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分子生物學與中醫(yī)藥【摘要】近年來世界掀起了分子生物學研究熱,各個領(lǐng)域都試圖借由分子生物學技術(shù)在自身領(lǐng)域能有進一步的發(fā)展,中醫(yī)藥也不例外。本文概述了中醫(yī)的整體觀與分子生物學的相似之處,介紹了分子生物學技術(shù)在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用以及發(fā)展?!娟P(guān)鍵詞】分子生物學;中醫(yī)藥;分子生物學技術(shù);現(xiàn)代中醫(yī)藥應(yīng)用中醫(yī)藥學在幾千年的歷史長河中,為中華民族的繁衍生息,為人民群眾的生命健康作出了不可磨滅的貢獻。中醫(yī)藥學以其辯證的整體觀、構(gòu)成論的研究方法、辨證論治的治療模式以及屬于天然植物藥的中藥所特有的低毒性、確切療效、無耐藥性并具整體調(diào)節(jié)和雙向調(diào)節(jié)效應(yīng)等方面的優(yōu)勢,在國際上引起了持續(xù)升溫的中醫(yī)熱。但中醫(yī)藥要真正走上國際的舞臺,除了要不斷完善自身所擁有的優(yōu)勢之外,更要在中醫(yī)的診斷方面規(guī)范化,并在微觀辯證研究方面取得更大的突破。分子生物學作為一門新興學科,因其既反映了細胞的微觀分子結(jié)構(gòu),研究了生命物質(zhì)基礎(chǔ),又反映了人的整體水平的功能規(guī)律,而成為當前生命科學中最重要和最具活力的學科。自人類基因組計劃的提出到完成,分子生物學以空前的力度正在改變?nèi)藗兊募膊∮^、健康觀、生命觀。伴隨著這一研究熱點的興起和深入,各相關(guān)學科都以此為契機尋求進一步的拓展。作為正在探索研究現(xiàn)代化的中醫(yī)學,也積極利用了這一成果,以求進一步的發(fā)展。一、中醫(yī)學的整體觀與分子生物學中醫(yī)整體觀是中醫(yī)學最具特色的理論之一,認為構(gòu)成人體的各個組成部分之間在結(jié)構(gòu)和功能上相互協(xié)調(diào),相互為用,在病理上相互影響,同時認識到人體與外部環(huán)境相反成性。 而自本世紀五十年代建立起來的分子生物學,從分子水平辯證地研究整體的功能和聯(lián)系,即應(yīng)用還原方法對生命進行研究,從細胞超微結(jié)構(gòu)及分子水平闡明生命的物質(zhì)基礎(chǔ),再經(jīng)綜合分析過程,利用現(xiàn)代系統(tǒng)論、控制論、信息論和協(xié)調(diào)論等學說,把“孤立”的物質(zhì)與組成整體的所有器官聯(lián)系在一起,把局部的作用和整體的功能聯(lián)系在一起,把局部的病變和整體的健康狀況聯(lián)系在一起,把人體與自然界聯(lián)系在一起1,這種建立在大量實驗基礎(chǔ)上的辯證的整體觀不僅與中醫(yī)的整體觀有相似之處。引入分子生物學方法研究中醫(yī),既不會脫離中醫(yī)的整體觀,又能使中醫(yī)從客觀化、定量化上與綜合演繹的方法聯(lián)系在一起,填補中醫(yī)缺乏微觀還原分析的空白,使中醫(yī)的抽象思維建立在深刻的實驗科學研究的基礎(chǔ)上;同時,分子生物學的辯證的整體觀、系統(tǒng)論等方法論,有利于中醫(yī)從樸素的方法論盡快地轉(zhuǎn)到現(xiàn)代辯證的方法論上來。二、分子生物技術(shù)在現(xiàn)代中醫(yī)藥發(fā)展中的應(yīng)用隨著國家中醫(yī)藥現(xiàn)代化戰(zhàn)略的實施,運用現(xiàn)代科技技術(shù)對重要的作用機理、質(zhì)量控制和量效關(guān)系進行研究受到了廣泛重視。近年來,分子生物學技術(shù)在中藥質(zhì)量評價領(lǐng)域的應(yīng)用逐步擴大,方法也日趨完善,在中藥的分子鑒定、中藥質(zhì)量控制、作用機理研究、新藥研發(fā)等方面均展示出很好的應(yīng)用前景。