首部《网络药理学》英文专著出版

        2021年10月,清华大学李梢教授主编的网络药理学英文专著《Network pharmacology》由Springer出版社、清华大学出版社联合出版。该书是首部系统阐述网络药理学理论、方法与应用的专著。

        当前“单基因、单靶标、单药物”医药研究模式是在“还原论”思想下形成,这一研究模式在近现代取得了很大发展,为现代医学和药学的发展做出了重要贡献。然而,生命是一个整体。还原论研究模式在理解生命的复杂性与整体性上存在较大局限,难以理解人体复杂系统的奥秘,也难以阐释以整体为特色的中医药的科学基础。因此,当前中医学和现代医学共同期待从还原朝向系统、从定性朝向定量的研究模式和研究方法的革新。

        网络药理学是人工智能和大数据时代药物系统性研究的新兴前沿学科,也是符合中医药整体特色的、具有原创性的新学科。网络药理学融合了系统生物学、生物信息学、网络科学、人工智能、多向药理学等相关学科而诞生,促使当前以“单基因、单靶标”为特点的还原论模式向以“生物网络、网络靶标”为特点的系统论模式发展。网络药理学中的“网络”是连结宏观与微观、微观与微观、单元与系统的关键。“生物网络”是构成复杂生物系统的基础,反映人体内部基因和基因产物等生物分子的相互关系、生物分子与疾病和药物等不同层次的关系。“网络靶标”是指在生物网络的层次上系统地建立药物和疾病的机制性关联,阐释药物通过多靶标在生物网络上的相互作用关系、形成整体调节效应的理论。网络药理学也是信息科学与中西医药研究交叉创新的标志性学科之一,目前正处于快速发展阶段,吸引了现代医药、传统医药、信息科学等领域研究者越来越多的关注。

        《Network pharmacology》由李梢任主编,网络药理学领域的知名专家孙晓波、李学军、张卫东、周文霞、苏薇薇、苏式兵、范骁辉、周雪忠、许海玉等参与撰写,历时3年精心打造而成。李衍达院士、刘昌孝院士、李济仁国医大师为该书撰写序言。

        该书全文约15万字,系统地介绍了网络药理学的理论、方法和应用。主要内容包括四大部分:网络药理学概念与“网络靶标”理论阐述(第一章);网络药理学常用的人工智能分析方法、数据库与分析软件(第二、三、四章);基于网络药理学的中医药现代化、现代药物研究的典型案例(第五、六章);基于药物、疾病的网络药理学实践流程(第七、八、九章)。本书附录部分还列入了由李梢教授领衔制定、世界中医药学会联合会认证的《网络药理学评价方法指南》。

        《Network pharmacology》是国际网络药理学领域的第一本英文专著,对于推动网络药理学的学科建设与应用实践具有重要意义。

        《Network Pharmacology》书籍链接地址:

        https://link.springer.com/book/10.1007/978-981-16-0753-0

 

 

天津市药理学会网络药理学专业委员会成立大会顺利召开

        2021年10月11日,天津市药理学会网络药理学专业委员会(以下简称专委会)获批成立。

        10月30日下午,由天津市药理学会主办,天津国际生物医药联合研究院、天津中医药大学、天津医科大学、天士力国际基因网络药物创新中心有限公司以及天津医科大学肿瘤医院联合承办的天津市药理学会网络药理学专业委员会成立大会暨网络药理学与“一带一路”背景下医药科技创新论坛以腾讯会议形式在线上召开。天津市药理学会理事长汤立达教授、副理事长余鹰教授、天津国际生物医药联合研究院党委书记黄亚楼教授、清华大学北京市中医药交叉研究所所长李梢教授、天津药物研究院中药研发中心首席专家张铁军教授、南开大学药学院白钢教授、天津医科大学康毅教授、天津医科大学总医院李正翔主任等,以及来自天津以及全国各地近百位网络药理学、药物研发、人工智能算法开发相关的专家学者在线参加会议。天津药物研究院徐为人教授主持了成立仪式。

