代謝組學(xué)技術(shù)在中藥研究中的應(yīng)用

1、代謝組學(xué)技術(shù)在中藥研究中的應(yīng)用【關(guān)鍵詞】代謝組學(xué)技術(shù);中藥研究;應(yīng)用人類對(duì)復(fù)雜生命體的認(rèn)識(shí)循著從器官/組織、細(xì)胞到基因的方式，如今又回到了以整體性研究為特點(diǎn)的系統(tǒng)生物學(xué)(systeBilgy)的時(shí)代，其鮮明的特征是各種“組學(xué)(-is)研究的繁榮。代謝組學(xué)(etabnis)是繼基因組學(xué)(genis)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)(transriptis)和蛋白質(zhì)組學(xué)(prteis)后新興的一種組學(xué)方法，是系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分，由Nihlsn于1999年首次提出1。代謝組學(xué)研究的核心思想在于利用現(xiàn)代分析技術(shù)定量測(cè)定生物體液(如尿液、血漿、組織提取液等)中的內(nèi)源性代謝產(chǎn)物，考察生物體在不同狀態(tài)下(生理病理狀態(tài)、給藥

2、前后等)其代謝產(chǎn)物的變化，通過(guò)代謝物圖的整體分析直接認(rèn)識(shí)生理病理及生化狀態(tài)，結(jié)合化學(xué)信息學(xué)分析方法確定內(nèi)源性小分子代謝物成分的變化形式，獲得相應(yīng)的生物標(biāo)記物群(biarkers)，表征或提醒生物體在特定時(shí)間、環(huán)境下整體的功能狀態(tài)1,2。其后又出現(xiàn)了針對(duì)植物的代謝組學(xué)研究(etablis)3。如今代謝組學(xué)已在藥物毒性及平安性評(píng)價(jià)、疑難疾病診斷、新藥研發(fā)及藥物作用機(jī)制研究等生命科學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域展示了廣闊的應(yīng)用前景4,5。中藥“多組分、多靶點(diǎn)、整合調(diào)節(jié)作用的特點(diǎn)及中醫(yī)藥理論的“整體觀、動(dòng)態(tài)觀、辨證觀與代謝組學(xué)整體性、系統(tǒng)性、綜合性相吻合。因此，以代謝組學(xué)為主體的系統(tǒng)生物學(xué)研究方法可能是現(xiàn)代科學(xué)中可以概

3、括中醫(yī)藥抽象整體觀思想的重要途徑。作者遴選了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者在中藥代謝組學(xué)研究領(lǐng)域頗具代表性的論文作一綜述，希望可以為讀者提供一定參考。1代謝組學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代中藥研究中的應(yīng)用1.1代謝組學(xué)與中醫(yī)證候模型的研究1.2代謝組學(xué)與中藥整體療效、藥效物質(zhì)根底及作用機(jī)制的研究1.3代謝組學(xué)與中藥平安性和毒性研究1.4代謝組學(xué)與中藥質(zhì)量控制研究1.5代謝組學(xué)與中藥活性成分代謝產(chǎn)物研究2討論與展望代謝組學(xué)作為一種新興的學(xué)科，其新穎的學(xué)術(shù)思想和強(qiáng)大的開展?jié)摿σ盐巳澜绫姸嗫茖W(xué)家的關(guān)注，國(guó)際知名學(xué)術(shù)刊物Nature、JurnalfPrteeResearh、Analytialheistry等在近幾年連續(xù)出版了有

4、關(guān)代謝組學(xué)的綜述和研究論文。國(guó)內(nèi)起步也相對(duì)較早，已有多所大學(xué)和科研院所進(jìn)展了相關(guān)的研究。從國(guó)家自然基金的資助情況看，據(jù)作者統(tǒng)計(jì)，2022年開場(chǎng)有1項(xiàng)獲資助，2022和2022年分別為24和20項(xiàng)(數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家自然科學(xué)基金委網(wǎng)站)，相信隨著研究的深化，在今后一段時(shí)間將會(huì)有更多的工程獲得資助。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.眾所周知，中醫(yī)藥認(rèn)識(shí)疾病的方法、理論均缺乏適宜的現(xiàn)代科學(xué)表達(dá)體系，目前仍是一種不能與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)相兼容、相通的“語(yǔ)言。中醫(yī)藥和代謝組學(xué)的學(xué)術(shù)思想方法具有內(nèi)在相通性：整體性，因此，以代謝組學(xué)為主體的系統(tǒng)生物學(xué)研究方法可能是認(rèn)識(shí)中醫(yī)藥抽象整體觀思想的重要途徑。長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)中藥藥效和作用機(jī)制的研究

