分子生物學(xué)技術(shù)論文.doc

分子生物學(xué)與中醫(yī)藥【摘要】近年來世界掀起了分子生物學(xué)研究熱，各個(gè)領(lǐng)域都試圖借由分子生物學(xué)技術(shù)在自身領(lǐng)域能有進(jìn)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(xué)的相似之處，介紹了分子生物學(xué)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(xué)；中醫(yī)藥；分子生物學(xué)技術(shù)；現(xiàn)代中醫(yī)藥應(yīng)用中醫(yī)藥學(xué)在幾千年的歷史長(zhǎng)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(xiàn)。中醫(yī)藥學(xué)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(shì)，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(tái)，除了要不斷完善自身所擁有的優(yōu)勢(shì)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(xué)作為一門新興學(xué)科，因其既反映了細(xì)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(dāng)前生命科學(xué)中最重要和最具活力的學(xué)科。自人類基因組計(jì)劃的提出到完成，分子生物學(xué)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(diǎn)的興起和深入，各相關(guān)學(xué)科都以此為契機(jī)尋求進(jìn)一步的拓展。作為正在探索研究現(xiàn)代化的中醫(yī)學(xué)，也積極利用了這一成果，以求進(jìn)一步的發(fā)展。一、中醫(yī)學(xué)的整體觀與分子生物學(xué)中醫(yī)整體觀是中醫(yī)學(xué)最具特色的理論之一，認(rèn)為構(gòu)成人體的各個(gè)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(shí)認(rèn)識(shí)到人體與外部環(huán)境相反成性。 而自本世紀(jì)五十年代建立起來的分子生物學(xué)，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(duì)生命進(jìn)行研究，從細(xì)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(xué)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(shí)驗(yàn)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(xué)方法研究中醫(yī)，既不會(huì)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(bǔ)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(shí)驗(yàn)科學(xué)研究的基礎(chǔ)上；同時(shí)，分子生物學(xué)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(shí)施，運(yùn)用現(xiàn)代科技技術(shù)對(duì)重要的作用機(jī)理、質(zhì)量控制和量效關(guān)系進(jìn)行研究受到了廣泛重視。近年來，分子生物學(xué)技術(shù)在中藥質(zhì)量評(píng)價(jià)領(lǐng)域的應(yīng)用逐步擴(kuò)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(jī)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(cè)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(zhǎng)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(gè)奮斗目標(biāo)。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(jī)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(xué)的基本技術(shù)之一，在中藥作用機(jī)理研究中較早常用的有印跡雜交、點(diǎn)雜交和原位雜交2。廖柏松等3采用Northern blot 對(duì)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(dá)水平進(jìn)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(dá)到未衰老前水平。2.2.2 PCR技術(shù)PCR是美國科學(xué)家Mullis于1983年發(fā)明的一種體外快速擴(kuò)增特定基因或DNA序列的方法，是目前中藥機(jī)理研究中最常用的分子生物學(xué)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(duì)小鼠進(jìn)行研究，結(jié)果提示，小老鼠的中樞學(xué)習(xí)記憶過程中與海馬多種基因表達(dá)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(xué)、DNA電泳以及抑制基因blc-2和c-myc表達(dá)等方面深入研究發(fā)現(xiàn)，ICA在體外誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡呈典型的細(xì)胞凋亡形態(tài)學(xué)和生化特征，并且有時(shí)間和劑量的依賴性，S1期細(xì)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(xué)、動(dòng)物學(xué)研究的結(jié)合，是中藥品種研究進(jìn)入了一個(gè)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(cè)，它是比在形態(tài)、組織、化學(xué)水平上的檢測(cè)更能代表其變異類型的遺傳標(biāo)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(yuǎn),與傳統(tǒng)植物分類研究結(jié)果吻合。DNA分子標(biāo)記技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于如對(duì)木藍(lán)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(dòng)物類中藥品種DNA分子標(biāo)記技術(shù)不僅能對(duì)有形的動(dòng)物藥整體,而且可以對(duì)破碎部分器官組織進(jìn)行準(zhǔn)確的鑒定,王義權(quán)等9將 RAPD標(biāo)記技術(shù)用于蛇類動(dòng)物的分類學(xué)研究和鑒定,結(jié)果表明 RAPD標(biāo)記技術(shù)不僅能夠用于蛇類動(dòng)物種間系統(tǒng)演化、種內(nèi)個(gè)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(xué)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(jìn)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(gè)物種,植物形態(tài)、藥材性狀、化學(xué)成分、生物活性等往往無明顯差異。DNA分子遺傳標(biāo)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(biāo)識(shí)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(xué)在中醫(yī)藥方面的發(fā)展與展望3.1促進(jìn)中藥毒理學(xué)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(zhǔn)確、快速、高效地評(píng)價(jià)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(dá)譜檢測(cè)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_(dá)譜分析研究某種中藥或其提取物作用于細(xì)胞后基因表達(dá)mRNA 的變化, 如發(fā)現(xiàn)一些重要的功能基因表達(dá)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(xué)方面基因芯片已有不少報(bào)道, 一種名為TOXCH IP 的裝置, 其實(shí)質(zhì)是通過檢測(cè)化合物作用于細(xì)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(jì)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(biāo)記樣本雜交, 通過檢測(cè)雜交信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)生物樣品的快速、并行、高效地檢測(cè)或醫(yī)學(xué)檢測(cè)?；蛐酒b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(cè)序熒光能量轉(zhuǎn)移探測(cè), 動(dòng)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(dāng)一個(gè)來自植物或動(dòng)物的中藥樣本中含有與之互補(bǔ)的特定基因片段時(shí), 基因芯片可將其測(cè)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(xué)的理論和技術(shù)已滲透到現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和中國傳統(tǒng)醫(yī)藥學(xué)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(xué)概念得以延伸和升華 , 更深層次更本質(zhì)地認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象內(nèi)在的基本規(guī)律。日新月異的分子生物學(xué)理論和技術(shù)的發(fā)展將推動(dòng)中藥的鑒定、生產(chǎn)、機(jī)理研究和新藥開發(fā)各個(gè)方面的理論和技術(shù)更加完善和科學(xué), 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(xué)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(jī)。參考文獻(xiàn)1汪建.試論中醫(yī).西醫(yī)與分子生物學(xué)的方法論及三者的辨證關(guān)系.醫(yī)學(xué)與哲學(xué)，1984，(12)：142 范秀娟，郭姣，楊國柱，等.分子生物學(xué)技術(shù)在中藥作用機(jī)理研究中的應(yīng)用 J.廣東藥學(xué)院學(xué)報(bào)，2007,23（5）：592-5953 廖柏松，胡燕，鞠躬，等.二仙湯對(duì)18月齡雌性大鼠下丘腦EOP含量及其mRNA水平作用的實(shí)驗(yàn)研究J.山東中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，1996,20（6）：399-4014 魏小龍.海馬學(xué)習(xí)記憶功能有關(guān)基因及六味地黃湯益智作用于基因表達(dá)關(guān)系的研究J.生理學(xué)進(jìn)展，2000,31（3）：227-2305 李貴新，張玲，王蕓，等.淫羊藿甙誘導(dǎo)白血病細(xì)胞凋亡及其對(duì)癌基因表達(dá)的影響J.中華血液雜志，2002,23（6）：322-3