分子生物学技术论文.doc

分子生物学与中医药【摘要】近年来世界掀起了分子生物学研究热，各个领域都试图借由分子生物学技术在自身领域能有进一步的发展，中医药也不例外。本文概述了中医的整体观与分子生物学的相似之处，介绍了分子生物学技术在中医药领域的应用以及发展。【关键词】分子生物学；中医药；分子生物学技术；现代中医药应用中医药学在几千年的历史长河中，为中华民族的繁衍生息，为人民群众的生命健康作出了不可磨灭的贡献。中医药学以其辩证的整体观、构成论的研究方法、辨证论治的治疗模式以及属于天然植物药的中药所特有的低毒性、确切疗效、无耐药性并具整体调节和双向调节效应等方面的优势，在国际上引起了持续升温的中医热。但中医药要真正走上国际的舞台，除了要不断完善自身所拥有的优势之外，更要在中医的诊断方面规范化，并在微观辩证研究方面取得更大的突破。分子生物学作为一门新兴学科，因其既反映了细胞的微观分子结构，研究了生命物质基础，又反映了人的整体水平的功能规律，而成为当前生命科学中最重要和最具活力的学科。自人类基因组计划的提出到完成，分子生物学以空前的力度正在改变人们的疾病观、健康观、生命观。伴随着这一研究热点的兴起和深入，各相关学科都以此为契机寻求进一步的拓展。作为正在探索研究现代化的中医学，也积极利用了这一成果，以求进一步的发展。一、中医学的整体观与分子生物学中医整体观是中医学最具特色的理论之一，认为构成人体的各个组成部分之间在结构和功能上相互协调，相互为用，在病理上相互影响，同时认识到人体与外部环境相反成性。 而自本世纪五十年代建立起来的分子生物学，从分子水平辩证地研究整体的功能和联系，即应用还原方法对生命进行研究，从细胞超微结构及分子水平阐明生命的物质基础，再经综合分析过程，利用现代系统论、控制论、信息论和协调论等学说，把“孤立”的物质与组成整体的所有器官联系在一起，把局部的作用和整体的功能联系在一起，把局部的病变和整体的健康状况联系在一起，把人体与自然界联系在一起1，这种建立在大量实验基础上的辩证的整体观不仅与中医的整体观有相似之处。引入分子生物学方法研究中医，既不会脱离中医的整体观，又能使中医从客观化、定量化上与综合演绎的方法联系在一起，填补中医缺乏微观还原分析的空白，使中医的抽象思维建立在深刻的实验科学研究的基础上；同时，分子生物学的辩证的整体观、系统论等方法论，有利于中医从朴素的方法论尽快地转到现代辩证的方法论上来。二、分子生物技术在现代中医药发展中的应用随着国家中医药现代化战略的实施，运用现代科技技术对重要的作用机理、质量控制和量效关系进行研究受到了广泛重视。近年来，分子生物学技术在中药质量评价领域的应用逐步扩大，方法也日趋完善，在中药的分子鉴定、中药质量控制、作用机理研究、新药研发等方面均展示出很好的应用前景。2.1 在中药有效成分的提取方面的应用中草药有效成分的提取和鉴定是中药研究的重要工作之一。一种中药材要经过一系列繁琐而艰辛的分离提取过程，鉴定测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，如长春花碱等。如何获得更多的有效成分一直是中草药研究的一个奋斗目标。生物技术的快速发展为这一研究提供了新方法、新思路，如转基因器官培养技术等。2.2 在中药作用机制方面的应用2.2.1 核酸分子杂交技术核酸分子杂交技术是分子生物学的基本技术之一，在中药作用机理研究中较早常用的有印迹杂交、点杂交和原位杂交2。廖柏松等3采用Northern blot 对用中药二仙汤灌胃18月龄雌性大鼠下丘脑内阿片肽的基因表达水平进行研究，结果显示，二仙汤组-啡肽前体阿黑皮素原和脑啡肽原的mRNA水平明显升高，达到未衰老前水平。2.2.2 PCR技术PCR是美国科学家Mullis于1983年发明的一种体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法，是目前中药机理研究中最常用的分子生物学技术。魏小龙4利用PCR衍生技术即RT-PCR和mRNA差异显示技术对小鼠进行研究，结果提示，小老鼠的中枢学习记忆过程中与海马多种基因表达存在密切关系。2.2.3 电泳技术淫羊藿甙（ICA）是从淫羊藿中提取的中药单体，李贵新等5从形态学、DNA电泳以及抑制基因blc-2和c-myc表达等方面深入研究发现，ICA在体外诱导HL-60细胞凋亡呈典型的细胞凋亡形态学和生化特征，并且有时间和剂量的依赖性，S1期细胞减少和CO/C期增多。2.3 在中药鉴定方面的应用近年来分子生物技术与植物学、动物学研究的结合，是中药品种研究进入了一个新的高度。