5、一直沿用化學(xué)藥物的方法，試圖證明哪些成分在起作用，作用于哪個(gè)靶點(diǎn)，但是傳統(tǒng)用藥一般是口服，藥物首先要經(jīng)過(guò)胃腸道的吸收才能發(fā)揮作用，腸道微生態(tài)菌群34有可能是一個(gè)被忽略的區(qū)域，中藥有可能通過(guò)非直接作用對(duì)機(jī)體產(chǎn)生效應(yīng)，引入反映整體觀念的代謝組學(xué)有可能解開中藥作用的神秘面紗。運(yùn)用代謝組學(xué)研究技術(shù)，根據(jù)不同種屬、不同品系動(dòng)物模型與人的代謝狀態(tài)的差異，以特征性標(biāo)記物為參考，結(jié)合傳統(tǒng)的中醫(yī)理論，探究新型中醫(yī)證動(dòng)物模型的制作方法將具有非常重要的科學(xué)意義。代謝組學(xué)方法比傳統(tǒng)方法能更快、更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)毒性物質(zhì)和毒性規(guī)律，尤其是多層次、多靶點(diǎn)的綜合毒性反響，結(jié)合經(jīng)典的分子生物學(xué)手段，將對(duì)中藥毒性進(jìn)展整體-部分-系統(tǒng)

6、的全面理解，進(jìn)而指導(dǎo)中藥臨床平安用藥。代謝組學(xué)最成功的應(yīng)用是英帝國(guó)理工大學(xué)的Nihlsn主持的ET(nsrtiufretabnitxilgy)研究4，這項(xiàng)研究由輝瑞等5家制藥廠資助，旨在利用NR技術(shù)獲取具有肝腎毒性的化學(xué)品所致的嚙齒類動(dòng)物血液和尿液代謝指紋圖譜，建立專家預(yù)測(cè)系統(tǒng)用以臨床前候選化合物的毒性挑選，以降低新藥研發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用。?神農(nóng)本草經(jīng)?中記載的“下品多有毒性，中藥所致毒性與化學(xué)品是否一樣?還是有自己獨(dú)特的特點(diǎn)?我們能否借鑒ET研究的經(jīng)歷建立具有中醫(yī)藥特色的專家預(yù)測(cè)系統(tǒng)?這同樣可以降低新藥研發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)和不良反響的發(fā)生。應(yīng)用代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)藥材不同生長(zhǎng)狀態(tài)下的不同代謝物組作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)

7、展考察，用于藥材質(zhì)量控制，注重中藥指紋圖譜所無(wú)視的分子本質(zhì)和初生代謝物的影響，更具全面性和優(yōu)越性，將更進(jìn)一步解決中藥質(zhì)量控制的復(fù)雜性難題，占領(lǐng)傳統(tǒng)藥物質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的制高點(diǎn)。目前，中藥代謝組學(xué)的研究已獲得了喜人的成果，但也應(yīng)看到，當(dāng)前代謝組學(xué)的研究還處于形式識(shí)別和生物標(biāo)記物鑒定的層次，即無(wú)效或有效、對(duì)哪些代謝通路產(chǎn)生了影響，如何基于代謝組學(xué)研究結(jié)果，對(duì)中藥整體藥效作用進(jìn)展定量表征，說(shuō)明中藥整體藥效作用區(qū)別于相應(yīng)單靶點(diǎn)化學(xué)藥物的作用特點(diǎn)，如何與經(jīng)典的形態(tài)、功能學(xué)相聯(lián)絡(luò)，如何與基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)整合獲得中藥作用的全面綜合的認(rèn)識(shí)，可能是下一步需要考慮的問(wèn)題，探究性的研究為我們提供了一定的參考35。代謝組學(xué)為廣闊的從事中藥研究的科研工作者提供了嶄新的思路與視角，在現(xiàn)有化學(xué)、藥理或毒理的研究根底之上，引入系統(tǒng)生物學(xué)尤其是代謝組學(xué)的研究思路，伴隨著各種高分辨率、高靈敏度的分析技術(shù)、多變量統(tǒng)計(jì)分析方法36和代謝網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)37的不斷完善及各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)