四物湯複方作用機理的數學模型研究

《四物湯複方作用機理的數學模型研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由劉明擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：四物湯複方作用機理的數學模型研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉明
• 依託單位：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院

中文摘要

用數學模型研究中藥複方作用機理，能夠將中藥複方定性與定量相結合，便於藥物之間的比較，更好地闡明中藥的作用特點，增強人們對中藥的信心。中藥作用機理的數學模型研究取得了許多有價值的成果，但運用現有的研究思路和技術方法仍然不能充分反映中藥多組分協同、多通路、多靶點的作用特點。項目擬在課題組血虛證和四物湯整體、器官、細胞和分子水平作用機理前期研究的工作基礎上，採用複雜系統理論、複雜網路理論和定性數學理論，提出基於博弈論的組合成分模型、基於粗糙集的組合系統模型、基於分子網路調控的組合靶點模型，並在以上模型的基礎上基於定性因果推理建立四物湯機理研究的綜合數學模型- - 多源因果法。該方法融合多組分、多水平、多通路和多靶點的中藥複方特點，提供新的客觀、準確評價中藥複方藥效和藥理作用的計算生物學方法，為中藥藥理學和藥效學研究提供新的思路和關鍵技術。

結題摘要

中藥複方在我國有幾千年的臨床套用歷史，在長期醫學實踐中形成了獨特的中醫藥理論體系，方劑在病證結合、方證對應、理法方藥一致的條件下，通過方劑本身的多組分作用在人體的多靶點，融拮抗、補充、整合、調節等多種功效而起到治療作用。中藥研究應建立體現自身特點的研究方法和評價體系。用數學模型研究中藥複方的作用機制，可以更好地闡明中藥的作用特點，便於藥物之間的比較，增強人們對中藥的信心。項目建立了四物湯的多方博弈模型。項目基於集合的概念從模糊數學的量化描述角度探討四物湯的“君臣佐使”，提出模糊子集和隸屬度函式的計算方法。首先提出“君臣佐使”的分子生物學表述，然後根據“君臣佐使”的分子生物學表達和最大隸屬度原則，對應於證候模型各靶點和功能群提出“君臣佐使”模糊子集和隸屬度函式的計算方法。項目以四物湯為例，根據四物湯各單藥對輻射小鼠骨髓造血的調節作用實驗，依據最大隸屬度原則，得出地黃和當歸屬於“君臣藥”模糊子集，白芍屬於“反佐”模糊子集，川芎屬於“使藥”模糊子集；根據四物湯的多方博弈模型和實驗所選取的靶點，得到一組最優配比；以四物湯三味藥拆方實驗數據的分析為例，建立了基於粗糙集的配伍分析方法和相關預測模型。項目套用模糊集合進行四物湯多成分互動分析，得到熟地、當歸、川芎、白芍對於實驗靶點的隸屬度函式，然後將其作為博弈模型的收益函式，建立四物湯的多方博弈模型，並套用於幾種不同配比的四物湯藥效分析。根據四物湯的多方博弈模型和實驗所選取的靶點，得到一組最優配比。項目建立了基於粗糙集和信息熵理論的四物湯實驗數據分析方法。分析方法直接從數據出發, 在不損失信息的條件下尋找指標與影響因素之間的相關關係, 能處理定性因素以及不確定因素。以四物湯三味藥拆方實驗數據的分析為例，建立了基於粗糙集的配伍分析方法和相關預測模型。在基於博弈論的中藥組合成分模型、基於粗糙集的多水平模型、基於分子網路調控的組合靶點模型的基礎上，套用定性因果推理進行因果關係衝突處理，提出闡釋複方中藥作用機制的綜合方法——多源因果法。通過本方向不斷的深入研究，可望逐步發掘中藥在系統思維指導下的方劑配伍實踐經驗，建立多學科交融的中醫方劑現代研究方法，並與當前國際系統生物學的系統性、個體化診療研究一起，共同開闢複雜病證治療以及藥物組合發現的新途徑。