生藥資源的開發(fā)利用課件

1、生藥資源的開發(fā)利用生藥資源的開發(fā)利用內(nèi)容提要我國生藥資源概況生藥資源開發(fā)的途徑生藥資源的應用生藥資源的保護附錄：我國的道地藥材內(nèi)容提要我國生藥資源概況生藥資源種類共有12807種，其中藥用植物約占全部種類的87，藥用動物占12，藥用礦物不足1。在植物藥中，藻類、菌類、地衣類低等植物有459種；苔蘚類、蕨類、種子植物類高等植物有10687種，其中種子植物有10188種。在動物藥中，陸棲動物有1306種，海洋動物275種。藥用礦物有80種。一、我國生藥資源概況生藥資源種類共有12807種，其中藥用植物約占全部種類的87實際作為商品用中藥材的種類在8001000種左右。常用藥材約500多種，道地藥材

2、約200種。全國有中藥材生產(chǎn)基地600多個，人工栽培約250種，種植面積達600萬畝。不同區(qū)域的分布。中藥資源種類最多的5個省區(qū)為云南、廣西、四川、湖北、陜西。實際作為商品用中藥材的種類在8001000種左右。生藥資源的開發(fā)利用 “生藥的開發(fā)利用”主要是以藥物為主并進行其他諸如保健品、飲料、化妝品、香料、色素、矯味劑、農(nóng)藥等多方面、多層次的開發(fā)和綜合利用。2022/9/9生藥資源的開發(fā)利用 “生藥的開發(fā)利用”主要是以藥物為主并進行1.通過植物類群之間的親緣關系，尋找緊缺藥材的代用品和新資源原理親緣關系越近的物種其體內(nèi)的含的化學成分越近似，故利用植物類群之間的親緣關系，就能較快地找到國產(chǎn)資源代用

3、品。如:以國產(chǎn)白木香代替進口沉香，水牛角代替犀牛角，新疆阿魏代替進口阿魏等。二、生藥資源開發(fā)的途徑1.通過植物類群之間的親緣關系，尋找緊缺藥材的代用品和新資源2、利用生物技術生產(chǎn)藥用資源生物技術藥物是指采用DNA重組技術或單克隆抗體技術或其他新生物技術研制的基因、核糖核酸、酶、蛋白質(zhì)、多肽、多糖藥物等。其特點是擴大繁殖瀕危物種、活性成分含量低的物種和轉(zhuǎn)基因新物種。2、利用生物技術生產(chǎn)藥用資源3、從民族藥、民間藥中開發(fā)資源很多少數(shù)民族有自己的藥物或醫(yī)藥體系。藥典收載的土木香、總狀土木香、小葉蓮(鬼臼)、毛訶子、余甘子、廣棗、冬葵果、草烏葉、沙棘、菊苣、毛菊苣、黑種草、亞乎奴等原均為民族藥。許多“

4、西藥”如阿托品、麻黃堿、地高辛、嗎啡、奎寧、士的寧等都是從民間植物藥中開發(fā)出來的。3、從民族藥、民間藥中開發(fā)資源4、從海洋生物中開發(fā)我國僅植物資源就異常豐富, 經(jīng)查明的高等植物就有3 萬余種, 而實際上我們目前開發(fā)出來作為中藥材的僅占其中的1/5 不到, 植物化學成分和藥用價值方面的研究僅僅涉及極少的種類。目前,“向海洋生物中開發(fā)新藥”已成為沿海各國藥學研究的新方向。我國海洋生物資源十分豐富, 國家一類新藥如藻酸雙酯鈉(PSS) 及海豚毒素、魚油已開發(fā)成功, 使其顯示出誘人的開發(fā)前景。4、從海洋生物中開發(fā)5、從傳統(tǒng)中藥加工工藝中開發(fā)中藥材的加工炮制工藝是在不斷發(fā)展的, 弄清加工炮制原理及其對化

5、學、藥理和臨床的影響, 并進一步開發(fā)改進, 可充分提高藥材療效, 充分發(fā)揮藥材作用。如：丹皮的傳統(tǒng)加工方法是采收牡丹根后, 將芯抽去, 只以皮入藥。經(jīng)分析丹木的化學成分及藥理作用與皮基本一致, 可以全根入藥。5、從傳統(tǒng)中藥加工工藝中開發(fā)6、從古籍經(jīng)典中開發(fā)新藥古代醫(yī)書、本草著作是偉大的醫(yī)藥寶庫，是開發(fā)新藥的重要源泉。如：川芎嗪；復方丹參片、滴丸。通過對傳統(tǒng)中藥材、方劑的現(xiàn)代研究開發(fā)新藥。 如山楂治療冠心病、高血壓、高脂血癥；青蒿用于治療各型瘧疾；山豆根用于治療癌癥等。6、從古籍經(jīng)典中開發(fā)新藥三、生藥資源的利用提取生藥的有效成分、有效部位以生藥中天然成分為原料進行半合成或結構修飾現(xiàn)代生物技術在生