2.1 在中藥有效成分的提取方面的應(yīng)用中草藥有效成分的提取和鑒定是中藥研究的重要工作之一。一種中藥材要經(jīng)過一系列繁瑣而艱辛的分離提取過程,鑒定測定后才得知其所含的有效成分及含量,然而有效成分往往是微量的,如長春花堿等。如何獲得更多的有效成分一直是中草藥研究的一個奮斗目標。生物技術(shù)的快速發(fā)展為這一研究提供了新方法、新思路,如轉(zhuǎn)基因器官培養(yǎng)技術(shù)等。2.2 在中藥作用機制方面的應(yīng)用2.2.1 核酸分子雜交技術(shù)核酸分子雜交技術(shù)是分子生物學的基本技術(shù)之一,在中藥作用機理研究中較早常用的有印跡雜交、點雜交和原位雜交2。廖柏松等3采用Northern blot 對用中藥二仙湯灌胃18月齡雌性大鼠下丘腦內(nèi)阿片肽的基因表達水平進行研究,結(jié)果顯示,二仙湯組-啡肽前體阿黑皮素原和腦啡肽原的mRNA水平明顯升高,達到未衰老前水平。2.2.2 PCR技術(shù)PCR是美國科學家Mullis于1983年發(fā)明的一種體外快速擴增特定基因或DNA序列的方法,是目前中藥機理研究中最常用的分子生物學技術(shù)。魏小龍4利用PCR衍生技術(shù)即RT-PCR和mRNA差異顯示技術(shù)對小鼠進行研究,結(jié)果提示,小老鼠的中樞學習記憶過程中與海馬多種基因表達存在密切關(guān)系。2.2.3 電泳技術(shù)淫羊藿甙(ICA)是從淫羊藿中提取的中藥單體,李貴新等5從形態(tài)學、DNA電泳以及抑制基因blc-2和c-myc表達等方面深入研究發(fā)現(xiàn),ICA在體外誘導HL-60細胞凋亡呈典型的細胞凋亡形態(tài)學和生化特征,并且有時間和劑量的依賴性,S1期細胞減少和CO/C期增多。2.3 在中藥鑒定方面的應(yīng)用近年來分子生物技術(shù)與植物學、動物學研究的結(jié)合,是中藥品種研究進入了一個新的高度。中藥材(不含礦物藥)所依賴的生物資源的多樣性是基于其基因的多態(tài)性結(jié)果,而基因的多態(tài)性可自分子水平上檢測,它是比在形態(tài)、組織、化學水平上的檢測更能代表其變異類型的遺傳標記。2.3.1鑒定近緣中藥品種 日本的山崎等6研究了甘草屬 4種藥用植物光果甘草、甘草、刺甘草和刺果甘草的 DNA指紋圖,發(fā)現(xiàn)富含甘草甜素的品種光果甘草和甘草之間遺傳關(guān)系非常相近,這兩者與不含甘草甜素或含量極低的刺甘草和刺果甘草的遺傳關(guān)系則較遠,與傳統(tǒng)植物分類研究結(jié)果吻合。DNA分子標記技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于如對木藍屬7、鐵線蓮屬8等屬的原植物或藥材的鑒別。2.3.2 鑒定動物類中藥品種DNA分子標記技術(shù)不僅能對有形的動物藥整體,而且可以對破碎部分器官組織進行準確的鑒定,王義權(quán)等9將 RAPD標記技術(shù)用于蛇類動物的分類學研究和鑒定,結(jié)果表明 RAPD標記技術(shù)不僅能夠用于蛇類動物種間系統(tǒng)演化、種內(nèi)個體間遺傳多樣性,并且可以用于蛇類藥材的鑒定。2.3.3 鑒定藥材道地性道地藥材與非道地藥材物種來源一致或十分相近,在形態(tài)、生藥性狀及化學成分等特征上具有高度相似性,因而道地藥材的鑒別往往不容易,近年來,研究人員從 DNA分子水平上來研究中藥材道地性取得了許多進展。如利用 RAPD技術(shù)研究了冬蟲夏草的不同地理群體間的遺傳分化現(xiàn)象,結(jié)果表明:來自同一地方的樣品遺傳差異甚微,同一區(qū)域不同地方的樣品間遺傳差異較大,不同區(qū)域的樣品間遺傳差異最大,這為冬蟲夏草的藥材道地性研究提供了分子水平的支持依據(jù)。