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草药在临床试验和治疗疾病中发挥越来越重要的作用。然而,由于它的化学成分和作用机制十分复杂,如何在深入的分子水平阐明草药的作用机制仍是目前亟待解决的问题。因此,一个全面的系统的方法包括活性成分及其靶点的识别,更重要的是阐明草药基础药理性质的生物学基础是十分必要的。在本研究中,我们以研究甘草的药理性质为例,建立了一个新的系统药理学模型包括口服生物利用度筛选、类药性评估、血脑屏障渗透性预测、靶点识别和网络分析。主要结果如下:(1)通过口服利用度和类药性筛选,甘草中73个化合物被鉴定为有效活性成分,其中包括文献中报道的活性成分如:甘草素,光甘草定,欧甘草素A,甘草查尔酮B,甘草香豆素,异甘草素,这进一步验证了模型的合理性。另外,化合物甘草查尔酮G,licoagrocarpin,glyasperins C,morachalcone A等也被识别为潜在的活性成分,这些活性成分有助于我们进一步研究甘草的药理机制。(2)91个与不同疾病相关的靶标确定对甘草的药理机制研究起到了关键的作用。药物-靶标网络图揭示:化合物71(glyasperins C),63(Licoagrocarpin),74(甘草酸)以及靶点蛋白PTPN1,HRH1,F2有比较高的degree和betweenness值,它们在药物-靶点网络中是关键的节点并发挥重要的作用。(3)药物-靶点-疾病网络清楚的阐明了甘草治疗各种疾病包括呼吸系统、心血管和消化系统疾病的药理机制。例如,甘草黄酮类化合物的主要作用于局部缺血相关的蛋白质HTR1A,OPRD1,GSK3B,HRH1,MAPK10,F2,ADRA2A,AChE来达到抗缺血效果和治疗缺血性心脏病。这些结果为更加全面的理解的药物-靶点-疾病相互作用网络奠定了基础。(4)本研究也阐明了甘草的解毒机制。例如,化合物甘草甙和甘草查尔酮G通过作用于金属弹性蛋白来消灭细菌和加强组织巨噬细胞防卫功能。