6、藥資源開發(fā)中的應用生藥資源多方向開發(fā)利用三、生藥資源的利用提取生藥的有效成分、有效部位1.提取生藥有效成分、有效部位 從植物等天然原料中直接提取有效成分、有效部位作為制藥原料，是當前國內(nèi)外開發(fā)天然藥物和中藥現(xiàn)代化的重要途徑之一。提取的植物品種在300種以上。 如： 青蒿 青蒿素 黃連 黃連素1.提取生藥有效成分、有效部位 2.以天然成分為原料進行半合成或結構修飾 天然藥物成分的提取、分離、結構鑒定和活性篩選是新藥研究的重要部分。通過天然成分的結構修飾來尋找新藥，具有工藝簡單、成本低、命中率高等特點。2.以天然成分為原料進行半合成或結構修飾 通過結構修飾提高或改變療效嗎啡 R=H可待因 R=CH

7、3可待因比嗎啡鎮(zhèn)痛作用和成癮性都降低 通過結構修飾提高或改變療效嗎啡 R=H可待因比嗎啡鎮(zhèn) 降低毒性斑蝥素去甲斑蝥素羥基斑蝥素 etc. 降低毒性斑蝥素去甲斑蝥素紫杉醇解決資源問題紫杉醇解決資源問題 便于制劑及臨床應用青蒿素 雙氫青蒿素 R=H 蒿甲醚 R=CH3 青蒿琥珀單酯鈉 R=-COCH2CH2COONa 便于制劑及臨床應用青蒿素 3 現(xiàn)代生物技術在生藥資源開發(fā)中的應用 現(xiàn)代生物技術是中藥現(xiàn)代化的一大關鍵步驟, 是一個尖端技術群。它的發(fā)展和應用將導致醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、化工等眾多產(chǎn)業(yè)的重大變革,對經(jīng)濟發(fā)展起巨大推動作用, 因而被視為21 世紀的主導產(chǎn)業(yè)。利用現(xiàn)代生物工程技術, 可以解決中藥天然

8、資源不足及栽培周期長、效益差的缺點：植物非試管快繁技術生物個體擴增和大規(guī)模培養(yǎng)基因工程的應用分子水平上的中藥質(zhì)量控制3 現(xiàn)代生物技術在生藥資源開發(fā)中的應用 現(xiàn)代生物技術是基因工程的應用DNA指紋圖譜技術利用基因工程生產(chǎn)植物次生代謝產(chǎn)物利用轉(zhuǎn)基因動物, 生產(chǎn)動物類中藥基因工程的應用DNA指紋圖譜技術DNA指紋圖譜技術 作為現(xiàn)代分子生物學技術重要手段的DNA分子遺傳標記方法,從居群和分子水平上揭示中藥材的生物學實質(zhì)。 任何生物物種或個體都具有特定的DNA多態(tài)性,DNA分子作為遺傳信息的載體,所含信息量大,且具有較高的遺傳穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,因此通過直接診斷分析DNA的多態(tài)性可以避開遺傳特性表現(xiàn)過程

9、中的環(huán)境因素、數(shù)量性狀遺傳或部分與完全顯性的干擾,從分子水平上揭示藥材的道地性。 可用于中藥材鑒定的DNA指紋圖譜技術有4大類: 1）基于傳統(tǒng)的Southern雜交技術的分子標記如RFLP 2）基于PCR反應的分子標記如RAPD,DAF等 3）PCR-RFLP技術的結合即AFLP技術 4）DNA測序分析技術。 近年來,還發(fā)展了基于DNA barcoding(條形碼)技術,該技術在藥用植物 鑒定中具有獨到的優(yōu)勢。DNA指紋圖譜技術 作為現(xiàn)代分子生物學技術重要手段的DN1、RFLP:限制性片段長度多態(tài)性標記技術RFLP是第一個被應用于遺傳研究的DNA分子標記技術。限制性內(nèi)切酶能高度專一地識別和切割