2.3.4 鑒定野生與家種(養(yǎng))藥材栽培品和野生品都來自同一個物種,植物形態(tài)、藥材性狀、化學成分、生物活性等往往無明顯差異。DNA分子遺傳標記技術(shù)因不受藥材的生境條件等因素的影響,在野生藥材與其栽培品的比較研究方面具有良好的應(yīng)用前景,如野山參與園參的DNA分子標識鑒別、栽培姜黃與野生姜黃的鑒別、野生天麻與栽培天麻等。三、分子生物學在中醫(yī)藥方面的發(fā)展與展望3.1促進中藥毒理學研究 中藥的安全性問題一直是近幾年來國內(nèi)外普遍關(guān)注的問題。如何準確、快速、高效地評價中藥復(fù)方及其組成藥物是否有毒?如何確定有毒中藥、中藥的有毒成分、中藥的有毒總部位?基因表達譜檢測技術(shù)在中藥領(lǐng)域的應(yīng)用為我們提供了有利的手段??梢杂没虮磉_譜分析研究某種中藥或其提取物作用于細胞后基因表達mRNA 的變化, 如發(fā)現(xiàn)一些重要的功能基因表達有明顯改變, 則提示此物質(zhì)在研究劑量下有一定毒性。有關(guān)毒理學方面基因芯片已有不少報道, 一種名為TOXCH IP 的裝置, 其實質(zhì)是通過檢測化合物作用于細胞后基因改變研究其毒性。3.2 基因芯片鑒別中藥 基因芯片技術(shù)是指采用原位合成或顯微打印手段, 將數(shù)以萬計的DNA 探針固化于支持物表面上, 產(chǎn)生二維DNA 探針陣列, 然后與標記樣本雜交, 通過檢測雜交信號來實現(xiàn)對生物樣品的快速、并行、高效地檢測或醫(yī)學檢測。基因芯片鑒別中藥材這一技術(shù)的前提是獲取不同的中藥樣本的特異性基因序列, 即基因分型, 現(xiàn)在常用的基因分型方法有直接測序熒光能量轉(zhuǎn)移探測, 動力 PCR 及熒光偏振等 ; 研究者找出某種中藥品種的特定基因或DNA 序列后, 將這些特定序列作為探針固定于玻片上制成基因芯。當一個來自植物或動物的中藥樣本中含有與之互補的特定基因片段時, 基因芯片可將其測試出來 由單片芯片就可用于多種中藥樣品鑒別 。不同中藥樣品特異性基因序列可理解為廣義的中藥指紋圖譜四、結(jié)語分子生物學的理論和技術(shù)已滲透到現(xiàn)代醫(yī)學和中國傳統(tǒng)醫(yī)藥學的許多領(lǐng)域 ,使得中藥的發(fā)展有了更廣闊的前景,使得傳統(tǒng)的研究方法和診治手段有了質(zhì)的更新 ,經(jīng)典科學概念得以延伸和升華 , 更深層次更本質(zhì)地認識生命現(xiàn)象內(nèi)在的基本規(guī)律。日新月異的分子生物學理論和技術(shù)的發(fā)展將推動中藥的鑒定、生產(chǎn)、機理研究和新藥開發(fā)各個方面的理論和技術(shù)更加完善和科學, 使中藥為世界所接受成為可能。我們可以預(yù)見現(xiàn)代分子生物學技術(shù)與傳統(tǒng)中藥的完美結(jié)合將給中藥帶來一次發(fā)展的契機。參考文獻1汪建.試論中醫(yī).西醫(yī)與分子生物學的方法論及三者的辨證關(guān)系.醫(yī)學與哲學,1984,(12):142 范秀娟,郭姣,楊國柱,等.分子生物學技術(shù)在中藥作用機理研究中的應(yīng)用 J.廣東藥學院學報,2007,23(5):592-5953 廖柏松,胡燕,鞠躬,等.二仙湯對18月齡雌性大鼠下丘腦EOP含量及其mRNA水平作用的實驗研究J.山東中醫(yī)學院學報,1996,20(6):399-4014 魏小龍.海馬學習記憶功能有關(guān)基因及六味地黃湯益智作用于基因表達關(guān)系的研究J.生理學進展,2000,31(3):227-2305 李貴新,張玲,王蕓,等.淫羊藿甙誘導白血病細胞凋亡及其對癌基因表達的影響J.中華血液雜志,2002,23(6):322-3
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