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丹参 一种中药研究的模式生物.pdf

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丹参 一种中药研究的模式生物.pdf

学术探讨丹参一种中药研究的模式生物王庆浩1,陈爱华2,张伯礼21天津中医药大学第二附属医院,天津300150;2天津中医药大学,天津300193摘要丹参是一种广泛分布的唇形科植物,具有极高的药用和经济价值。丹参染色体少、基因组小、生育期短、生长条件简单、常异花授粉、二倍体或四倍体,是中药类和唇形科植物理想的模式植物。本文根据丹参的植物学特性、细胞生物学和细胞遗传学特性,提出了丹参是合适的中药模式生物的观点,并设计了研究框架,预测了应用前景。关键词丹参;模式生物;模式中药;基因组中图分类号R2827文献标识码A文章编号10022392200904000103收稿日期20090309修回日期20090604基金项目国家自然科学基金NO130672613;中国博士后科学基金NO120060390664作者简介王庆浩1965,男,博士,副主任医师,主要从事中医药分子生物学研究。3通讯作者张伯礼,男,教授,博士生导师。TEL02223051183;EMAILPRESIDENT03TJUTCM1EDU1CN模式生物是将某一生物作为模式进行深入研究来探索生物现象的规律机制,其发现可以为其他生物的研究提供借鉴、参照和样板1。据统计,NATURE、SCIENCE和CELL等重要杂志的论文中,80以上有关生命过程和机理的研究都是通过模式生物进行的2。常见模式生物有酵母、线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠和拟南芥。由于这些模式生物所代表的生物种类有限,因此,随着人类基因组计划的不断深入,越来越多的生物加入到模式生物中来。国际植物基因组计划已经将玉米、大豆、小麦、大麦、高粱、水稻、棉花、西红柿和松树等作为模式生物3。中药达一万多种,其中80以上是植物药。模式生物是生命科学研究的核心方法,是推动生命科学及医学进步的巨大动力。模式生物对中药的研究是一个强大的系统工具,但中医还没有自己的模式生物,选择一种合适的中药作为模式进行深入研究十分必要。1丹参的植物学特性3,4丹参RADIXSALVIAEMILTIORRHIZABGE为唇形科鼠尾草属多年生草本植物。根细长,圆柱形,以根入药,因其根形似人参,皮红如丹,故名丹参。茎四棱形,直立,高30~80厘米,有长柔毛。叶对生,常为单数羽状复叶,轮伞花序6花或多花,花淡紫或白色,唇形,小坚果灰黑色,椭圆形。花期4~6月,果期7~8月。丹参以分根、芦头繁殖为主,种子播种和扦插繁殖为辅,春栽秋栽均可。山坡,林下草丛或溪谷旁均可生长。分布于河北、山西、陕西、山东、河南、江苏、浙江、安徽、江西及湖南等省。2丹参的生物学及细胞遗传学特性57丹参的生物学特性研究结果显示丹参的自然杂交结实率为7514,自交结实率为46116,表明丹参为常异花授粉植物。细胞遗传学研究结果显示不同产地的丹参染色体数目均为2N16,染色体基数为8;染色体形态均较小,属于微小型和小型染色体。山东泰山丹参和四川中江丹参的体细胞内存在天然四倍体细胞。3丹参的药用价值8,9丹参味苦,性微寒,归心、肝经,具有祛瘀止痛、活血通经、清心除烦作用,常用于月经不调、经闭痛经、症瘕积聚、胸腹刺痛、热痹疼痛、疮疡肿痛、心烦不眠。现代研究显示丹参含二萜醌类色素,丹参酮Ⅰ、ⅡA、ⅡB,隐丹参酮,异丹参酮Ⅰ、Ⅱ,异隐丹参酮,丹参新酮,丹参酸甲酯,羟基丹参酮ⅡA,二氢丹参酮Ⅰ,丹参新醌甲、乙、丙,次甲丹参醌,原儿茶醛、Β谷甾醇和丹参素等多种活性成分;丹参具有改善血液流变性、改善血流动力学、改善徽循环、抗心肌缺血、抗脑缺血损伤、抗菌抗炎、抗肝损伤、抗肿瘤等多种药理作用,被广泛应用于心绞痛、高脂血症、缺血性中风、肝炎等疾病的治疗。4丹参的经济价值10丹参药用量巨大,在四十种常用大宗中药中其用12009年第37卷第4期VOL137,NO14,2009中医药学报ACTACHINESEMEDICINEANDPHARMACOLOGY量排第一。据报道2005年丹参价格每公斤8元,2006年突破10元,2007年主次产区产量加在一起总产量达到23000~24000吨,总价值达0123亿元以上。丹参制成中成药后,其价值更大,天士力集团的复方丹参滴丸连续多年销售额超过10亿元。5丹参作为模式生物的特点与现有的模式生物相比,丹参作为模式生物具有以下特点。511丹参是唇形科的典型代表,该科还没有相应的模式生物。唇形科属世界性分布,约220属6000余种,我国有99属808种,全国均产。