多組學(xué)聯(lián)用在中藥作用機制研究中的應(yīng)用

張改君，苗 靜，郭麗穎，賈建偉*，崔換天

1.天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 301617

2.天津市第二人民醫(yī)院，天津 300192

3.山東大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 山東省動物細胞與發(fā)育生物學(xué)重點實驗室，山東 濟南 266237

基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等組學(xué)技術(shù)可在多個層面上解釋分子的復(fù)雜性，用于全面了解人類健康與疾病的關(guān)系和解釋中藥治療疾病的分子機制。隨著測序技術(shù)的出現(xiàn)，醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究越來越依賴于組學(xué)技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)聯(lián)合應(yīng)用統(tǒng)稱為“多組學(xué)”數(shù)據(jù)。多組學(xué)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用徹底改變了醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域，也為中藥治療疾病的機制提供新的方法。

1 組學(xué)技術(shù)

組學(xué)技術(shù)指現(xiàn)代生物學(xué)研究體系中一系列基于高通量分析檢測技術(shù)的研究方法，包括轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等[1]。整體觀念是中醫(yī)學(xué)關(guān)于人體自身的完整性及人與自然、社會環(huán)境的統(tǒng)一性的認識。由于大多數(shù)中藥為混合物，其成分復(fù)雜，具有靶標(biāo)多樣性的特點，單一通路研究難以詮釋中藥“整體觀念”的治療思想。運用組學(xué)整合研究，可從多角度、多方面探索其作用機制，有助于促進中藥在臨床上的廣泛應(yīng)用，對推動中醫(yī)藥現(xiàn)代化意義重大。目前在中醫(yī)藥研究中應(yīng)用較為廣泛的組學(xué)技術(shù)包括轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)及16S rRNA測序技術(shù)（表1）。

表1 組學(xué)技術(shù)概況Table 1 Overview of omics technology

1.1 轉(zhuǎn)錄組學(xué)

轉(zhuǎn)錄組是細胞中RNAs轉(zhuǎn)錄物的總體，由編碼RNAs和非編碼RNAs組成[16]。轉(zhuǎn)錄組學(xué)是在整體水平上研究細胞中所有基因轉(zhuǎn)錄及其轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律的一門學(xué)科，同時也是高通量基因表達譜分析的有力工具[17]。常見的轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)包括基因芯片技術(shù)、單分子測序技術(shù)、高通量測序技術(shù)等，可用于對樣本中mRNA、IncRNA、circRNA等基因組測序[18]。運用轉(zhuǎn)錄組學(xué)能夠從整體水平上研究中藥干預(yù)后組織或細胞中基因的轉(zhuǎn)錄情況。五味子甲素B可調(diào)控氧化還原、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、細胞凋亡和先天性免疫應(yīng)答相關(guān)基因，發(fā)揮治療肝纖維化的作用[19]。舒心飲可通過調(diào)控血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）/磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K）/絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶（serine/threonine protein kinase，Akt/PKB）/絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號通路、細胞連接、細胞凋亡和自噬信號通路，促進斑馬魚血管生成[20]。此外，轉(zhuǎn)錄組學(xué)同樣可應(yīng)用于中藥毒理學(xué)研究中，Jiang等[21]研究表明，何首烏可通過上調(diào)肝組織中膽固醇和膽汁酸生物合成途徑的限速酶細胞色素P450家族成員7A1（cytochrome P450 7A1，CYP7A1）誘導(dǎo)大鼠膽汁瘀積性肝損傷。

1.2 蛋白質(zhì)組學(xué)

