麝香保心丸组
2、Fndc1和 Fn1基因
（纤维连接蛋白家族，与心肌组织纤维化呈相关）
Fndc1结果
Fn1结果
麝香保心丸干预后， Fndc1基因表达 麝香保心丸干预后Fn1基因表达
显著下调，纤维化减轻，推测麝香保心 上调至正常水平，对心肌缺血后
丸具有抑制缺血心肌纤维化的作用
纤维化过程具有抑制或逆转的作
理论科学
数学 计算科学 信息科学 理论物理学
······
系统生物学—中西医学贯通之桥梁
系统生物学—中西医学贯通之桥梁
整体论—中医
“以整体观、辨证论治、 方剂干预为鲜明特色,以复杂 的生命系统为对象,本质上具 有系统科学的思想
系统生物学的理论和方法在医学 领域的广泛应用形成了系统生物医学 。由于其具有的系统论、整体论特征 使中西医结合成为可能。系统生物学 在基本理念和方法方面都可以成为中 西医学贯通之桥梁。
麝香保心丸对冠脉结扎大鼠心梗面积的影响
组别 模型对照组
剂量 （g·kg-1）
-
样本量 10
麝香保心丸组
0.05
10
盐酸地尔硫卓组
0.05
10
与模型对照组相比，*P<0.05，** P<0.01；
梗死面积（%）
22.04±3.84 9.68±0.67** 16.05±3.71
麝香保心丸有显著的缩小心肌梗死面积的作用；且改善心肌梗死的的疗效 优于盐酸地尔硫卓组。
用
麝香保心丸差异基因涉及的信号通路分析
麝香保心丸作用后的差异基因涉及能量代谢、整联蛋白、催化活性、氧化 应激、肌动蛋白、激肽原酶激活、胰岛素生长因子，而这些靶点多为心血
管疾病中的重要分子机制。
麝香保心丸代谢组学研究
代谢组学研究
世界著名的研究院和大学 中国科学院 国内知名大学 雀巢瑞士洛桑研究院 英国葛兰素.史克
SBP干预后可有效抑制心肌酶的升高， 说明模型的可靠性和SBP的有效性
质谱数据采集和处理
甲醇沉淀蛋白 LC-QTOF-MS采集（ +）
稳定性重复性评价
RT
Mass
样品 1
样品2
样品n
数据导入及多元统计分析
1 13. 213
34773
62451
38260
2 27
198
2251
1568
3652
… 45
adenine
麝香保心丸基因组学研究
麝香保心丸对冠脉结扎大鼠的血清酶学的影响
组别 模型对照组
剂量 （g·kg-1）
-
样本量 9
CK (U·L-1) 2152.2±433.5 #
假手术组
-
10
1364.6±353.4
麝香保心丸组
0.05
11
1263.8±603.3**
盐酸地尔硫卓组
0.05
7
1368.2±389.2**
重点差异基因real-time PCR 分析
1.Tpm1基因（原肌球蛋白家族，可以阻止心脏突发死亡）
模型组中，Tpm1基因表达明显 增加，麝香保心丸干预后其表达 恢复到正常水平，使Tpm1对心肌 收缩的调节恢复正常，保护心脏 收缩功能；结合病理切片可知麝 香保心丸对心脏的恢复及保护作 用更强。
阳性药组
系统生物学将是21世纪医学和生物学的核心驱动力-胡德
3
背景
什么是系统生物学？
作为人类基因组计划的 发起人之一，美国科学家 莱诺伊·胡德（Leroy Hood）也是系统生物学 的组学（omics）生物技 术开创者之一。
系统生物学是研究生物系 统中所有组成成分（基因 、mRNA、蛋白质及代谢 物等）的构成，以及在特 定条件下这些组分间的相 互关系的学科。
Peng Jiang Journal of ethnopharmacology, 2011
麝香保心丸代谢组学研究
-长期治疗作用评价及机制
血液和尿液分析
模型评价
组别
假手术组 模型组
麝香保心丸组
心肌梗死面积比较
梗死重量 /全心重
梗死重量/ 左心室重
0
22.1±3.21 16.5±4.12*
0
27.9±3.61 20.7±3.31*
高能丙酮酸酯
1.618
肌醇
1.974
6-磷酸M葡I 糖致酸glycerate dehydro2x7y5活.93性9 升高，↓ 导致戊其糖含磷量酸增盐加代谢
苯基丙酮酸
164.006
↓ 苯丙氨酸合成
甘油酸有酯助于心肌能量代谢功10能5.9的65恢复 ↑ 戊糖磷酸盐代谢
高能丙心酮肌酸缺酯血时随去甲肾上16腺8.0素52受体的活↓ 化而糖增酵多解聚集
麝香保心丸对心梗边缘区新生血管的影响
组别
剂量 （g·kg-1）
样本量
模型对照组
-
5
假手术组
-
5
麝香保心丸组
0.05
