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【最新卓越管理方案您可自由編輯】(醫(yī)療藥品管理)分子生物
學(xué)技術(shù)在中藥研究中的應(yīng)用20XX年XX月20XX年XX月多年的企業(yè)咨詢(xún)顧問(wèn)經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過(guò)實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證可以落地執(zhí)行的卓越管理方案,值得您下載擁有現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)于中藥研究中的應(yīng)用姓名:劉旸班級(jí):08生工學(xué)號(hào):2008112006現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)于中藥研究中的應(yīng)用[摘要]介紹近年來(lái)利用分子生物學(xué)技術(shù)于中藥研究中取得的巨大成就,總結(jié)了分子生物學(xué)技術(shù)于闡明中藥及其復(fù)方的分子作用機(jī)理、藥材鑒定、中藥有效成分研究、轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物研究及中藥基因組計(jì)劃等方面的應(yīng)用.[關(guān)鍵詞]分子生物學(xué)技術(shù);中藥;應(yīng)用中藥是我國(guó)的國(guó)粹,是世界醫(yī)學(xué)的重要組成部分。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,尤其是于分子生物學(xué)技術(shù)上取得的巨大進(jìn)步,為中藥的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),也開(kāi)辟了許多新的中藥研究領(lǐng)域。如研究中藥的DNA和RNA技術(shù)、基因技術(shù)、基因工程技術(shù)、基因芯片技術(shù)以及基因組學(xué)和蛋白組學(xué)的發(fā)展,均從分子水平上去闡明中藥及其復(fù)方的分子作用機(jī)理;去發(fā)現(xiàn)、克隆和表達(dá)那些中藥有效成分基因和次生代謝產(chǎn)物的酶基因;去改良和培育新的品種;保存中藥的種質(zhì)資源和基因資源以及中藥材的現(xiàn)代鑒別技術(shù)等。1分子生物學(xué)技術(shù)和中藥及其復(fù)方的分子作用機(jī)理研究絕大多數(shù)中藥的作用機(jī)理不清是限制中藥走向世界的壹個(gè)重要因素。應(yīng)用中藥及其活性成分對(duì)眾多已闡明結(jié)構(gòu)的人類(lèi)靶基因的影響和調(diào)節(jié)作用是闡明中藥作用機(jī)理的壹個(gè)有效途徑。陳蘇[1]等查閱了國(guó)內(nèi)外的20多篇關(guān)聯(lián)文獻(xiàn),總結(jié)了免疫調(diào)節(jié)類(lèi)中藥、抗腫瘤類(lèi)中藥、活血化淤類(lèi)中藥以及延緩衰老類(lèi)中藥和關(guān)聯(lián)基因之間的關(guān)系。從中能夠見(jiàn)出:中藥的作用機(jī)理和細(xì)胞凋亡(Apoptosis)有關(guān)。細(xì)胞凋亡的發(fā)生需外源性信號(hào)和內(nèi)源性基因的調(diào)控,其根本過(guò)程是細(xì)胞于凋亡信號(hào)的刺激下,通過(guò)信號(hào)傳遞途徑,使凋亡調(diào)控基因的表達(dá)發(fā)生改變,進(jìn)而于某些離子如Ca2+和Mg2+的參和下,激活某種酶而啟動(dòng)細(xì)胞凋亡。這類(lèi)基因包括凋亡基因,如bcl2、mp53、Vas、Bcr/Abl等;促凋亡基因,如Bax、Wp53、Apo1/Fas等,其中cmyc具有促進(jìn)細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的雙重作用。通常細(xì)胞凋亡和腫瘤、心血管系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病、泌尿系統(tǒng)疾病、五官科疾病和外科等疾病有關(guān)。人們對(duì)中藥的幾種常見(jiàn)有效成分,如皂甙、生物堿、黃酮以及多糖等已進(jìn)行了研究。表明它們均可影響壹種或幾種關(guān)聯(lián)基因的表達(dá)。如:用免疫組織化學(xué)檢測(cè)表明刺五加皂甙(ASS)能影響移植肝癌組織的m23H1和p53基因的表達(dá)[2];絞股藍(lán)皂甙(GP)體外給藥能影響小鼠白血病p388原癌基因cfos和cmyc基因的表達(dá)[3];人參皂甙可促使細(xì)胞凋亡抑制基因bcl2高表達(dá),相對(duì)抑制促進(jìn)基因bax的表達(dá),從而減少腎曲管上皮細(xì)胞凋亡[4],同時(shí)它對(duì)人T淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞株(6TCEM)的影響和其降低6TCEM細(xì)胞的bcl2、bax基因表達(dá)有關(guān);以倒置相差顯微鏡、電鏡、熒光顯微鏡能夠觀(guān)察到10羥基喜樹(shù)堿(10HCPT)能夠誘導(dǎo)人肝癌細(xì)胞SMMC7221凋亡[5]川芎嗪能抑制cmyc基因表達(dá),故可對(duì)凝血酶誘導(dǎo)的血管平滑肌的細(xì)胞增殖有顯著的抑制作用,同時(shí)它仍能使腦缺血再灌時(shí)皮層基底節(jié)區(qū)cfos的表達(dá)明顯下降,bcl2基因的表達(dá)明顯升高,從而具有神經(jīng)節(jié)保護(hù)作用[6]粉防己堿(Tet^抑制特定腦區(qū)即刻早期基因cfos的表達(dá)從而能抑制嗎啡誘導(dǎo)的高活性及強(qiáng)化效應(yīng)[7]。