Тин-Чао Чоу - Ting-Chao Chou - Wikipedia

Тин-Чао Чоу
Родившийся9 сентября 1938 г.
Шинчику, Тайвань под властью Японии (современное Синьчжу, Тайвань )
Альма-матерФармацевтический факультет Гаосюнского медицинского университета
Фармакологический институт Медицинского колледжа Национального Тайваньского университета (MA) от Йельский университет (Стипендия Гиббса, Кандидат наук.)
Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса (пост-документ)
Известен
  • Уравнение медианного эффекта, единая теория закона действия масс
  • Комбинированный индекс {CI} определяет синергизм (CI <1), аддитивный эффект (CI = 1) и антагонизм (CI> 1) с компьютерным моделированием с использованием Compusyn, CalcuSyn
  • Индекс снижения дозы (DRI), нормализованная изоболограмма и полигонограмма
  • Эконо-зеленые биологические исследования и разработки
  • Количественная биоинформатика
  • Флуделон, изооксазол-флуделон, панакситриолы, ардеемины
  • Иллюстрация древнекитайской философии с современными науками
Научная карьера
ПоляТеоретическая биология, Фармакология, Исследования рака
УчрежденияЙель, Джонс Хопкинс, КорнеллМемориальный онкологический центр Слоуна-Кеттеринга

Тин-Чао Чоу (родился в 1938 году на Тайване, китайское имя: 周廷 潮) - китайско-американский биолог-теоретик, фармаколог, исследователь рака и изобретатель. Его 457 научных статей были процитированы в 26 292 статьях в более чем 754 биомедицинских журналах по состоянию на 5 мая 2017 г. [1] Он вывел уравнение медианного эффекта (MEE) из физико-химического принципа закона действия массы и представил график медианного эффекта в 1976 г. [2, 3] Пол Талалай из Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса, он вывел уравнение индекса комбинации (CIE) для взаимодействий с несколькими лекарственными эффектами и ввел концепцию индекса комбинации (CI) для количественного определения синергизма (CI <1), аддитивного эффекта (CI = 1) и антагонизма (CI> 1) с использованием компьютерного моделирования. [3] Одна оригинальная статья Chou-Talalay о CI в Advances in Enzyme Regulation 22: 27-55, 1984 была процитирована 3637 раз в разных странах мира в широком спектре журналов [1]. Интеграция MEE и CIE привела к биологическим исследованиям Econo-Green и разработке новых лекарств. [4] Эта интегрированная теория и алгоритмы позволяют проводить небольшое количество точек данных, сохранять лабораторных животных и сокращать количество пациентов в клинических испытаниях. Следовательно, это позволяет сэкономить время, средства и ресурсы, а также повысить эффективность медицинских, фармацевтических исследований и разработки новых лекарств. [4] С коллегами Т. Чжоу является изобретателем / соавтором 40 патентов США, в основном, на противораковые агенты. [5]

биография

Родился 9 сентября 1938 года в деревне Чан-Лин, поселок Ху-Као, уезд Синь-Чу, Тайвань (отец, Чао-Юнь Чоу; мать, Шэн-Мэй Чен).

Происхождение

Его место рождения на Тайване - это родовой дом семьи Чжоу с большой эмблемой в центре «濓 溪 第:» («Ляньси»), «汝南 R» («Рю-нань Тарн»), в которой содержится генеалогическое древо за 293 года. «Чжоу (Чжоу) Ляньси» - посмертное имя Чжоу Дуньи. Чжоу Дуньи (1017-1073) (周敦頤) был неоконфуцианским философом и космологом династии Северная Сун. Его краткое эссе «Восхваление цветка лотоса» (愛蓮說) прочитали многие сотни миллионов школьников с тех пор, как оно было включено в стандартный учебник для средней школы как в материковом Китае, так и на Тайване. T.C. Чжоу - потомок потока Хакка в восьмом поколении, переместившегося из Чжаочжоу в Гуандуне на Тайвань в течение первого года правления императора Юн-Чжэня династии Цин в 1723 году.