蛋白質(zhì)組學(xué)是通過分析蛋白質(zhì)的表達、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用，了解細胞或生物體蛋白質(zhì)組成及變化規(guī)律的一門學(xué)科[22]。Yao等[23]在血清蛋白質(zhì)組學(xué)分析的基礎(chǔ)上，闡明了骨質(zhì)增生止痛丸可能通過調(diào)節(jié)Hippo、環(huán)磷酸鳥苷（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）-蛋白激酶G（protein kinase G，PKG）和鈣離子信號通路等多種途徑發(fā)揮治療骨關(guān)節(jié)炎的作用。Sun等[24]通過建立重癥急性胰腺炎相關(guān)性肺損傷大鼠模型，用清胰顆粒治療后，運用蛋白組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其治療機制可能與抑制炎癥介質(zhì)和細胞因子的釋放、降低血管通透性、抑制細胞凋亡和分泌內(nèi)毒素有關(guān)。Tao等[25]運用蛋白組學(xué)分析表明，疏風(fēng)解毒膠囊在急性肺損傷的過程中有抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用，其機制可能是下調(diào)Akt1蛋白，上調(diào)α-心臟激動蛋白、裸蛋白1、組織蛋白酶B和錳超氧化物歧化酶關(guān)鍵蛋白，進而抑制炎癥進展。Lee等[26]通過蛋白組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，青黛中分離的2種吲哚生物堿靛藍D和靛玉藍B對血清白細胞介素-17因子表達均有抑制作用，為青黛在臨床上的抗炎作用提供了科學(xué)依據(jù)。Chen等[27]通過蛋白定量分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)，CC趨化因子配體2是肝臟巨噬細胞募集和浸潤的主要驅(qū)動力，大黃?蟲丸可顯著降低肝臟CC趨化因子配體2和CC趨化因子受體2的表達，阻斷巨噬細胞向肝臟的募集來抑制肝纖維化，同時可抑制大腸癌的生長和轉(zhuǎn)移。Wu等[28]研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)方丹參滴丸能顯著抑制去甲腎上腺素誘導(dǎo)的主動脈收縮張力，其機制可能與血小板活化、cGMP-PKG信號通路和血管平滑肌收縮有關(guān)，為闡明復(fù)方丹參滴丸的血管舒張機制提供了新的方法。

1.3 代謝組學(xué)

代謝組學(xué)可用于研究生物體內(nèi)源性代謝產(chǎn)物的種類、數(shù)量以及其在內(nèi)外因素作用下的變化規(guī)律[29]，還可通過信息建模、系統(tǒng)整合進行群組指標(biāo)分析，反映生物體代謝物動態(tài)變化的規(guī)律[30]。代謝組學(xué)技術(shù)具有整體性和實時動態(tài)的特點，從而闡釋代謝產(chǎn)物在體內(nèi)的動態(tài)規(guī)律，進而了解機體內(nèi)已經(jīng)發(fā)生的代謝反應(yīng)。此外，與轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)相比，代謝組學(xué)數(shù)據(jù)庫小，使得分析更加容易。Yi等[31]發(fā)現(xiàn)血府逐瘀湯主要通過影響膽汁酸代謝、脂質(zhì)代謝、亞油酸代謝、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝等來治療冠心病。血必凈注射液可顯著調(diào)節(jié)15種代謝產(chǎn)物，通過調(diào)節(jié)能量代謝、氨基酸代謝、脂代謝、脂肪酸代謝等途徑明顯減輕膿毒癥的癥狀[32]。Cui等[33]發(fā)現(xiàn)荷葉堿通過調(diào)節(jié)甘油磷脂、亞油酸、α-亞麻酸、精氨酸和脯氨酸等的代謝，進而抑制肝臟炎癥和氧化應(yīng)激，發(fā)揮治療大鼠非酒精性脂肪肝的作用。抑郁癥患者中，草酸和硬脂酸的水平明顯較高，逍遙散可通過調(diào)節(jié)乙醛酸和二羧酸的代謝，脂肪酸的生物合成，纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的生物合成以及精氨酸和脯氨酸的代謝來逆轉(zhuǎn)上述變化，從而逆轉(zhuǎn)抑郁癥[34-35]。Bao等[36]通過建立肝癌模型，對其代謝譜進行分析，發(fā)現(xiàn)水紅花子方能提高腫瘤大鼠對亞油酸和油酸的攝取和利用，從而提高腫瘤大鼠的機體免疫力。水紅花子方的抗腫瘤機制可能是通過調(diào)節(jié)磷脂酰乙醇胺N-甲基轉(zhuǎn)移酶和溶血磷脂酶D的活性來介導(dǎo)的，為水紅花子方的抗腫瘤作用發(fā)生在整體代謝水平提供了有力的證據(jù)。Jiang等[37]通過盲腸結(jié)扎穿刺法建立大鼠膿毒癥模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)血必凈注射液可通過調(diào)節(jié)腐胺、花生四烯酸、2-脫氧-D-葡萄糖和左旋葡萄糖聚糖等糖代謝、能量代謝和氨基酸代謝來提高膿毒癥大鼠的生存率，表明血必凈注射液可通過多種代謝途徑發(fā)揮治療作用。