作为药用植物的有丹参、黄芩、荆芥、藿香、薄荷、紫苏、香薷、夏枯草、筋骨草、广霍香等;丹参的生理特征能够代表唇形科植物类群,其药用特性能够代表药用植物类群。丹参作为唇形科的模式植物,可以取得唇形科基因组,尤其是此类中药基因组所需要的共同数据。512每代时间短3月种植,5月开花,6月份种子陆续成熟。513种植方便春秋均可栽培;分根、芦头、种子和扦插均可繁殖。514生命力强用普通花盆和普通培养基就可进行人工种植与培养。515容易获得一年四季都可得到;分布广,几乎全国各地都有。516染色体少只有8对染色体N8,基因组小,容易进行分子生物学实验操作,特别是遗传学分析。517丹参自花异花均可受粉,转基因研究相对容易。6植物模式生物的应该具备的条件611具备研究内容的代表性或典型性;612便于获得,易于在实验室内繁殖;613便于研究,容易进行实验操作,特别是遗传学分析;丹参能够完全满足上述植物模式生物的条件。7研究框架711丹参基因组测序丹参有8个染色单体,全部测序费用太高,但随着基因测序的成本不断下降这个目标将完全可以实现。中科院在水稻的研究中,从水稻的12个染色体中首先选择第4号染色体进行测序。这种做法可以借鉴,目前可以先选择丹参中与药物活性成分合成代谢等相关的1个染色体进行测序。712丹参功能基因研究着重研究影响丹参药物活性成分合成、代谢、产量、质量相关的基因,同时可以研究如下的基因。①丹参的生长发育相关的关键基因;②丹参有效成分积累相关的关键基因;③丹参特征性基因的分离、克隆和功能研究;④丹参抗性基因的分离及功能研究。713相关技术开发为了保证丹参基因组研究的迅速发展,需要不断地进行相关技术的开发。决定丹参药物活性成分合成代谢基因的筛选分析技术、影响丹参药物活性成分合成代谢相关酶的筛选分析技术、丹参药物活性成分合成代谢相关分子标记技术、特定条件下基因表达相互影响的筛选分析技术等,这些技术可以为所有中药研究提供模式和平台。714数据库的建立丹参模式中药研究将产生的大量图谱和数据,建立丹参基因组研究数据库,与其他基因组的数据相整合,是本研究的一项内容。715教育与推广丹参模式生物研究的目的是促进中药研究的快速发展,为保证本研究的信息和技术向其他中药研究的迅速推广,短期的教育培训和专题讨论会等活动是本研究的一部分内容。8应用前景与意义模式中药的研究可以为中药研究提供理想的实验系统,可以作为其他中药研究的参照和样板,具有如下作用①可以发现了一系列的丹参活性成分合成代谢相关基因;②可以发现了一系列的丹参活性成分合成代谢相关分子标记;③可以对许多重要的丹参性状基因进行定位、作图与标记;④可以发现唇形科植物基因的保守序列,以及与其他植物基因的同源序列;⑤可以研究出克隆基因的新方法,克隆出了一批中药新基因。上述这些应用为中药种质资源的深入研究,以及中药基因的鉴定与发掘可以产生了巨大的推动作用。模式生物还可以借助生物信息学技术促进中药的深入研究。中药模式生物是中药现代化的关键部分,其着眼点是从现代基因组学的高度,根据基因组学的原理和方法,结合生物信息学手段,探讨中药基因组的结构、功能及其进化规律和机制,从染色体和基因组水平上阐明中药活性成分的合成代谢规律,寻找中药活性成分的功能基因,发现和克隆中药次生代谢物的关键酶基因,利用基因工程在实验室生产中药的有效成分,利用分子育种来改良和培育新的中药品种,保护中药的种质资源和基因资源。中药模式生物计划的实施,将开辟一个新的研究2中医药学报ACTACHINESEMEDICINEANDPHARMACOLOGY2009年第37卷第4期VOL137,NO14,2009领域,对于加速中药现代化进程具有重要意义,把握这次历史性机遇,将极大提高中医界开发和利用中药资源的能力。通过研究中药模式生物能够增强中药基因组学研究实力、对提高中药研究自主创新能力具有重大的战略性科学意义。参考文献1STANLEYFIELDS,MARKJOHNSTONWHITHERMODELORGANISMRESEARCHJSCI2ENCE,2005,3071885188612朱作言模式生物研究J生命科学,2006,18533中国科学院中国植物志编辑委员会中国植物志第66卷M北京科学出版社,19771451464中国医学科学院药物研究所中药志M北京人民卫生出版社,19823393425刘文婷,梁宗锁,蒋传中,等丹参生殖生物学特性研究J现代中药研究与实践,2004,18517206赵红霞,张利,凡星,等丹参、黄花鼠尾和雪山鼠尾染色体数目的研究J中国中药杂志,2006,3122184718497张晓媛,王彩红利用根尖染色体鉴别药用植物丹参、甘西鼠尾的种子J安徽农业科学,2008,3621915591568ZHOUL,ZUOZ,CHOWMS1DANSHENANOVERVIEWOFITSCHEMISTRY,PHARMA2COLOGY,PHARMACOKINETICS,ANDCLINICALUSEJ1JCLINPHARMACOL,2005DEC,4512134513599温筱丹参的药理作用及临床应用J中医药信息,2007,244545510刘瑞霞,毛培培,赵云云植物耐盐研究的模式生物J生物学通报,2008,43169中医文化它的思想、理论和技术常存库黑龙江中医药大学,黑龙江哈尔滨150040摘要本文对中医学文化进行了思想、理论和技术成分的分析,认为中医学的医学思想提出了可贵的方向和理想的医学模式,但是也具有多方面的局限,影响了中医学的历史发展。