天津市药理学理事长汤立达教授

        天津市药理学会理事长汤立达教授致辞。

天津市药理学会副理事长余鹰教授

        天津市药理学会副理事长余鹰教授在会上宣读了《天津市药理学会关于同意成立天津市药理学会网络药理专业委员会的批复》文件、专委会组织条例和委员名单。

天津药物研究院中药研发中心首席专家张铁军教授

        专委会顾问专家代表、天津药物研究院中药研发中心首席专家张铁军教授在发言中鼓励大家,在今后的药物研发过程中多去利用网络药理学所提供的先进方法和工具,为中西医药研发探索一条新的路径。

清华大学北京市中医药交叉研究所所长李梢教授做特邀报告

        世界中医药学会联合会网络药理学专业委员会会长、清华大学北京市中医药交叉研究所所长李梢教授,应大会特别邀请做主题为“网络药理学:大数据和人工智能时代的中西医药研究探索”的报告发言。李梢教授经过多年研究,针对中医药科学研究的机遇与挑战,利用大数据、人工智能开拓了中医药网络药理学这一新方向,并用于胃癌极早期防治和中药创新研发,领衔制定了网络药理学首个国际标准,用现代科学解读中医药学原理,探索新一代中西医药研究模式。

        成立仪式之后的“网络药理学与‘一带一路’背景下医学科技创新圆桌论坛”由天津中医药大学于海洋教授主持,李梢教授与世中联网络药理学专委会秘书长许海玉研究员、中国药理学会网络药理学专委会秘书长程肖蕊教授、天津中医药大学第一附属医院实验中心主任樊官伟教授、天津医科大学肿瘤医院刘立仁教授、现代中药创新中心中药研发首席科学家刘岱琳研究员等与会专家围绕主题对网络药理学的学科发展和实际应用各抒己见。

        参与讨论的专家对于网络药理学的未来发展都表示肯定与期待。李梢教授表示世中联网络药理学专委会将积极支持在天津开展学术活动,鼓励天津网络药理学专委会在学科和产业化发展等方面起到引领作用,带动更多地区网络药理学的发展,为组织召开中国网络药理学大会打下基础,为推动中医药交叉学科的建设与发展贡献力量。多位专家在发言中强调了标准体系的推广应用对网络药理学的重要性,并在网络药理学的探索与研究方向上给予建议。

        本次大会在众位专家学者的殷切期望中圆满结束,标志着天津市网络药理学的研究与发展迈上新的台阶。

 

EMBO Reports:清华倪建泉/李梢/同济孙方霖合作发现消化道发育及肿瘤发生的表观调控新机制

        我国消化道恶性肿瘤高发,胃癌、结直肠癌发病率和死亡率位居恶性肿瘤前列。Notch信号通路对肠道发育及稳态的调控尤为关键,但其对下游基因表达的调控牵涉甚广,和多种通路存在复杂互作,机制尚未阐明。如何探究Notch信号通路与消化道肿瘤发生的关联机制,亟需建立新的研究策略。

        2021年, 清华大学医学院倪建泉课题组、国研中心精准中医团队和自动化系李梢课题组及同济大学孙方霖课题组在《EMBO Reports》杂志上合作发表了题为“HP1cregulates development and gut homeostasis by suppressing Notch signalingthrough Su(H)”的研究论文,发现果蝇异染色质蛋白HP1c(heterochromatinprotein 1c)通过与转录因子Su(H)相互作用来抑制Notch信号通路,从而调控肠道发育和维持稳态的新机制。

        异染色质蛋白HP1c属于HP1蛋白家族,为高度保守的表观因子(epigenetic factor)。基于其在基因组水平上分布的广泛性及其与锌指蛋白WOC等的亲和性,HP1c被认为是潜在的、调控多基因表达的表观因子。该文提出智能计算预测和模式生物高通量实验相结合的系统性研究策略,聚焦于HP1c对Notch信号通路下游基因的调控及其对消化道恶性肿瘤发生发展的影响,在转基因干扰果蝇模型中发现并验证了高度保守的HP1c对Notch信号通路的直接调控作用,为从生物分子网络调控角度研究Notch信号通路与消化道肿瘤发生的关联机制提供了新途径。

