中药化学生物学
学术带头人:屠呦呦研究员
学科带头人: 王继刚研究员
后备学科带头人:徐承超研究员
1.学科现有基础与定位
(1)学科方向
研究方向一:中药活性成分筛选——通过单细胞组学技术高通量评估细胞对药物作用的响应程度,同时有助于阐明药物作用的物质基础和效应机制,在对中药活性成分筛选方面具有广阔的应用前景。
研究方向二:中药作用靶点研究——通过化学生物学技术,结合大规模、高分辨率地捕获基因表达信息,可以全面、准确地研究健康、恶性以及药物处理后组织中的细胞类型和药物作用靶点。
研究方向三:中药作用机制阐明——充分反映药物作用于不同类型细胞而引起的转录差异,从而深入揭示药物调控的细胞类型及作用的分子机制。
(2)学科队伍
学术带头人为诺贝尔生理学或医学奖获得者、中国中医科学院终身研究员兼首席研究员。学科现有在编工作人员25名,覆盖了化学生物学、蛋白质组学、生物信息学、分子生物学、结构生物学、有机化学、材料学等多学科专业,其中高级职称12名,45岁以下人员占比92%,具有博士学位人员占比96%,是一支结构优化、交叉融合的临床中药学高水平创新队伍。
(3)科学研究
围绕“中药化学生物学”的学科研究体系,本学科将着重发展以下学科内容:①中药活性成分筛选:相对于化学成分单一的化学药物,中药的单味药物或复方方剂中具有组成复杂、数量众多的化学成分,并且各种药物成分中组合与作用的形式在不同病症中具有差异。本学科研究体系拟通过多组学技术高通量评估细胞对药物作用的响应程度,阐明药物作用的物质基础和效应机制。②中药作用靶点鉴定:中药的多种活性成分通过协同作用于多种靶标蛋白,引起下游多条通路途径的激活或抑制从而发挥治疗作用,明确药物作用靶点将进一步促进中药药理机制的阐明。本学科研究体系将通过应用单细胞和化学蛋白质组学技术,在药物干预的背景下进行单细胞蛋白质表达谱分析,全面、准确地反映药物在不同类型细胞的作用靶点。③中药作用机制阐明:以往的转录组学研究对象主要聚焦于组织水平,不同类型细胞对于药物作用的响应异质性在此过程被掩盖。本学科研究体系将通过单细胞转录组学和化学蛋白质组学技术,获取中药药物作用于不同类型细胞所引起的基因表达或通路变化信息,揭示药物的直接作用对象—细胞在“药物—细胞—靶点—途径—表型”中的枢纽作用,从而全面阐释中药发挥效用的分子机制。近五年在国际高水平刊物上发表论文150余篇,撰写书籍章节3篇,获批专利20余项。
(4)人才培养
本学科致力于一支研究背景涵盖化学生物学、蛋白质组学、生物信息学、分子生物学、结构生物学、有机化学、材料学等多学科青年科研团队,具有突出的学科交叉互补优势。①招聘多学科人才(包括中药学、中医学、药理学、化学生物学、蛋白组学、药剂学、植物学、有机化学等多专业人才),搭建学科交叉的人才交流基地;②以中药化学生物学为主线融入其他学科研究理念方法及技术手段,以点带面推及其他中药活性成分的深入研究;选拔团队骨干作为多学科交叉创新人才重点培养对象,开展多学科背景的硕士、博士研究生教育和博士后研究;③开展学术交流,支持团队人员参加国内国际其他领域的学术会议,并邀请多位知名学者、专业技术高级工程师到所作学术报告及技术培训,加强理论思路和实践操作能力的双重提升。包括世界卫生组织疟疾司司长Aloson博士、法兰西科学院院士、法兰西自然科学院前院长Meunier教授、伦敦大学圣乔治医学院Krishna教授等在内多位权威专家与团队成员有深入合作,多次到中国中医科学院与团队核心成员交流,为团队青年科研工作人员的成长和发展提供指导。
2.学科学术水平与特色
中药化学生物学指在中医药理论指导下,以中药活性(药效)成分为工具,研究中药活性小分子的作用靶点和对生命过程的调控作用,是中药化学与生物学交叉的一门学科。通过应用单细胞组学技术(主要包括基于高通量测序平台开展的单细胞基因组、转录组测序,以及基于质谱等平台的化学蛋白质组、代谢组检测技术),促进对中药单药或复方中有效成分的筛选,以及对中药成分的作用机制与效应规律的探究,并推进针对作用靶点的新药创制或者拓展经典药物的适应范围,从而加速中医药现代化与国际化的进程。
3.学科建设总体目标
中医药学是我国最具原创特色的科学领域,具有一套独立于西方现代医学体系之外的中医药特色学术思想和理论体系;中药化学生物学,是一门既体现中医药自身特色、又能够桥接现代科学理论、进而全面系统地揭示中医药的独特科学内涵的交差学科。立足“中药化学生物学”学科研究方向,创新发展中药药理的“成分—靶标—机制”理论体系,通过以细胞作为研究切入点与突破口,将化学蛋白质组学和单细胞组学技术应用于中药药理的“成分—靶标—机制”研究之中,构建“中药化学生物学”的学科研究体系,用以促进探究中药成分的作用机制与效应规律,并全面推进针对作用靶点的新药创制或者拓展经典药物的适应范围,加速中医药现代化与国际化的进程,创造中药现代化研究的崭新模式。
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