5
盐酸地尔硫卓组
0.05
5
与模型对照组相比，*P<0.05，** P<0.01；与盐酸地尔硫卓组相比，#P<0.05
心肌血管面密度 （个/ mm2） 51.1±18.3 50.2±12.9 114.9±3.0** # 77.5±9.7*
524
16010
51687
30621
n 93
327
2568
3589
9116
各样品离子列表
质谱峰寻找匹配
生物标志物
Name
12S-过氧羟基二十四碳四烯酸
12S-羟基廿碳四烯酸 11-去氢皮质酮 11-去氧皮质酮 皮质酮 醛固酮 考地松
肾上腺素 尿酸 高胱氨酸 胱硫醚酮亚胺
Function 花生四烯酸代谢产物，炎症反应
氧化应激
麝香保心丸的调控作用
正常组
醛固酮
麝香保心丸组 模型组
皮质酮
PLS-DA建模表明，麝香保心丸干预 组的大鼠状态明显偏向正常组而远离 模型组，具有明显的回调效果，进一 步说明麝香保心丸对心肌梗死大鼠的 预保护作用
考地松
肾上腺素
通过对麝香保心丸可逆转心梗超急性 期的生物标志物分析表明，麝香保心 丸可通过抑制醛固酮合成途径进而抑 制心肌肥大通路，对心肌梗死发生后 的重要病理过程进行逆转
代谢组学研究
多组动物体液 前处理
LC-MS或NMR
病理学意义
多元统计分析
组间差异标志物
药物干预逆转情况
药物的疗效评价及治疗机制分析
麝香保心丸代谢组学研究
-预保护作用评价及机制
血液分析
模型评价
心电图评价
R
P
T
QS
RT
PS Q
心肌酶评价
假手术组
模型组
S-T段显著升高，表明造模成功
假手术组 模型组 SBP组
对于多细胞生物而言，系统生物学要实现从基因到细胞、到组织、到个体的 各个层次和系统的整合
研究思路的整合，经典的分子生物学研究是一种垂直型的研究，基因组学、 蛋白质组学和其他各种“组学” 是水平型研究，而系统生物学的特点，则 是要把水平型研究和垂直型研究整合起来，成为一种“三维”的研究
研究方法的整合，系统生物学是典型的多学科整合研究，需要生命科学、信 息科学、数学、计算机科学等各种学科的共同参与
研究对象整合
构成要素的整合
各种物理层次的整合
Metabolome
Citric acid cycle
Proteome Transcriptome Genome
思路的整合
基因网络
蛋白网络
细胞网络
三维系统生物学
个体行为 8
方法的整合
系统生物学
实验科学
分子生物学 细胞生物学 基因组学 蛋白质组学 ······
与模型对照组相比，*P<0.05，** P<0.01；与假手术组相比，#P<0.05
LDH (U·L-1)
15595.1±2748.3 # 8821.1±4071.7 11885.2±5131.0*
12430.8±1693.3* #
麝香保心丸能降低冠脉结扎致心肌梗死大鼠的LDH及CK活性，显示对 缺血心肌具有保护作用
罗国安, 梁等.整合化学物质组学的整体系统生物学－中药复方配伍和作用机理研究的整体方法论. 世界科学技术－中医药现代化，2007,9(1): 10-15, 24.
麝香保心丸系统生物学研究
由清华大学、第二军医大学共同参与
罗国安
清华大学教授 博士生导师 中药现代化研究中心主任
张卫东
第二军医大学教授 博士生导师 药学院天然药化教研室主任
不仅关心个别的基因和 蛋白质，它要研究所有 的基因、蛋白质和代谢 物以及这些组分间的所 有相互关系。
4
背景
Citrate Cycle
基因组学 转录组学 蛋白质组学 代谢组学 生化反应
系统生物学的灵魂—整合
系统生物学与基因组学、蛋白质组学等各种“组学”的不同之处在于：它是一 种整合型大科学。
它要把系统内不同性质的构成要素（基因、mRNA、蛋白质、生物小分子等） 整合在一起进行研。
系统生物学深入诠释麝香保心丸治疗冠心病的 作用机理(1)_图文.ppt
背景
随着人类基因组计划及其他生物基因组测序工作作的相继完成, 以及一些高通量研 究方法逐渐在生命科学领域的广泛应用,积累的海量生物学信息正呈指数不断上升2。
背景
人类基因组
单独以某个生物分子为研究对象的医学研 究模式, 很难解释和了解疾病发生发展的机 理和过程。 使得以还原论为指导思想的生物 医学具备了新的发展契机-即从整体、系统的 角度来研究生命和疾病的本质。系统生物学 由此应运而生。系统生物学的诞生进一步提 升了后基因组时代的生命科学研究能力。