1.4 16S rRNA測序

越來越多的研究表明腸道菌群與代謝性疾病[38]、潰瘍性結(jié)腸炎[39]、腫瘤[40]等各種疾病的發(fā)生關(guān)系密切，通過調(diào)節(jié)腸道菌群治療疾病成為一種新的治療策略。目前用于檢測腸道菌群的措施主要包括16S rRNA測序技術(shù)與宏基因組學(xué)研究。16S rRNA是存在于所有原核細胞中的小核糖體亞單位的一部分，編碼該分子的基因具有一些獨特的特征，使其適合于分類學(xué)分析[41]。1997年，Pace等[42]首次用Sanger測序法對16S rRNA基因序列進行測序，描述了無需實驗室培養(yǎng)的微生物群落組成。16S rRNA測序技術(shù)具有時間周期短、高通量的特點。Zhang等[43]發(fā)現(xiàn)參苓白術(shù)散通過下調(diào)普雷沃氏菌屬、Mucispirillum和Akkermansia的豐度，上調(diào)德克氏菌屬、梭菌屬和脫硫弧菌屬的數(shù)量，治療功能性消化不良。You等[44]通過運用16S rRNA測序進行腸道菌群分析，發(fā)現(xiàn)生脈飲通過增加乳酸桿菌、類桿菌、Akkermansia水平，減少毛螺菌科NK4A136、鞘脂單胞菌屬、瘤胃菌科UCG-014水平來改善腹瀉、飲食攝入減少、體質(zhì)量減輕、黏膜下層不同程度的淋巴細胞浸潤和侵襲及腸道微生物群的豐富性和多樣性顯著降低等脾虛的癥狀。Cao等[45]通過研究發(fā)現(xiàn)少腹逐瘀湯可通過降低厚壁菌與擬桿菌的比例，進而促進短鏈脂肪酸的產(chǎn)生，改善腸道屏障功能，進而緩解異位子宮內(nèi)膜和盆腔的炎癥。Liu等[46]通過16S rRNA測序發(fā)現(xiàn)止帶湯對宮頸癌有明顯的抑制作用，其作用機制可能與降低陰道中巴氏桿菌和幽門螺桿菌豐度，增加乳酸桿菌和葡萄球菌豐度有關(guān)。Liu等[47]研究發(fā)現(xiàn)，槐花散可通過減少類桿菌科、氣單胞菌科和鞘氨醇桿菌科菌群數(shù)量，增加瘤胃科和梭菌科菌群數(shù)量，從而改善腸道組織通透性，緩解結(jié)腸炎。Sun等[48]通過16S rRNA測序分析發(fā)現(xiàn)，青黛治療大鼠結(jié)腸炎的機制可能是通過增加腸道中瘤胃球菌和丁酸球菌豐度，進而提高短鏈脂肪酸水平，維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)。平胃散通過增加擬桿菌與厚壁菌的比例，從而提高閉合蛋白水平，降低腸道通透性，進而抑制潰瘍性結(jié)腸炎的進展[49]。七味白術(shù)散增加了乳酸桿菌和擬桿菌的豐度，可以幫助修復(fù)黏膜細菌結(jié)構(gòu)和恢復(fù)黏膜微生物群，從而緩解失調(diào)型腹瀉[50]。Lang等[51]通過對16S rRNA基因測序，比較特發(fā)性膜性腎病患者和健康人的腸道菌群及健脾祛濕方治療后的情況，結(jié)果表明，健脾祛濕方可通過調(diào)節(jié)丁酸蓖麻單胞菌、類桿菌、Alistipes和毛螺菌屬來治療特發(fā)性膜性腎病。