而中医学的理论存在诸多不完备环节,而且难以物化为实用技术。而中医学的操作技术具有极其可贵的经验内涵,但是缺少科学依据,所以难以规范化和标准化。中医学最重要的是要致力于客观化研究,在客观化实现之前,任何规范化和标准化都缺少依据,也必然不会成功。关键词中医文化;思想;理论;技术中图分类号R203文献标识码A文章编号10022392200904000306收稿日期20090109修回日期20090317作者简介常存库1955,男,教授、博士研究生导师。研究方向医学思想、理论与方法。“文化”一词如今已几近泛滥成灾,无处不说,无处不用。然而许多论作中对“文化”概念却没有明确的所指,更无法说清其内涵。“文化”已成为用得最乱的名词概念,任何东西都可以用“文化”的名义来兜售。确实,“文化”是最难定义的概念之一,据有关文献记载,对“文化”至今已有近500种定义,但是却没有一种能得到普遍公认。晚近以来,谈论中医的文章,似乎有意回避“科学”概念的分析,而加意用“文化”概念申述问题。其实文化是实在的东西,虽然难以准确定义,但是在应用时还是具有确切内涵的。“文化”概念并不能成为回避问题的工具,更不能由此就取消了存在的问题,尤其不是什么东西一标上“文化”的标签,就会立刻变为高雅而摆脱低级。虽然人类的一切创造物都可以用“文化”加以概括,广义的文化也确实是人类物质和精神产品的总和,但是“文化”还是可以给出界定说明的概念。有学者指出“从性质上说,文化现象是中性的概念,在它的含义中不包含价值判断,我们说一种文化时往往可以是进步的文化,也可以是反动的文化。”1科学属于文化,而文化却不等于科学。宗教迷信是反科学的东西,但是却是人类文化的重要内容。可见文化是包含多种成分的的范畴,在应用文化范畴时就不能不进行成分的分析。任何一门学术都会有其学术思想、学术理论和操作技术。怎么想、怎么说和怎么做又总是要联系在一起的。就此思路,我们应该对中医文化进行怎样的分析呢1中医学的思想观念系统中医学的思想观念系统就是隐藏在其理论表达和技术操作背后的意识体系,也就是在意识中支配其理论和技术方向及模式的思想内容。概括起来,中医学32009年第37卷第4期VOL137,NO14,2009中医药学报ACTACHINESEMEDICINEANDPHARMACOLOGYABSTRACTSFROMORIGINALARTICLESSALVIAEMILTIORRHIZAAMODELORGANISMFORCHINESETRADITIONALMEDI2CINEGENOMICSTUDIESWANGQINGHAO1,CHENAIHUA1,ZHANGBOLI2ABSTRACTOBJECTIVESALVIAEMILTIORRHIZA,ALABIATEPLANTANDWIDELYDISTRIBUTEDINCHINA,ISEXTREMELYHIGHFORMEDICINALPURPOSESANDTHEECONOMICVALUEBECAUSEOFITSLESSCHROMOSOMES,SMALLERGENOME,RAPIDLIFECYCLE,UNDEMAND2INGGROWTHREQUIREMENTS,OFTENCROSSPOLLINATION,DIPLOIDORTETRAPLOID,ITISANNEWPOTENTIALMODELPLANTSPECIESFORRESEARCHINTRADITIONALCHINESEMEDICINEANDTHELABIATEPLANTACCORDINGTOTHESALVIAMILTIORRHIZATHEBOTANYCHARAC2TERISTIC,THECYTOBIOLOGYANDTHECYTOGENETICSCHARACTERISTIC,THISARTICLEPROP2OSEDTHATTHESALVIAMILTIORRHIZAISANAPPROPRIATEPOTENTIALMODELORGANISM,ANDHASDESIGNEDTHERESEARCHFRAMEANDFORECASTTHEAPPLICATIONPROSPECTAUTHOR’SADDRESS1SECONDAFFILIATEDHOSPITALTOTIANJINUNIVERSITYOFCHI2NESEMEDICINE,TIANJIN300150,CHINA;2TIANJINUNIVERSITYOFCHINESEMEDI2CINE,TIANJIN300193,CHINAKEYWORDSSALVIAEMILTIORRHIZA;MODELORGANISM;MODELCHINESETRADITIONALMEDICINE;GENOMICSORIGINALARTICLEONPAGE1SALVIAEMILTIORRHIZAEINJECTIONSINHIBITCARDIOMYOCYTESAPOPTOSISIN2DUCEDBYISCHEMIAREPERFUSIONINRATZHANGZHUORAN1,2,LIHONGZHU2,GAOJUN3,GUOJIN,LIHONGXIA,WANGLINA2,LIHONG2,ZHANGWEIHUA2,ZHAOYAJUN2,ZHANGLI2,TIANYE2,XUCHANGQING2,4ABSTRACTOBJECTIVETOSTUDYEFFECTANDMECHANISMOFSALVIAEMILTIORRHIZAEINJECTIONSSMIONCARDIOMYOCYTESAPOPTOSISINDUCEDBYISCHEMIAREPERFUSIONINRATMETHODSTHERATCARDIACIPRINJURYMODELINVITROWASREBUILTONLAN2GENDORFDEVICEEXPERIMENTSWERERANDOMLYDIVIDEDINTO3GROUPSCONTROLGROUP,ISCHEMIAREPERFUSIONIPRGROUP,SALVIAEMILTIORRHIZAEINJECTIONSSMIGROUPTHEACTIVITYOFLDH,SODANDTHECONTENTSOFMDAWEREMEASURED,THEEXPRESSIONOFBCL2,BAXANDCASPASE3WASDETECTEDBYUSINGIMMUNOHISTOCHEMICALMETHOD,THECARDIOMYOCYTESAPOPTOSISWEREEXAMINEDTHROUGHTUNELSTAINING,ANDTHEMORPHOLOGICALCHANGESOFCARDIACTISSUESWEREOB2SERVEDUSINGTRANSMISSIONELECTRONMICROSCOPERESULTSTHELDHLEAKAGEWASINCREASED,THEACTIVITYOFSODWASDECREASED,THECONTENTSOFMDAWEREIN2CREASED,THEEXPRESSIONOFBCL2WASUPREGULATED,ANDTHEEXPRESSIONOFBAXANDCASPASE3WASDOWNREGULATED,ANDTHEULTRASTRUCTUREOFCARDIO2MYOCYTESWASINJURIEDSEVERELYINTHEIPRGROUPTHEABOVECHANGESWEREOP2POSITETOIPRGROUPINSMIGROUPCONCLUSIONOURRESULTSDEMONSTRATEDTHATSMIINHIBITTHEISCHEMIAREPERFUSIONINDUCEDAPOPTOSISBYDECREASEOFBAXANDCASPASE3EXPRESSIONS,INCREASEOFBCL2EXPRESSIONAUTHOR’SADDRESS1PHYSICALCULTUREINSTITUTEOFHARBIN,HARBIN150080,CHINA;2MEDICALUNIVERSITYOFHARBIN,HARBIN,150081,CHINA;3FIRSTHOSPITALOFHARBIN,HARBIN150010,CHINA;4HEILONGJIANGELECTRONICSWITHBIOMEDICALENGINEERINGPROFILELAB,HARBIN150081,CHINAKEYWORDSSALVIAEMILTIORRHIZAEINJECTIONS;ISCHEMIAREPERFUSION;APOPTOSIS;RATORIGINALARTICLEONPAGE14THEEFFECTOFTRENGTHENINGSPLEENANDACTIVATINGBLOODPRESCRIPTIONONIRINTYPE2DIABETESMELLITUSRATSHAOXIAN1,WANGXINGYUN1,JIANGDEYOU2ABSTRACTOBJECTIVETOEXPLOREIMPROVINGFUNCTIONANDMECHANISMSOFTRENGTHENINGSPLEENANDACTIVATINGBLOODPRESCRIPTIONONIROFTYPE2DIA2BETESMELLITUSRATSMETHODSTAKING60WISTARRATS,HALFMALEANDHALFFEMALEMAKINGTHETYPE2DIABETESMELLITUSIRMODELRATSBYADOPTINGSTZANDHIGHFATDIET,THENRANDOMIZEDINTOFOURGROUPSFORCOMPARISION,THATIS,NORMALCONTROLGROUP,MODELGROUP,TRENGTHENINGSPLEENANDACTIVATINGBLOODPRE2SCRIPTIONGROUPANDROSIGLITAZONEGROUPFASTINGBLOODGLUCOSEWASDETECTEDBYBLOODGLUCOSEMONITORINSULINWASDETECTEDBYRADIOIMMUNOASSAYCALCULATIONISIINDEXFFAWASANALYZEDBYAUTOMATICBIOCHEMICALDETECTORRESULTSTRENGTHENINGSPLEENANDACTIVATINGBLOODPRESCRIPTIONCANPLAYAROLEINREG2ULATINGGLUCOSEANDTHEINSULINLEVEL,ASWELLASDECREASINGBLOODFFAANDIM2PROVINGISITHEEFFECTOFTRENGTHENINGSPLEENANDACTIVATINGBLOODPRESCRIP2TIONWASTHESAMEWITHROSIGLITAZONE’STHEREWERESIGNIFICANTDIFFERENCESCOMPAREDWITHMODELGROUP’SP0105,P0101CONCLUSIONTRENGTHENINGSPLEENANDACTIVATINGBLOODPRESCRIPTIONCANIMPROVEIRAUTHOR’SADDRESS1CHANGCHUNUNIVERSITYOFCHINESEMEDICINECHANGCHUN130117,CHINA;2HEILONGJIANGUNIVERSITYOFTRADITIONALCHINESEMEDICINE,HARBIN150040,CHINAKEYWORDSTRENGTHENINGSPLEENANDACTIVATINGBLOODPRESCRIPTION;TYPE2DIABETESMELLITUSRATS;IR;EXPERIMENTALRESEARCHORIGINALARTICLEONPAGE18EXPERIMENTALOBSERVATIONOFREDCELLIMMUNOLOGICFUNCTIONTODIF2FERENTTCMSYNDROMETYPESOFELDERLYCEREBRALINFARCTIONCHANGGUOLIANG1,CHANGPANPAN2,ZHAOXIAOPING1,LI2ANGXIAOLE1,LIHUAIKUAN1,GUOCHANGZHONG1ABSTRACTOBJECTIVETOINVESTIGATETHECHANGESANDEFFECTSOFREDCELLIMMUNESYSTEMINTHEPATHOGENESISOFELDERLYCEREBRALINFARCTIONMETH2ODSTHEIMMUNEFUNCTIONOFREDCELLWASMEASUREDBYIMPROVEDYEAST’SGARLANDSMETHODIN40ELDERLYPATIENTSWITHCEREBRALINFARCTIONCI,THENCOMPAREWITHANDANALYSISTHERELEVANCEOFDIFFERENTTCMSYNDROMETYPESOFCEREBRALINFARCTIONANDERYTHROCYTEIMMUNERESULTSTHERATOFREDCELLC3BRECEPTORROSETTEOFPHLEGMSYNDROMEGROUPCOMPAREWITHBLOODSTASISSYNDROMEGROUPWASN’TDIFFERENTP0105BUTPHLEGMSYNDROMEGROUPANDBLOODSTASISSYNDROMEGROUPCOMPAREWITHQIDEFI2CIENCYSYNDROMEGROUPWERESIGNIFICANTLYDIFFERENTP0105;THERATEOFIMMUNECOMPLEXROSETTEOFTHREEGROUPSWASN’TDIFFERENTP0105CONCLUSIONTHEDECREASINGFUNCTIONOFREDCELLIMMUNESYSTEMPLAYANIMPORTANTROLEINLEADINGTOTHEPATHOGENESISOFCEREBRALINFARCTION,ANDBETWEENDIFFERENTTRADITIONALCHINESEMEDIC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