Образование

Под властью Японии на Тайване 1895-1945 гг. Семья Чоу основала частную семейную школу, в которой преподают китайские иероглифы и классические произведения. Его отец был учителем. После того, как его отец умер, овдовевшая мать отправила его в начальную школу при нормальной школе Синь-Чу с трехчасовой ежедневной поездкой в ​​оба конца в шестом классе. После окончания провинциальной средней школы Синь-Чу он поступил в Фармацевтический факультет Гаосюнского медицинского университета где он закончил с отличием. Он был принят в Фармакологический институт Медицинского колледжа Национального Тайваньского университета и получил степень магистра под руководством Чен-Юань Ли, директора института и декана медицинской школы. В 1965 году он получил Стипендия Гиббса из Йельский университет где он посвятил математическим аспектам количественная биология. Он получил докторскую степень. диплом с отличием под руководством профессора Роберт Э. Ханшумахер. Он получил докторскую степень в Медицинский факультет Университета Джона Хопкинса под руководством заведующего кафедрой фармакологии, Пол Талалай В 1972 году он присоединился к лаборатории фармакологии Мемориального онкологического центра Слоуна-Кеттеринга (MSKCC) в Нью-Йорке в качестве доцента при Высшей школе медицинских наук Корнельского университета. Он стал членом и профессором в 1988 году. После 40 лет службы в MSKCC 1 июня 2013 года он вышел на пенсию с должности директора основной лаборатории доклинической фармакологии, программы молекулярной фармакологии и химии MSKCC.

Показатели публикаций и цитирования

T.C. 273 публикации Чоу перечислены в Thomson Reuters Web of Science (www.researcherid.com/rid/B-4111-2009), где указаны номера цитирований, тенденции, а также 20 самых цитируемых ученых, институтов и ученых-коллабораций, институтов, области исследований и карты глобального распространения, а также общее количество цитирований каждый год за последние 20 лет).

Рецензируемые статьи

На 326 рецензируемых статей было процитировано 18 946 научных работ, опубликованных в более чем 800 биомедицинских журналах по состоянию на 5 мая 2017 г. [1] К ним относятся оригинальные статьи, обзоры, перспективы, комментарии и редакционные статьи.

Прочие публикации

Сюда входят книги, главы в книгах, энциклопедии и главы справочников, выдержки из собраний, компьютерное программное обеспечение и патенты. Эти публикации не включены в Thomson Reuters Web of Science [1]. Также опубликованы 7 обзоров, 10 перспектив, 5 комментариев, 2 редакционные статьи, 15 глав книг, 4 энциклопедии и главы справочника, 4 комплекта компьютерного программного обеспечения, 224 международных тезиса о воздержании / симпозиумах и изобретатель / соавтор 40 патентов США. На основании "Цитирования ученых Тин-Чао Чоу-Google" общее количество цитирований г-на Чоу составляет 26 292 с индексом Хирша 68 и i10-index из 253.

Теория, алгоритм и определение

Уравнение медианного эффекта

В уравнение медианного эффекта (MEE) закон массового действия был поставлен Чоу в 1974 году путем вывода более 300 скоростных уравнений динамики ферментов с последующими математическими индукциями и дедукциями. Соотношение затронутой фракции (fa) и незатронутой фракции (fu) равно дозе (D) и доза среднего эффекта (Дм) до mth мощность, где Dm означает эффективность, а m означает сигмодичность (форму) кривой доза-эффект. [2] Это уравнение медианного эффекта, т.е. где fa + fu = 1, является унифицированной формой для уравнения Михаэлиса-Ментен для насыщения ферментного субстрата, уравнения Хилла для занятости лиганда высокого порядка, уравнения Хендерсона-Хассельбаха для ионизации pH и уравнения Скэтчарда для связывания рецептора. Таким образом, наполовину затронутый (Dm) эквивалентен наполовину насыщенному (Km), наполовину занятому (K), наполовину ионизированному (pK) и наполовину связанному и наполовину свободному (Kd). MEE - это простейшая возможная форма для всех вышеперечисленных уравнений биохимии и биофизики. «Медиана» - это общее звено для взаимодействий одного и нескольких лигандов и универсальная точка отсчета для динамики первого и более высокого порядка. [3]