2 多組學(xué)聯(lián)用

轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等組學(xué)技術(shù)可用于描述不同層次細胞內(nèi)的生命活動過程。基于復(fù)雜的通路和網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)，可以整合不同組學(xué)的數(shù)據(jù)，通過整理、統(tǒng)計和計算展示數(shù)據(jù)間的調(diào)控關(guān)系，揭示藥物對細胞或機體組織的影響，研究藥物治療疾病的機制[52]。

2.1 轉(zhuǎn)錄組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)聯(lián)用

轉(zhuǎn)錄組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)聯(lián)用可以從基因與蛋白水平2個層面，深入詮釋藥物的作用機制，相比單純轉(zhuǎn)錄組學(xué)或蛋白質(zhì)組學(xué)研究，通過對二者結(jié)果進行交集通路分析，明顯克服了單一轉(zhuǎn)錄組學(xué)無法完全體現(xiàn)生物學(xué)特征的問題，以及蛋白質(zhì)組學(xué)不能動態(tài)反應(yīng)基因表達的問題，使結(jié)果更具說服力。Liu等[53]運用RNA-seq和無標(biāo)記定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)疏血通注射液通過PI3K-Akt信號通路增加HIF1α和HIF2α基因的轉(zhuǎn)錄和蛋白的表達，促進腦缺血損傷的修復(fù)。Jia等[54]通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)聯(lián)用，研究表明丹參酸A鈉通過調(diào)節(jié)HTSF1、ATMIN等基因，進而調(diào)控心肌梗死大鼠鈣離子激活鉀通道蛋白2、腫瘤蛋白63、ADP核糖基化因子樣蛋白11的表達，從而改善大鼠心肌損傷。Lin等[55]采用下一代測序和同位素標(biāo)記相對和絕對定量（isobaric tags for relative and absolute quantification，iTRAQ）技術(shù)研究丹參酮ⅡA在胃癌細胞系糖代謝中的調(diào)控機制，表明丹參酮ⅡA通過下調(diào)與G2/M期的細胞周期有關(guān)的細胞周期素依賴性激酶1、周期素B1、細胞分裂周期蛋白25同源蛋白C及與糖酵解有關(guān)的原癌基因Akt等，調(diào)控細胞周期蛋白B1、Cdc25C和磷酸化CDK1等蛋白的表達，從而抑制細胞增殖，降低葡萄糖消耗，抑制糖酵解。Dong等[56]應(yīng)用基因芯片和iTRAQ技術(shù)探討扶正化瘀方抗肝纖維化的作用，結(jié)果提示扶正化瘀組和模型組差異表達基因255個，差異表達蛋白499個，推測其機制可能是通過上調(diào)大鼠肝臟中Ugt2a3、Cyp2b1和Cyp3a18等基因，抑制細胞外基質(zhì)蛋白、膠原蛋白I和纖連蛋白等的表達，發(fā)揮抗肝纖維化的作用。