10、DNA序列,不同酶識別不同的DNA序列,因此可利用內(nèi)切酶的酶解產(chǎn)生不同長度的DNA片段,從而揭示DNA序列水平上的多態(tài)性。酶解后的分子量大小不同的DNA可通過凝膠電泳來分離,再將已分離的DNA與放射性核試驗素或熒光標記的核酸探針分子雜交,便可獲得信息量大、分辨率高的DNA指紋圖。RFLP方法技術步驟繁瑣,費時費力,應用不便。1、RFLP:限制性片段長度多態(tài)性標記技術RFLP是第一個被2、RAPD：隨機擴增多態(tài)性DNA標記采用任意順序的較短的引物擴增基因組DNA,可以在不知道特異DNA序列的情況下,檢測DNA的多態(tài)性。雖然對每一個引物而言，其檢測的基因DNA多態(tài)性是有限的，但可用的引物數(shù)很多，可

11、檢測區(qū)域幾乎覆蓋了整個基因組，從理論上講，RAPD可以對整個基因組DNA進行多態(tài)性檢測。RAPD技術目前廣泛用于中藥DNA指紋圖譜的構建。PCR技術使目的基因極易獲得,再與RFLP聯(lián)用,還產(chǎn)生了PCR-RFLP、RAPD-RFLP等方法2、RAPD：隨機擴增多態(tài)性DNA標記采用任意順序的較短的引RAPD技術的一般步驟如下：DNA提取、純化與檢測PCR反應 PCR擴增產(chǎn)物的檢測數(shù)據(jù)分析 傳統(tǒng)提取方法：CTAB法、SDS法是在裂解細胞的基礎上,多次苯酚氯仿等有機溶劑抽提使蛋白質(zhì)變性沉淀于有機相,而核酸保留在水相,達到分離核酸的目的提取新方法：螯合樹脂、特異性DNA吸附膜、離子交換純化柱及磁珠或玻璃

12、粉吸附等TE溶液(pH8.0)中,用RNA酶酶解或用玻璃奶法純化。將DNA樣品在某濃度的瓊脂糖凝膠上進行電泳,檢測DNA片段的長度并估測DNA的濃度。PCR擴增產(chǎn)物在一定濃度的瓊脂糖凝膠(含濃度0.5g/ml左右 EB)上電泳,電泳結果在透射式紫外燈下觀察并照相。可用二元數(shù)據(jù)(1,0)統(tǒng)計來表示帶的有無,用RAP Distance軟件進行數(shù)據(jù)輸入,計算樣品間的遺傳距離,然后用NTSYS-pc軟件進行聚類分析,用UPGMA法作聚類圖。RAPD技術的一般步驟如下：DNA提取、純化與檢測PCR反應3、AFLP：擴增片段長度多態(tài)性DNA該方法用一人工接頭(adapter)與限制酶切的基因組DNA片段連

13、接,制成AFLP模板DNA,合成一系列3c-末端隨機改變數(shù)個堿基的PCR引物進行PCR特異條件的擴增,經(jīng)電泳分離檢測后可得到DNA指紋圖譜。一次實驗可檢測約50100個擴增產(chǎn)物,與RFLP、RAPD比較,AFLP法構建的DNA指紋圖譜具有效率高、重復性好、靈敏度高的優(yōu)點,而且所檢測到的大多數(shù)擴增片斷與基因組的單一位置對應,展示了AFLP技術特別適合品種鑒定的應用價值和廣闊前景。3、AFLP：擴增片段長度多態(tài)性DNA4、DNA 測序分析是對目的基因的DNA序列分析的基礎上，采用PCR-RFLP、突變等位基因（Mutant Allele Specific Amplification,MASA），以

14、及AS-PCR法對藥材進行鑒定。DNA直接測序具有可在嚴重降解的藥材DNA中擴增出特定的序列片段，具有較高的重復性和穩(wěn)定性；避免因藥材的特性造成的誤差，具有高度的專屬性。4、DNA 測序分析利用基因工程生產(chǎn)植物次生代謝產(chǎn)物植物次生代謝產(chǎn)物是指植物中一大類小分子有機化合物, 包括酚類、黃酮類、香豆素、木脂素、生物堿、糖苷、萜類、甾類、皂苷、多炔類、有機酸等?！按紊x產(chǎn)物”與植物的生長發(fā)育基本上沒有什么關系, 卻與疾病的治療密切相關三種技術：植物細胞培養(yǎng)生物轉(zhuǎn)化發(fā)根培養(yǎng)利用基因工程生產(chǎn)植物次生代謝產(chǎn)物植物次生代謝產(chǎn)物是指植物中一利用轉(zhuǎn)基因動物, 生產(chǎn)動物類中藥將某一基因片斷導入動物體內(nèi), 讓這種