中药材（不含矿物药）所依赖的生物资源的多样性是基于其基因的多态性结果，而基因的多态性可自分子水平上检测，它是比在形态、组织、化学水平上的检测更能代表其变异类型的遗传标记。2.3.1鉴定近缘中药品种 日本的山崎等6研究了甘草属 4种药用植物光果甘草、甘草、刺甘草和刺果甘草的 DNA指纹图,发现富含甘草甜素的品种光果甘草和甘草之间遗传关系非常相近,这两者与不含甘草甜素或含量极低的刺甘草和刺果甘草的遗传关系则较远,与传统植物分类研究结果吻合。DNA分子标记技术已经应用于如对木蓝属7、铁线莲属8等属的原植物或药材的鉴别。2.3.2 鉴定动物类中药品种DNA分子标记技术不仅能对有形的动物药整体,而且可以对破碎部分器官组织进行准确的鉴定,王义权等9将 RAPD标记技术用于蛇类动物的分类学研究和鉴定,结果表明 RAPD标记技术不仅能够用于蛇类动物种间系统演化、种内个体间遗传多样性,并且可以用于蛇类药材的鉴定。2.3.3 鉴定药材道地性道地药材与非道地药材物种来源一致或十分相近,在形态、生药性状及化学成分等特征上具有高度相似性,因而道地药材的鉴别往往不容易,近年来,研究人员从 DNA分子水平上来研究中药材道地性取得了许多进展。如利用 RAPD技术研究了冬虫夏草的不同地理群体间的遗传分化现象,结果表明:来自同一地方的样品遗传差异甚微,同一区域不同地方的样品间遗传差异较大,不同区域的样品间遗传差异最大,这为冬虫夏草的药材道地性研究提供了分子水平的支持依据。2.3.4 鉴定野生与家种(养)药材栽培品和野生品都来自同一个物种,植物形态、药材性状、化学成分、生物活性等往往无明显差异。DNA分子遗传标记技术因不受药材的生境条件等因素的影响,在野生药材与其栽培品的比较研究方面具有良好的应用前景,如野山参与园参的DNA分子标识鉴别、栽培姜黄与野生姜黄的鉴别、野生天麻与栽培天麻等。三、分子生物学在中医药方面的发展与展望3.1促进中药毒理学研究 中药的安全性问题一直是近几年来国内外普遍关注的问题。如何准确、快速、高效地评价中药复方及其组成药物是否有毒?如何确定有毒中药、中药的有毒成分、中药的有毒总部位?基因表达谱检测技术在中药领域的应用为我们提供了有利的手段。可以用基因表达谱分析研究某种中药或其提取物作用于细胞后基因表达mRNA 的变化, 如发现一些重要的功能基因表达有明显改变, 则提示此物质在研究剂量下有一定毒性。有关毒理学方面基因芯片已有不少报道, 一种名为TOXCH IP 的装置, 其实质是通过检测化合物作用于细胞后基因改变研究其毒性。3.2 基因芯片鉴别中药 基因芯片技术是指采用原位合成或显微打印手段, 将数以万计的DNA 探针固化于支持物表面上, 产生二维DNA 探针阵列, 然后与标记样本杂交, 通过检测杂交信号来实现对生物样品的快速、并行、高效地检测或医学检测。基因芯片鉴别中药材这一技术的前提是获取不同的中药样本的特异性基因序列, 即基因分型, 现在常用的基因分型方法有直接测序荧光能量转移探测, 动力 PCR 及荧光偏振等 ; 研究者找出某种中药品种的特定基因或DNA 序列后, 将这些特定序列作为探针固定于玻片上制成基因芯。当一个来自植物或动物的中药样本中含有与之互补的特定基因片段时, 基因芯片可将其测试出来 由单片芯片就可用于多种中药样品鉴别 。不同中药样品特异性基因序列可理解为广义的中药指纹图谱四、结语分子生物学的理论和技术已渗透到现代医学和中国传统医药学的许多领域 ,使得中药的发展有了更广阔的前景，使得传统的研究方法和诊治手段有了质的更新 ,经典科学概念得以延伸和升华 , 更深层次更本质地认识生命现象内在的基本规律。日新月异的分子生物学理论和技术的发展将推动中药的鉴定、生产、机理研究和新药开发各个方面的理论和技术更加完善和科学, 使中药为世界所接受成为可能。我们可以预见现代分子生物学技术与传统中药的完美结合将给中药带来一次发展的契机。参考文献1汪建.试论中医.西医与分子生物学的方法论及三者的辨证关系.医学与哲学，1984，(12)：142 范秀娟，郭姣，杨国柱，等.分子生物学技术在中药作用机理研究中的应用 J.广东药学院学报，2007,23（5）：592-5953 廖柏松，胡燕，鞠躬，等.二仙汤对18月龄雌性大鼠下丘脑EOP含量及其mRNA水平作用的实验研究J.山东中医学院学报，1996,20（6）：399-4014 魏小龙.海马学习记忆功能有关基因及六味地黄汤益智作用于基因表达关系的研究J.生理学进展，2000,31（3）：227-2305 李贵新，张玲，王芸，等.淫羊藿甙诱导白血病细胞凋亡及其对癌基因表达的影响J.中华血液杂志，2002,23（6）：322-3