2.2 16S rRNA測序與代謝組學(xué)聯(lián)用

16S rRNA測序研究可以準(zhǔn)確鑒定腸道微生物的種類和豐度。代謝組學(xué)技術(shù)為疾病和藥效學(xué)表征提供了獨特而新穎的思路，有助于系統(tǒng)分析代謝產(chǎn)物的變化。通過聯(lián)合16S rRNA測序技術(shù)與代謝組學(xué)分析，可以從腸道菌群與代謝水平上解釋中藥治療疾病的機制。Li等[57]通過GC-MS和16S rRNA測序技術(shù)探究小檗堿對高脂血癥大鼠的影響，結(jié)果表明小檗堿通過減少大腸桿菌與類桿菌的比例，增加了丙氨酸、纈氨酸、蘇氨酸等糖異生氨基酸水平和酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等生酮氨基酸的水平，上調(diào)葡萄糖、丙酮酸、葡萄糖-6-磷酸、草酰乙酸和琥珀酸等來促進糖酵解和恢復(fù)代謝平衡，進而降低高脂血癥大鼠的血脂。Gong等[58]基于16S rRNA測序和非靶向代謝組學(xué)技術(shù)探討復(fù)方抗衰老片對肥胖的作用，發(fā)現(xiàn)復(fù)方抗衰老片通過下調(diào)厚壁菌與變形桿菌的豐度，減少了糞便中厚壁菌/擬桿菌的比率，進而影響糞便中組氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸的水平等，改善高脂飼料引起的老齡小鼠肥胖。Shao等[59]運用16S rRNA測序和代謝組學(xué)探究苦參提取物治療2型糖尿病的機制，表明苦參提取物可通過增加腸道中瘤胃球菌和鏈球菌的豐度，減少考拉桿菌屬、普雷沃氏菌屬、羅氏菌屬、糞桿菌屬和Flexispira的豐度，進而調(diào)節(jié)糞便中代謝產(chǎn)物色氨酸、β-丙氨酸和甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸水平，抑制2型糖尿病的進展。Zhao等[60]采用16S rRNA測序和代謝組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)枸杞葉提取物能顯著調(diào)節(jié)2型糖尿病大鼠的血糖、血脂水平，并能修復(fù)肝、腎、胰腺損傷，其機制可能是通過調(diào)節(jié)普雷沃氏菌_1和瘤胃球菌的豐度來調(diào)節(jié)血液和尿液中的煙酸和煙酰胺、花生四烯酸、嘌呤和氨基酸代謝，治療2型糖尿病。Xiao等[61]通過高通量16S rRNA基因測序和UPLC-QTOF-MS技術(shù)分析黃芩-黃連治療2型糖尿病的機制，結(jié)果表明黃芩-黃連通過增加類桿菌S24-7 norank、Eubacterium nodatum、Parasutterella、普雷沃氏菌科UCG-001、瘤胃梭菌和瘤胃梭菌9的豐度和減少大腸桿菌志賀氏菌的數(shù)量，進而影響糞便中短鏈脂肪酸和次級膽汁酸的生物合成，改善2型糖尿病大鼠的糖脂代謝紊亂。Liu等[62]運用16S rRNA基因測序和LC-MS研究茵陳蒿湯治療肝損傷的機制，表明茵陳蒿湯通過影響c_梭狀芽孢桿菌和o_梭菌屬的比例來調(diào)節(jié)血漿中的代謝產(chǎn)物3-羥基丁酸、鳥氨酸、牛磺膽酸、脯氨酸、色氨酸水平，來緩解四氯化碳（CCl4）誘導(dǎo)的肝損傷。Wen等[63]基于16S rRNA測序和UPLC-MS聯(lián)用研究了天麻-鉤藤對慢性偏頭痛的作用，發(fā)現(xiàn)天麻-鉤藤治療偏頭痛的機制可能是通過調(diào)節(jié)瘤胃球菌_2，大腸桿菌志賀氏菌、類桿菌、Lachnoclostridium、嗜膽菌屬和消化球菌屬的豐度，進而影響血漿中的色氨酸、酪氨酸、精氨酸、煙酸和煙酰胺的代謝。Cheng等[64]通過16S rRNA高通量焦磷酸測序和HPLC-MS研究發(fā)現(xiàn)，天絲飲通過調(diào)節(jié)色氨酸（tryptophan，TRP）-犬尿氨酸（kynurenine，KYN）通路相關(guān)腸道菌群組成瘤胃菌科、乳酸球菌和乳酸桿菌等的豐度，進而影響血漿中的代謝產(chǎn)物色氨酸、2,3-雙加氧酶、吲哚胺等，改善大鼠的抑郁癥狀[50]。Piao等[65]基于16S rRNA基因測序和UPLC-QTOF-MS技術(shù)研究，發(fā)現(xiàn)復(fù)方貞術(shù)調(diào)脂方可通過減輕腸道炎癥，改善腸道代謝物，調(diào)節(jié)腸道菌群紊亂，改善和延緩衰老。Zhang等[66]通過16S rRNA測序和UFLC-MS/MS技術(shù)，綜合分析發(fā)現(xiàn)甘遂可通過提高腸道中乳酸桿菌的豐度和降低幽門螺桿菌的豐度，進而影響相關(guān)碳水化合物和氨基酸代謝，來改善惡性腹水。由此可知，16S rRNA測序與代謝組學(xué)聯(lián)合應(yīng)用為研究中醫(yī)藥提供了新的方法，具體機制需要進一步研究。

