系统生物学在医学研究中的应用

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1、20●专家论坛●《中国医学前沿杂志（电子版）》2013年第5卷第5期系统生物学在医学研究中的应用12,3宋添添，崔庆华（1.中国人民解放军302医院　营养科，北京　100039；2.北京大学系统生物医学研究所，北京　100191；3.北京大学基础医学院，北京　100191）【摘要】癌症、心血管疾病等复杂疾病的发生发展不是由单一遗传因素引起的，而是受多遗传因素的影响；除了遗传因素，还受很多环境因素的影响，是多个遗传因素和多个环境因素相互作用的结果。因此，本质上，复杂疾病是一种“系统”病，关于其预防、诊断和治疗以及对其的理解亦需要以“系统”的观点和方法来研究。近年来，高通量生物医学技术的迅猛发展为

2、系统生物学的兴起奠定了数据基础，复杂网络理论以及信息学理论的发展亦为系统生物学的发展提供了坚实的方法学基础。近年来，系统生物学在医学研究中得到了广泛的应用，发挥着越来越重要的作用。本文将介绍系统生物学在理解、诊断和治疗疾病中的研究进展。【关键词】系统生物学；医学研究；应用；研究进展ApplicationofsystemsbiologyforthemedicalsciencesSONGTian-tian,CUIQing-hua(NutritionalDepartment,302MilitaryHospitalofChina,Beijing100039,China;PekingUniversity

3、InstituteofSystemsBiomedicine,Beijing100191,China;SchoolofBasicMedicalSciences,PekingUniversity,Beijing100191,China)【Abstract】Theformationanddevelopmentofcomplexdiseasessuchascancerandcardiovasculardiseasearenotresultedfromthedysfunctionofsinglegeneticfactorbutmultiplegeneticfactors.Besidesthegeneti

4、cfactors,theyalsoaffectedbyenvironmentalfactorsandcouldbetheoutcomeofthecomplexnetworkofgeneticfactorsandenvironmentalfactors.Complexdiseasesaresystemsdiseasesandthereforeshouldbestudiedbasedontheideasandmethodsofsystemsscience.Inrecentyears,thehigh-throughputbiologytechniquesprovideddatabasisforthe

5、developmentofsystemsbiology.Meanwhile,therapiddevelopmentofcomplexnetworktheoryprovidedmethodologybasisforsystemsbiology.Recently,systemsbiologyisincreasinglyandwidelyappliedinmedicalsciences.Inthisreview,wewillgiveanintroductiontothesystemsbiologyanditsapplicationinmedicine.【Keywords】Systemsbiology

6、;Medicalsciences;Utilization;Researchprogress1　背景介绍术的发展为系统生物学的兴起提供了方法学基础和系统生物学并非新概念，早在1948年，控制技术保障。区别于其他的生物学，系统生物学的精论奠基人Weiner就曾撰文提出生命科学也应该以髓在于以“系统”的观点研究生命科学，即除了研[1]“系统”的观点来研究。系统生物学之所以在近究细胞或生物体内单个孤立成分的性质，我们还必年开始兴起是因为以“组学”技术为代表的高通量须关注细胞或生物体的结构和动力学，还要考虑单[2]生物医学技术的迅猛发展产生了海量数据，尤其是个生物成分之间的相互作用。“系统”的诸多性[2

7、]基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等，质，比如团块性、小世界性、鲁棒性，以及“系为系统生物学的兴起奠定了数据基础。另一个原因统”研究的诸多思想、方法、工具和软件已经并将[3]是复杂网络理论的发展以及信息学、计算机技在未来的生物医学研究中扮演重要角色。2008年，通讯作者：崔庆华　Email：cuiqinghua@hsc.pku.edu.cn《中国医学前沿杂志（电子版）》2013年第5卷第5