График медианного эффекта

Также Чжоу в 1976 году представил график медианного эффекта, который представляет собой график зависимости log (D) от log [(fa) / (1-fa)] или log [(fa) / (fu)], который дает прямую линию с наклон (м) и точка пересечения по оси x log (Dm), где Dm равно антилогарифму точки пересечения по оси x. Эта уникальная теория верна для всех кривых доза-эффект, которые соответствуют физико-химическому принципу закона действия массы, для всех сущностей, независимо от динамики первого или более высокого порядка, а также независимо от единицы или механизма действия []. 3] MEE выводится путем системного анализа с использованием кинетики ферментов и математических индукций и выводов, в которых сотни индивидуальных уравнений, специфичных для каждого механизма, сводятся к одному общему уравнению. [3] И левая, и правая части MEE являются безразмерными величинами. После определения m и Dm определяется полная кривая доза-эффект. Поскольку график медианы эффекта дает прямые линии, теоретический минимум только из двух точек данных позволяет построить полную кривую доза-эффект, когда эффект точно определен. Это фундаментальное открытие противоречит общепринятому мнению о том, что две точки данных не могут нарисовать определенную кривую действия. Основное значение MEE заключается в том, что «доза» и «эффект» или «масса» и «функция» взаимозаменяемы. «Масса» против «Энергии» была определена E = MC.2 для субатомного деления и синтеза; Теперь "Масса" против "Действие" определяется MEE для супрамолекулярной динамики.

Теорема об индексе комбинации

Концепция комбинированного индекса (CI) была введена Чжоу Т.С. и Талалай П. в 1983-84 гг. [3] Полученное уравнение индекса комбинации для двух препаратов:

Где (Dx)1 для (D)1 «Один», который подавляет систему x%, и (Dx)2 для (D)2 «Один», который подавляет систему x%, тогда как в числителе (D)1 + (D)2, «В комбинации» также ингибируют x%. Обратите внимание, что знаменатели двух последних членов являются выражением MEE. Значение CI количественно определяет синергизм (CI <1), аддитивный эффект (CI = 1) и антагонизм (CI> 1). [3,4]

График индекса комбинации

На основе вышеупомянутых алгоритмов MEE и CI график значений CI на разных уровнях эффекта (fa) может быть определен с помощью компьютерного моделирования (например, программное обеспечение CompuSyn или CalcuSyn, www. Combosyn.com, бесплатная загрузка). Вводя в компьютер серию «доза (D) и эффект (fa)» для каждого лекарства отдельно и их комбинаций, программа автоматически моделирует значения CI на различных уровнях fa в секундах на основе алгоритма CI. Этот сюжет также называют сюжетом Fa-CI или сюжетом Chou-Talalay. [3] В зависимости от плана эксперимента комбинированные смеси могут быть с постоянным соотношением или с непостоянным соотношением. Уравнения КИ для трех или более комбинаций лекарственных средств также были выведены [3] и могут быть подвергнуты компьютерному моделированию. [4]

Теорема CI разработана для лекарств (или эффекторов) независимо от механизма действия и независимо от динамических порядков и / или единиц каждого лекарства в комбинации [3]. Этот метод применялся в комбинации противораковых препаратов, средств против ВИЧ, лекарственного излучения и традиционных китайских лекарственных трав. [4] 16 марта 2016 г. на глобальном веб-сайте издателя Elservier был опубликован пресс-релиз, в котором говорилось: «Бумага Chou & Talalay 1984 года делает историю»

Изоболограммы

Идея изоболограммы, т. Е. Равноэффективной кривой при различных концентрациях или дозах двух препаратов, существует уже столетие. Однако только до 1984 г. формальный вывод его уравнения в общем виде был введен Чжоу и Талалаем. Уравнение изоболы - это просто частный случай уравнения КИ. [3] Таким образом, автоматизированное компьютеризированное построение классической изоболограммы (при комбинациях с постоянным соотношением) или нормализованной изоболограммы (при комбинации с непостоянным соотношением) может быть выполнено за секунды с использованием программного обеспечения CompuSyn [4]. Кроме того, теперь в метод изоболов можно вносить поправки для трех и более комбинаций препаратов. И график Fa-CI, и изоболограмма дают идентичный вывод о синергизме или антагонизме. График Fa-CI ориентирован на эффект, тогда как изобол ориентирован на дозу. Обе графики можно считать двумя сторонами одной медали. Однако график Fa-CI визуально более удобен в использовании, чем изоболограмма, поскольку можно избежать чрезмерного скопления точек данных в изоболограмме при различных уровнях эффекта.

Индекс снижения дозы (DRI)

DRI - это показатель того, во сколько раз доза каждого препарата в синергетической комбинации может быть уменьшена при заданном уровне эффекта по сравнению с дозами каждого препарата по отдельности. [3] Перевернутые члены в уравнении CI - это DRI для соответствующих отдельных препаратов в комбинации. Пониженная доза, которая снизит токсичность при повышенном эффекте, приведет к благоприятным клиническим последствиям. Алгоритм и компьютерное моделирование графика DRI на разных уровнях воздействия (т.е. график Fa-DRI или график Чоу-Мартина) были доступны с использованием программного обеспечения CompuSyn. [4] DRI = 1 указывает на отсутствие снижения дозы, тогда как DRI> 1 и <1 указывает на благоприятное и неблагоприятное снижение дозы соответственно.