2.3 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與代謝組學(xué)聯(lián)用

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是以系統(tǒng)生物學(xué)為基礎(chǔ)，對藥理學(xué)和生物信息學(xué)進行綜合研究的一門學(xué)科。Hopkins[67]首先提出“網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)”這一概念，并對其進行系統(tǒng)的闡述。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)認為藥物在體內(nèi)的過程是“多成分-多靶點-多途徑”，特別適合于研究大量生物數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與代謝組學(xué)的聯(lián)用，利于揭示多種代謝物和多個靶點之間潛在的復(fù)雜關(guān)系，為中藥治療疾病機制的研究提供新的策略。Zhang等[68]基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和1H-NMR代謝組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)黃芪總黃酮通過作用于TFA4、TFA5、TFA7、TFA10、TFA12、TFA13、TFA14、TFA15、TFA16和TFA17等靶點，從而影響丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丙酮酸、半胱氨酸、蛋氨酸、乙醛酸水平等，發(fā)揮治療腎病綜合征的作用。Zhai等[69]通過RPLCQ-TOF/MS和HILIC-Q-TOF/MS的大范圍代謝組學(xué)和網(wǎng)路藥理學(xué)研究了二至丸治療肝腎陰虛的機制，表明二至丸可能通過調(diào)節(jié)CAV1、ACO1等衰老基因來影響代謝產(chǎn)物花生四烯酸、L-精氨酸、牛磺酸和酮戊二酸等，從而緩解腰部酸軟、盜汗、頭暈等肝腎陰虛的癥狀。Pan等[70]基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和HPLCMS技術(shù)探究黃連湯治療2型糖尿病的機制，結(jié)果表明黃連湯可提高葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白4、胰島素受體和絲裂原活化蛋白激酶1的基因和蛋白表達來調(diào)節(jié)代謝產(chǎn)物如苯甲酰甘氨酸、甜菜堿、苯丙氨酸等，推測其機制可能通過多途徑和多靶點來完成，從而改善2型糖尿病。Guo等[71]運用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和1HNMR代謝組學(xué)研究黃芪-山藥降血糖的作用，發(fā)現(xiàn)ACACA、MAOB、CAT和CA2是黃芪-山藥降血糖的潛在靶點，代謝組學(xué)證實黃芪-山藥可調(diào)節(jié)丙酮酸、亮氨酸、纈氨酸、酪氨酸、?；撬帷⒏拾彼岷凸劝滨０反x，發(fā)揮降血糖作用。Zhang等[72]通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和血清代謝組學(xué)聯(lián)用，發(fā)現(xiàn)補腎填髓方治療阿爾茨海默病的核心靶點是CYP1A1、CYP3A4、ALOX5和GRIA2，代謝組學(xué)發(fā)現(xiàn)降低二氫枯氨酸甲、骨化三醇、2-羥基丙酮、磷脂酰絲氨酸、棕櫚酰乙醇酰胺水平，升高溶血磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸水平，推測其機制可能與調(diào)節(jié)腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）信號通路和PI3K-Akt信號通路，影響亞油酸代謝、α-亞麻酸代謝、色氨酸、精氨酸和脯氨酸代謝等途徑有關(guān)。