参考书，从第一版出版至今已历60年。阅读对象是全国各级医院内科医师包括内科主任医师、主治医师和住院医师，以及内科领域各级学科的专科医师，作为掌握非本专科的内科疾病诊治用的参考书，以优化其处理各科内科综合情况的能力。本书的特色是"实用"，介绍各种内科疾病和综合征的诊断方法、诊断标准和成熟的治疗方法，对各病种有关病因、发病机制、诊断和治疗方面的新发展都尽可能予以反映，但主要从临床实际出发，而不是从基础医学角度进行深入的论述。本书内容丰富、图文并茂、涉及面广、实用便利、编辑严谨，每四年修订出版一次，以保持其内容能够及时反映国内外进展，保持先进性。从2009年13版出版至今，医学发展日新月异，转化医学、整合医学、系统生物学、循证医学的理念已对临床医学特别是内科学产生巨大影响。四年间，在新证据基础上，各种疾病的诊疗指南也有较多改进。此外，某些疾病的概念、分类或分期、诊断和治疗已与国际接轨。这些内容均将在14版中有所体现。本书编写力求定义准确、概念清楚、结构严谨、层次分明，从临床实际出发，重点突出诊断与治疗的先进性和实用性，优化临床思维，易为基层内科医师掌握。本版在结构上对有些篇章作了重新编排，力求文字精练又易懂，删去不必要的重复，更新内容达三分之一，并增加疾病的索引词，以便读者查阅到某些少见疾病及综合征。
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基于复杂网络方法的中医药治疗肺癌研究
介绍中医药治疗肺癌的相关研究情况,阐述复杂网络算法及其在中医药领域的相关应用,分析复杂网络算法中的相关基础数据,指出存在的问题并对未来研究方向提出建议.
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手法对膝骨关节炎系统生物学影响的研究概况
手法治疗作为一种安全有效的膝骨关节炎治疗方法，疗效已得到临床研究的证实。手法治疗的作用机制及系统生物学变化已成为业界研究热点。但膝骨关节炎的发病机制十分复杂，尚需要进一步研究其直接作用机制，并探讨不同证型膝骨关节炎间的代谢环境变化差异。通过对手法治疗膝骨关节炎系统生物学影响的研究文献进行归纳综述，试探讨手法治疗膝骨关节炎的作用机制，为临床防治膝骨关节炎提供新的参考依据。
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代谢组学在中药治疗肾脏疾病及中药毒性研究的应用与进展
随着代谢组学不断发展,其在中药领域的应用越来越广泛.基于代谢组学在中药领域的应用,本文综述了中药治疗肾脏疾病及中药毒性研究文献,为阐明中药治疗肾脏病的生物化学作用机理及中药毒性机制,发掘治疗肾脏病新药物及提高用药安全性等提供参考.
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创伤性休克复苏研究的挑战与机遇:大数据分析、计算机科学、系统生物学与创伤科学的融合
传统临床科研格局下的创伤休克救治研究,面临仅靠自身难以突破的障碍.但随着近年来大数据挖掘、计算机科学以及系统生物医学技术的快速发展,提高创伤休克救治水平的多学科研究方向已经确立,整个创伤科学研究的未来必然是向融合多学科技术工具和平台的道路前进,尤其是引入计算机辅助的临床决策支持系统(computerized clinical decision support system,CDCSS).CDCSS是近十年来随着计算机科学的快速进步而发展起来的临床诊疗新工具.作为融合了计算机和人工智能的崭新技术,CDCSS目前已经成为帮助临床医学各个学科提高诊疗水平的利器,并正在成为下一代个性化医疗技术发展的基础平台.在创伤休克诊疗上,已有的CDCSS聚焦于帮助临床医师对不同预后类型的患者进行预判,并决定适当的复苏终点.从提高研究水平的角度,创伤复苏研究的未来发展,应当遵循转化医学的要求,建立多学科的医生科学家团队及相应研究机构,促进科技创新成果向临床技术转化.
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系统疫苗学:疫苗研究的新时代
疫苗在控制人类严重传染病方面发挥了巨大作用,然而直到目前,人们仍不了解大多数疫苗的免疫保护机制.近年来免疫学领域对固有免疫研究的不断深入以及各种组学技术和计算机技术的发展,使深入地研究疫苗的机制成为可能.疫苗学家开始应用系统生物学手段进行疫苗研究,其中对黄热病、流感等疫苗的免疫机制和免疫效果预测指标等进行了开创性的研究,并取得了初步成果.因此,革新疫苗的经典研发和评价方法,对疫苗学的发展具有重要意义.
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系统生物学在疫苗研究中的应用
随着多维组学技术的发展,建立在组学和计算技术基础上的系统生物学近年来研究进展迅速,已应用于研究疫苗的免疫机制,为新型疫苗研发提供指导,为疫苗学的发辰提供了新的路径.本文介绍系统生物学在疫苗研究中的应用进展.