        该研究首先利用李梢课题组自主研制的、基于生物网络的致病基因预测方法,在全基因组范围内进行人类结直肠癌与胃癌相关基因的预测,获得高度保守的高风险基因。果蝇基因与人类大多数基因存在功能保守性,适合于进行大规模的基因表达调控和表型筛选,也是测试中药等药物药效毒理的理想动物模型之一。果蝇中肠存在一定数量的肠道干细胞,在Notch、JAK/STAT、EGFR等关键通路的调控下不断自我更新并分化,维持了果蝇肠道内的稳态。将智能计算结果整合清华果蝇中心转基因果蝇进行组织特异性分析,发现部分计算预测的高风险基因参与调控Notch信号相关表型。在肠道干细胞中敲低或敲除HP1c,发现可以促进肠道干细胞分化, 减少干细胞数量, 这与Notch激活表型一致。过表达HP1c,产生肠道肿瘤,与Notch抑制表型一致。同时,抑制Notch基因表达也可挽救HP1c敲低所导致的肠道发育缺陷,且表达人的同源蛋白HP1γ,可以显著挽救因HP1c敲低而产生的表型,验证了HP1c在果蝇和人类中的功能保守性,明确了HP1c参与消化道干细胞稳态,以及与Notch信号通路存在遗传互作。

        通过生化和分子生物学手段,课题组进一步挖掘分子机制。通过酵母双杂交和免疫共沉淀实验,发现HP1c与Notch信号通路中的关键转录因子Su(H)存在特异性相互作用。另一方面,免疫荧光实验也揭示HP1c与Su(H)在染色体上存在共定位现象,进一步证明它们的相互作用。

        基于上述研究,课题组得出了如下模型:HP1c通过结合Notch信号通路转录因子Su(H),抑制其对Notch通路下游基因的激活,构成Notch信号通路的反馈调节闭环,进而调控果蝇肠道干细胞的分化。课题组通过计算预测和实验验证揭示了Notch信号通路与HP1c蛋白的互作机制,为研究肿瘤发生、信号通路与表观调控之间的关联机制提供了范例。

        该文建立了基于“智能计算—协同调控”的研究新策略,获得生物学新发现,为消化道肿瘤发生发展的网络调控机制研究提供了一条新途径,也为基于多靶点网络调控的消化道肿瘤防治中药筛选提供了新手段。医学院孙锦博士、自动化系王鑫博士等为共同第一作者,清华大学医学院倪建泉研究员、国研中心精准中医团队和自动化系李梢教授、同济大学孙方霖教授为共同通讯作者,参与作者还有清华大学常智杰、王钊、刘清飞等。本项目得到科技部和国家自然科学基金项目的支持。

        论文出处:https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embr.202051298

清华大学自动化系咨询委员会2021年会议举行

        清华新闻网11月15日电 11月14日上午,清华大学自动化系咨询委员会(以下简称“咨询委员会”)2021年会议在中央主楼举行。这是咨询委员会成立以来的第二次年度会议。此次会议以“自动化的创新发展方向”为主题,通过线上线下相结合的方式举行。自动化系咨询委员会主席、中国科学院院士李衍达教授和21位咨询委员会委员出席会议。清华大学副校长曾嵘,自动化系主任张涛、党委书记张佐等系领导班子成员,学术、学位(分)、教学委员会主席和教师代表20余人参加会议。会议由咨询委员会副秘书长贾庆山主持。

曾嵘线上讲话

        曾嵘真诚感谢各位咨询委员关心、支持自动化系发展,并对自动化系咨询委员会第二次会议的召开表示热烈祝贺。他谈到,自动化系咨询委员会自2020年11月成立以来,对清华大学自动化学科的发展给予了大力指导和支持,在人才选聘的国际评估中发挥了重要作用。一年来,自动化系认真吸收专家们的宝贵意见和建议,积极探索、推进落实,开展了卓有成效的工作,在学科建设、人才培养、交叉创新方面取得了前所未有的突破,呈现出欣欣向荣的良好局面。曾嵘提到,习近平总书记110周年校庆前夕回清华大学考察时,现场听取了自动化系成像与智能技术实验室汇报,参观了包括自动化系智能无人车在内的多项重要科研成果,肯定了师生们的努力,鼓励大家坚持“四个面向”,致力于高水平科技自立自强。他希望自动化系牢记习近平总书记的重要讲话精神,在新的历史起点上,把握机遇、乘势而上,进一步提高师资队伍水平、完善交叉创新体系、提升国际合作高度,为创建中国特色、世界一流的自动化学科贡献力量。