Pang等[73]利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和UHPC-QTOF/MS血漿代謝組學(xué)聯(lián)用揭示新生化顆粒治療貧血的機制，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)表明新生化顆粒治療貧血的核心靶點是ACSS1、COASY和PKLR，代謝組學(xué)發(fā)現(xiàn)上調(diào)半胱氨酸和蛋氨酸水平，下調(diào)低氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）的蛋白水平，推測其治療大鼠眼眶出血性貧血的機制是激活輔酶A生物合成、抑制鞘脂代謝和抑制HIF-1α途徑有關(guān)。Zhang等[74]綜合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和UPLC-Q-TOF/MS技術(shù)研究醋炙甘遂治療惡性腹水的機制，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)發(fā)現(xiàn)醋炙甘遂治療惡性腹水的核心靶點是HSP90AA1、ANXA2、PRDX6、PCNA、SOD2和ALB，代謝組學(xué)發(fā)現(xiàn)甘遂降低前列腺素內(nèi)過氧化物水平，提高11β-羥基孕酮和雄烯二酮的水平，其機制可能與花生四烯酸代謝、甾體激素生物合成和原發(fā)性膽汁酸代謝有關(guān)。Liu等[75]應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和1H-NMR代謝組學(xué)探討延胡索對肝纖維化的作用機制，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)結(jié)果提示延胡索抗肝纖維化的核心靶點是FXR、COX-2、MMP-1和AGT，代謝組學(xué)提示升高脂質(zhì)、亮氨酸和O-乙酰糖蛋白水平，降低丙氨酸、乙酸和肌酸水平，推測其機制為通過調(diào)節(jié)纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、精氨酸和脯氨酸代謝、丙酮酸代謝、糖異生/糖酵解及脂質(zhì)代謝，發(fā)揮抗纖維化的作用。Wang等[76]通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和UPLC-Q-TOF/MS代謝組學(xué)技術(shù)研究黃芪在肝纖維化中的作用，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)發(fā)現(xiàn)CYP1B1、CYP1A2和PCYT1A是黃芪抗肝纖維化的核心靶點，綜合分析發(fā)現(xiàn)黃芪治療肝纖維化的機制通過作用于CYP1A2、CYP1B1和PCYT1A等靶點，進而與調(diào)節(jié)花生四烯酸代謝和乙醚脂質(zhì)代謝、鞘氨醇脂類代謝途徑有關(guān)。Zuo等[77]運用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和UPLC-Q-TOF/MS技術(shù)聯(lián)用探究清絡(luò)飲治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的機制，結(jié)果表明清絡(luò)飲治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎作用的靶點覆蓋了其主要成分苦參堿、青藤堿、小檗堿、薯蕷皂苷，并通過影響氧化物酶體增值物激活受體γ（peroxisome proliferator activated receptor γ，PPARγ）來調(diào)節(jié)脂肪酸氧化。代謝組學(xué)發(fā)現(xiàn)清絡(luò)飲通過調(diào)節(jié)氨基酸、脂肪酸、嘌呤、嘧啶和磷酸戊糖等代謝，從而治療大鼠類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。Cheng等[78]基于非靶向血清代謝組學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)探討曼陀羅葉提取物對銀屑病的作用，代謝組學(xué)發(fā)現(xiàn)曼陀羅葉提取物能降低血清L-纈氨酸、鞘氨醇水平，減少IL-6和TNF-α的表達，升高1-磷酸鞘氨醇的水平，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析表明，曼陀羅葉提取物治療銀屑病的機制主要與鞘脂代謝和HIF-1α/VEGF途徑有關(guān)。