Полигонограмма

Используя преимущество легкого определения КИ, T.C. ввел новое простое графическое представление трех или более комбинаций лекарств. Чоу и Дж. Чоу в 1998 г. [3] Этот метод позволяет визуально проверять комбинации лекарств от двух до n в одной круговой рамке, что можно использовать для создания правдоподобного полуколичественного прогноза того, что произойдет при большем количестве комбинаций лекарств, формируя небольшое количество комбинаций лекарств. Используя жирные красные сплошные линии, представляющие сильный синергизм, и жирные синие пунктирные линии, представляющие сильный антагонизм, и более тонкие сплошные или пунктирные линии для более слабых взаимодействий, можно установить систему оценок. Легко получить общую перспективу для планирования коктейля из нескольких комбинаций лекарств. Полигонограммы пяти противоопухолевых препаратов с различным механизмом действия были представлены на обложке майского выпуска журнала «Интегративная биология» за 2011 год [3], опубликованного Королевским химическим обществом, Кембридж, Великобритания (см. Внешнюю ссылку).

Приложения теории

С помощью уравнения медианного эффекта в качестве единой теории закона действия массы и его теоремы о комбинированном индексе для множественных эффекторных взаимодействий эти алгоритмы могут применяться практически ко всем аспектам количественной биологии и медицинских наук, как показано в более чем 754 различных биомедицинских исследованиях. журналы. [1] Традиционный подход анализа доза-эффект в прошлые столетия использовал многочисленные точки данных для построения эмпирической кривой доза-эффект, чтобы наилучшим образом соответствовать имеющимся данным с помощью регрессии наименьших квадратов или других статистических средств. Этот старый подход основан на предположении, что отношения дозы и эффекта являются случайными событиями. Напротив, теория MEE заключается в использовании небольшого числа (обычно 3-7) точек данных, чтобы соответствовать закону действия массы, чтобы получить его параметры (т.е. m, Dm и r), и выровнять все кривые доза-эффект с помощью автоматизированный график медианного эффекта. Это привело к «теории минимум двух точек данных» для простого определения кривой доза-эффект с параметрами m и Dm.

Эконо-зеленые биологические исследования

Теория двух точек данных

Открытие того, что все кривые доза-эффект, основанные на законе массы-действия, могут быть преобразованы в прямые линии с графиком медианного эффекта, приводит к теории, согласно которой теоретический минимум из двух точек данных требуется для определения всей кривой доза-эффект. В сочетании с принципом медианного эффекта закона действия массы, упомянутые «две точки данных» фактически имеют третью точку данных при нулевой дозе. Кроме того, средняя доза эффекта (Dm) является четвертой точкой, которая служит универсальной точкой отсчета и общей связью для всех динамических порядков. T.C. Чжоу не собирался использовать только две точки данных для экспериментов из-за того, что это требует высокоточных измерений и низкой изменчивости для высоких значений r. [3] Однако эта теория действия массы ведет к зеленой революции в биомедицинских исследованиях [4], а также к эффективной и действенной разработке лекарств [5], как это было продемонстрировано в лаборатории Чжоу и в других местах.

Компьютерное программное обеспечение и утилиты

Основное применение комбинаций лекарственных средств - против самых ужасных заболеваний, таких как рак и СПИД, как указано в показателях цитирования [1]. Широкое применение включает комбинацию лекарственного средства и излучения, комбинацию инсектицидов и комбинации различных модальностей эффекторов в различных комбинациях. графики и режимы. Для отдельного объекта или лекарства он рассчитывает параметры закона действия массы, такие как значения Dm (IC50, ED50, LD50, ICx, EDx и LDx и т. Д.), Значения m (форма кривых доза-эффект и динамические порядки) с компьютеризированной автоматизацией. . [6]

Другие применения включают: (i) оценку риска малых доз канцерогенов, токсичных веществ и радиации, по отдельности или в комбинации для защиты окружающей среды; ii) использование инсектицидов в сельском хозяйстве и взаимодействие факторов окружающей среды; (iii) Топологический анализ сайта связывания рецептора на исключительность и конкурентоспособность; (iv) Расчет Ki по IC50; (v) сохранение лабораторных животных в исследованиях; и (vi) эффективный дизайн клинических испытаний комбинации лекарственных средств с участием небольшого числа пациентов, что сокращает время и затраты [3,6].