15、基因在哺乳動物體內(nèi)表達, 并能通過該動物分泌物( 如麝香的香囊) 或組織( 如鹿茸) ,提取獲得具有活性的物質(zhì), 獲得大量廉價的珍稀中藥。現(xiàn)代生物技術將從根本上改變長期以來人們對中藥的研究手段和認識層次, 它在中藥領域中的廣泛應用, 將使現(xiàn)代高新技術與傳統(tǒng)的中藥理論對接, 使人類對流傳了數(shù)千年歷史的中藥,產(chǎn)生更為全面、更為深刻的認識, 同時對中藥某些古代的、神秘的、抽象的理論、作出現(xiàn)代的、科學的、具體的解釋, 為中藥得到國際認可, 走向世界提供堅實的物質(zhì)基礎.利用轉(zhuǎn)基因動物, 生產(chǎn)動物類中藥將某一基因片斷導入動物體內(nèi),生藥資源多方向開發(fā)利用 隨著人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)生活需求及文化素養(yǎng)、科學水平的

16、不斷提高，隨著醫(yī)療模式逐步由治療型向預防保健型方面的轉(zhuǎn)變，生藥資源開發(fā)利用的領域也在不斷擴大。逐漸滲入到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面。如保健食品、美容化妝品、藥膳、藥浴、天然香料、天然色素、矯味劑、衛(wèi)生用品等。2022/9/9生藥資源多方向開發(fā)利用 隨著人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)生活需求及文四、生藥資源的保護生藥資源的現(xiàn)狀種類繁多，人均占有量少需求量不斷增加,資源貯量迅速減少開發(fā)利用無序危及可持續(xù)發(fā)展中藥材的規(guī)范化生產(chǎn)存在很多問題 四、生藥資源的保護生藥資源的現(xiàn)狀生藥資源保護的意義 有利于保護生物多樣性 能實現(xiàn)資源可持續(xù)利用 可促進中藥現(xiàn)代化發(fā)展生藥資源保護的意義 有利于保護生物多樣性 措施與對策 野生變家

17、種、家養(yǎng)，規(guī)?；⒁?guī)范化、科學化種（養(yǎng)）植。 設立保護區(qū)。 科學使用，減少資源浪費 措施與保護和利用相結合走可持續(xù)發(fā)展之路生藥資源是有限的、動態(tài)變化著的自然資源,任何不合理的開發(fā)利用皆會加劇資源的減少甚至滅絕。因此,生藥資源的開發(fā)利用必須制定合理、有效的政策措施,以保護為主,保護和利用相結合,走可持續(xù)發(fā)展之路，才能永續(xù)利用。保護和利用相結合走可持續(xù)發(fā)展之路生藥資源是有限的、動態(tài)變化 附錄：我國的道地藥材道地藥材是指質(zhì)優(yōu)效佳、具有特定產(chǎn)區(qū)、歷史悠久的藥材。歷代醫(yī)家對道地藥材都非常重視,認為“凡諸本草、昆蟲、各有相宜產(chǎn)地?！薄皻馕豆α?自異尋?！?。關藥（東北地區(qū)）：人參，關馬茸，花鹿茸，關防風，關

18、黃柏，遼細辛，關龍膽關馬茸人參 關防風 附錄：我國的道地藥材道地藥材是指質(zhì)優(yōu)效佳、具有特定產(chǎn)區(qū)、歷北藥（華北，西北，內(nèi)蒙古）：潞黨參，北（西）大黃，北黃芪， 岷當歸（四大北藥）等。 潞黨參北黃芪岷當歸懷藥（河南境內(nèi)）：懷地黃，懷山藥，懷牛膝，懷菊花（四大懷藥）懷地黃懷牛膝懷山藥北藥（華北，西北，內(nèi)蒙古）：潞黨參，北（西）大黃，北黃芪， 浙藥：白術，杭白芍，浙玄參，延胡索，杭菊花，杭麥冬，溫郁金，浙貝母（浙八味）等。白術杭白芍浙貝母江南藥（湘，鄂，蘇，皖，閩等淮河以南地區(qū)）：安徽亳州的亳菊，滁州的滁菊，宣城木瓜，大別山的茯苓等木瓜茯苓亳菊浙藥：白術，杭白芍，浙玄參，延胡索，杭菊花，杭麥冬，溫郁金，川藥：石斛，麝香，川黃連，川牛膝，巴豆等。石斛川黃連巴豆云藥：雅連，云連，金錢白花蛇，云木香，