2.4 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與多種組學(xué)技術(shù)聯(lián)用

網(wǎng)路藥理學(xué)通過預(yù)測潛在靶點，對藥理學(xué)和生物信息學(xué)綜合分析，轉(zhuǎn)錄組學(xué)可以動態(tài)反映整個基因組的轉(zhuǎn)錄情況，其結(jié)果可作為進一步分析機制的起點，蛋白質(zhì)組學(xué)通過分析細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的表達和蛋白質(zhì)功能來揭示中藥方劑治療效果的復(fù)雜性，代謝組學(xué)可以為轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)生的代謝變化提供數(shù)據(jù)信息，這些變化反映了影響細胞生理學(xué)的遺傳、表觀遺傳和環(huán)境因素等。因此，將網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)相結(jié)合，有可能為中藥治療疾病的復(fù)雜過程提供全面、系統(tǒng)的理解。Zhao等[79]和Li等[80]通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)聯(lián)用探討補肺益腎湯治療慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）的機制，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)提示MAPK1/3、MAPK14、MAPK8是補肺益腎湯治療COPD的核心靶點，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)表明其可通過調(diào)節(jié)炎癥細胞因子IL-1β、IL-6和腫瘤壞死因子α的轉(zhuǎn)錄水平和蛋白的表達，進而調(diào)節(jié)代謝產(chǎn)物亞油酸、二氫-γ-亞油酸、白三烯B4和前列腺素E2等，綜合分析表明補肺益腎湯治療COPD的機制是通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激等多種途徑發(fā)揮作用。Zhao等[81]基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的結(jié)果剖析補肺健脾方治療COPD的作用機制，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)發(fā)現(xiàn)補肺健脾方的潛在靶點是ALOX5、PTGS1/2、LTA4H和AKR1C3，其可通過調(diào)節(jié)炎癥細胞因子、肥大因子、IL-1β、IL-6和TNF-α等基因進而調(diào)控超氧化物歧化酶1和谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶P1、髓過氧化物酶等蛋白的表達，代謝組學(xué)發(fā)現(xiàn)補肺健脾方可調(diào)節(jié)代謝產(chǎn)物卵磷脂、亞油酸、9-氧羰基、γ-亞麻酸等的水平影響花生四烯酸代謝和亞油酸代謝，綜合分析，推測其治療機制與脂質(zhì)代謝、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)和黏著斑通路有關(guān)。多組學(xué)聯(lián)用能夠更高效、更全面地揭示疾病的演變機制及為藥物的靶向治療提供可能。

3 結(jié)語

組學(xué)是一個由整體理念產(chǎn)生的概念，它與“中醫(yī)整體觀”相一致，符合中醫(yī)藥的研究思路，對于闡明中藥的作用機制大有益處[82]。如組學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用為中醫(yī)藥的研究開拓了新的方向。但從目前的研究結(jié)果來看，對中藥復(fù)雜成分的認識還不夠。多組學(xué)聯(lián)用在中藥治療疾病方面的研究雖然得到了長足的發(fā)展，但研究的深度依然不夠，大多是通過檢測中藥調(diào)控相關(guān)基因和蛋白質(zhì)表達或代謝物的變化等，進而推測可能的生物過程和代謝途徑。組學(xué)的研究不能僅限于單一方面，多組學(xué)間應(yīng)該結(jié)合起來綜合分析，利于揭示中藥在治療疾病中的作用，為中藥治療疾病提供科學(xué)依據(jù)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突