Патенты

Патенты США: Сотрудничество фармакологов с химиками-органиками и применение принципа закона о массовых действиях привело к получению 40 патентов США, один из которых принадлежит изобретателю-одиночке. Это достигается при небольшом количестве персонала и ограниченной финансовой поддержке. Некоторые изобретенные соединения прошли клинические испытания на онкологических больных [3-5].

Международные патенты

Некоторые патенты с многообещающей полезностью отбираются для международных патентных заявок. [1,5] К ним относятся синтетические микротрубочки, нацеленные на эпотилоновые соединения против солидных опухолей и лейкозов, такие как флуделон и изо-оксазол-флуделон; Иммунодепрессанты для трансплантации органов, такие как ардеемины и нингалины; и синтетические цито-защитные панакситриолы (на основе китайского / корейского женьшеня) для снижения токсичности, вызванной химиотерапией, такой как потеря веса тела, периферическая невропатия, алопеция и смерть, а также уменьшения токсичности, вызванной радиацией. [3,5]

Иллюстрация античной философии

Алгоритмы уравнения медианного эффекта и теоремы о комбинированном индексе физико-химического принципа закона действия массы и их компьютерное моделирование предлагают новую интерпретацию / иллюстрацию древнекитайской философии. [6] Это открытие соответствия и взаимодополняемости было представлено или опубликовано на следующих крупных национальных или международных философских конгрессах, конференциях, форумах или симпозиумах: (i) Восточное ежегодное собрание Американской философской ассоциации, Балтимор, Мэриленд, 28 декабря 2007 года; (ii) Всемирный философский конгресс, Сеул, Корея, 3 августа 2008 г .; (iii) Школа естественных наук и факультет философии Пекинского университета, Пекин, Китай, 24.10.2008; (iv) 16-я Международная конференция по китайской философии, спонсируемая Международным обществом китайской философии, Тайбэй, Тайвань, 8-15 августа 2009 г .; (v) 13-й Всемирный конгресс Ицзин, Уси, Китай, 14.06.2010; (vi) 7-й Международный форум по развитию традиционной китайской медицины, Тяньцзинь, Китай, 21–23 сентября 2011 г .; (vii) Bio-IT World Europe Bio Informatics 2011, Ганновер, Германия, 10/13/13/2011.

• Конфуцианская доктрина среднего (i-iii, vii): медиана - универсальное звено

• Гармония и даосизм (v, vi, vii): Гармония - это чистая неконкурентоспособность.

• Уцзи эр Тайцзи и Ву-Синь (i, ii, v, vi): динамика материалов и равновесие

• Фу Си Ба Гуа (ii, iii, v): сущность, время, пространство, вектор, порядок и динамика.

Публикации

1. Web of Science, Google Scholar, ResearchGate и все публикации

2. Список тем

3. Единая теория

  • Чжоу, ТС; Талалай, П. (1984). «Количественный анализ зависимости доза-эффект: комбинированные эффекты нескольких лекарств или ингибиторов ферментов». Adv. Энзим Регул. 22: 27–55. Дои:10.1016/0065-2571(84)90007-4. PMID  6382953. (Цитировано 5133 раза в 754 биомедицинских журналах по состоянию на 05.05.2017)
  • http://pharmrev.aspetjournals.org/cgi/reprint/58/3/621 [61-страничная статья о фармакологических обзорах для уравнения среднего эффекта и теоремы о комбинированном индексе] (цитировано 2036 раз в 505 биомедицинских журналах в период с 2007 по 5 мая 2017 года)
  • http://www.cell.com/trends/pharmacological-sciences/abstract/0165-6147(83)90490-X [Новый взгляд на очень старую проблему] (цитировано 452 раза)
  • http://cancerres.aacrjournals.org/content/70/2/440.full [Perspective Article, 2010] (цитировано 1360 раз в 321 журнале)
  • Чжоу, Тин-Чао (1972). «Комбинаторный анализ нескольких субстратов - ферментативных реакций нескольких продуктов». Журнал теоретической биологии. 35 (2): 285–297, 1976. Дои:10.1016/0022-5193(72)90040-9. PMID  5039295. (Цитировано 310 раз)
  • http://www.jbc.org/content/252/18/6438.full.pdf [Теоретическое развитие] (цитируется 230 раз) (Chou-Talalay Theory, 1977).

4. Эконо-зеленые биологические исследования и компьютерное программное обеспечение

5. 40 патентов США.

6. Философия

внешняя ссылка