张涛线上发言

        张涛详细介绍了自动化系中长期发展规划制定情况及一年来队伍建设、创新科研及亮点成果。他谈到,去年是自动化系建系50周年,自动化系把握机遇、迎接挑战,打破思维定势、实现交叉创新,以控制科学与工程一级学科为主干,适时提出了智能无人系统、工业智能、智能健康与生物信息、脑智能与机器智能四个重点发展方向。经过一年多努力,在脑与认知科学领域获得重大基础理论突破;在细胞图谱的统计信息框架、中医药网络药理学的研究中取得重要进展;成功研发了深海可控式可视采样器,并牵头承担了科技创新2030新一代人工业智能重大项目。

参会嘉宾发言

        自动化系咨询委员会委员,中国科学院院士顾瑛教授、徐宗本教授,中国工程院院士邱志明教授、柴天佑教授、桂卫华教授、陈杰教授、唐立新教授,美国工程院院士、中国科学院和中国工程院外籍院士何毓琦教授,美国科学院院士王永雄(Wing H Wong)教授,美国工程院院士拉贾(Kaushik Rajashekara)教授,美国国家发明家科学院院士秦泗钊教授,欧洲科学院芮勇院士,清华大学讲席教授陆宝森,IEEE(电气与电子工程师协会)信号处理学会候任主席、美国马里兰大学工程学院副院长吴旻教授,美国南加州大学郭宗杰(C.-C. Jay Kuo)教授在会议上发言。各位咨询委员对自动化学科方向、学科体系建立、队伍建设和人才培养等方面问题进行了充分讨论交流,分别从继续强化跨学科交叉研究、挑战基础理论问题、发展新的理论方法、建设重要实验室、领导构建新的自动化学科和人才培养体系、加强与工业界合作推动科研成果转化、进一步增进国际学术和人才培养交流、增强女教师影响力等不同角度,对自动化系未来的发展建言献策。

李衍达发言

        李衍达院士作总结发言,他特别感谢各位委员提出的宝贵意见和建设性的建议,并对各位咨询委员提出的意见作出总结:一是希望在解决国家关键领域、国民经济的重大关键问题上有进一步的发挥和突破;二是希望自动化系在自动化新的学科体系建设和人才培养体系建设方面做出探索性的突破;三是希望以自动化方法改造现有实验方法,进一步加强一流实验室建设。

李梢、郑小平、赵千川、张学工、谢震、吴嘉敏(从左至右、从上至下)发言

        会上,国研中心精准中医团队和自动化系李梢教授、郑小平教授、赵千川教授、张学工教授、谢震副教授、吴嘉敏助理教授分别围绕自己的研究领域作了学术报告。

线上、线下参会人员集体合影

        咨询委员会既是自动化系探索和推进学科发展的国际化平台,也是对外展示自动化系科研最新成果的重要窗口。本次大会深度聚焦自动化学科热点、前沿问题,汇聚自动化系一批优秀科研成果,重点研讨了自动化学科发展方向和学术发展动态,对推动清华自动化系建设发展具有重要意义。

 

学术交流:

        11月6日,张学工应邀在第20届国际生物信息学大会(InCoB2021)上做开场主旨报告Toward a unified information framework for cell atlas assembly。

        11月8日,张学工率队在云南省大理州南涧彝族自治县出席“南涧县心血管健康试点工程研讨会”,正式启动了我校自动化系与万科公共卫生与健康学院的教材科研项目“云南边远地区心血管健康提升模型研究与试点”,项目旨在与云南省心血管健康联盟及当地政府合作,通过先进的人工智能与大数据技术和综合公共健康措施,探索帮助边远地区改善心血管疾病防诊治状况的有效方案。项目计划用两年左右的时间,通过在云南特定区县的试点调查分析,建立基于因果推理的人群心血管疾病数学模型,分析作用于心血管疾病发病率和死亡率的因果链路,并据此产生更高效、更有针对性的干预方案,相关成果可以逐步向云南、贵州等其它地区推广,以服务我国心血管病防控工作,助力实现“健康中国2030”目标。

        2021年11月10日,邀请中国科学院院士、北京大学数学学院鄂维南教授来访,并做题为“科学计算与人工智能”的学术报告。