2分子生物學(xué)技術(shù)和藥材鑒定我國(guó)藥材種類(lèi)繁多,資源豐富,但來(lái)源復(fù)雜,品種混淆厲害。目前壹直運(yùn)用經(jīng)典形態(tài)分類(lèi)來(lái)研究藥材來(lái)源,這種運(yùn)用形態(tài)分類(lèi)學(xué)來(lái)劃分物種是建立于個(gè)體性狀描述和宏觀(guān)觀(guān)測(cè)水平上,得到的結(jié)論往往不完善,又容易引起爭(zhēng)論。隨著分子生物學(xué)和克隆技術(shù)的發(fā)展,可根據(jù)遺傳物質(zhì)DNA于不同生物個(gè)體之間的差異來(lái)鑒別生物物種,如可利用限制性?xún)?nèi)切酶酶切片段長(zhǎng)度多態(tài)性(RFLP)來(lái)研究品種間、屬間DNA的變異情況,從而揭示不同品種間的親緣關(guān)系。高速、高效、優(yōu)質(zhì)和全部自動(dòng)化的PCR技術(shù),給藥材鑒定帶來(lái)了方便,尤其是貴重藥材的鑒別。也可利用隨機(jī)擴(kuò)增的DNA多態(tài)性分析(RAPD)技術(shù)去分析真?zhèn)嗡幉牡腄NA多態(tài)性,找出珍品特定的DNA片段,對(duì)此進(jìn)行測(cè)序,進(jìn)而制備DNA探針來(lái)檢測(cè)相應(yīng)的藥材,為藥材鑒定提供了壹個(gè)新的準(zhǔn)確、快速的方法。這種利用分子生物技術(shù)來(lái)鑒別藥材的研究稱(chēng)為“分子標(biāo)記鑒別”。這種鑒別技術(shù)可用于:(1)近緣生藥品種的DNA分子鑒別,如:康冀川[16]等對(duì)58SrRNA基因及ITS2間區(qū)DNA序歹1」分析表明,甘肅蟲(chóng)草和冬蟲(chóng)草的DNA序列相同,屬同壹種;(2)名貴易混淆生藥的DNA分子鑒定,如人參、西洋參等的鑒別;(3)動(dòng)物類(lèi)藥材的DNA分子鑒定,如:劉中秋[17]等根據(jù)22種亞洲產(chǎn)龜類(lèi)線(xiàn)粒體12SrRNA基因片段序列,設(shè)計(jì)壹對(duì)專(zhuān)用于鑒定中藥材龜甲的鑒別引物,用該引物擴(kuò)增烏龜和其他18種共48個(gè)樣品的DNA模板,從而建立了壹種簡(jiǎn)便、實(shí)用的龜甲用藥材DNA分子鑒定法;劉向華[18]等分別從藥材蛇膽的膽衣和膽汁、原動(dòng)物棕黑錦蛇的肌肉和膽汁中提取DNA,經(jīng)PCR擴(kuò)增得到約400bp的12SrRNA的基因片段,且對(duì)該片段進(jìn)行了測(cè)序研究,結(jié)果表明DNA分子標(biāo)記技術(shù)可用于中藥材蛇膽和膽汁的鑒定,也可用于其他動(dòng)物分泌物類(lèi)型藥材的鑒別;(4)藥材道地性的DNA分子研究,如利用RAPD技術(shù)可對(duì)冬蟲(chóng)草的地理群體間的遺傳分化現(xiàn)象進(jìn)行研究;(5)生藥野生和家種的DNA分子鑒定汝口野生大豆、野生辣椒等和其栽培品的RAPD和RFLP比較分析;(6)特定藥材的DNA分子鑒定,如人工發(fā)酵產(chǎn)品冬蟲(chóng)夏草菌絲體的鑒別;(7)生藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的DNA分子刻劃,如于日本茅蒼術(shù)和北蒼術(shù)作蒼術(shù)用,關(guān)蒼術(shù)和白蒼術(shù)作白術(shù)用;⑻中藥粉制劑的DNA鑒定,如對(duì)龜鱉膠囊、純蛇粉和鹿血粉的鑒別;(9)中醫(yī)古跡的DNA分子輔助考證,如:經(jīng)14C測(cè)定對(duì)1985年于西郊太舟村挖掘出的太子蓮進(jìn)行鑒別;(10)藥用植物種子、種苗純度及雌雄的DNA分子鑒定,如利用RAPD技術(shù)可對(duì)生藥種子的純度和雌雄進(jìn)行檢測(cè)。3分子生物學(xué)技術(shù)和轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物的研究目前,許多中草藥均面臨著野生資源逐年減少和栽培品種品質(zhì)下降的問(wèn)題,給臨床使用和中成藥制造帶來(lái)壹定的困難。應(yīng)用藥用植物轉(zhuǎn)基因器官培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)的次生代謝物質(zhì)正涉及到生物堿類(lèi)、甙類(lèi)、黃酮類(lèi)、醌類(lèi)及蛋白質(zhì)等,此外利用轉(zhuǎn)基因器官技術(shù)獲得再生植株,可進(jìn)行藥用植樹(shù)物良種繁殖,提高藥材質(zhì)量且獲得壹些具有合成化合物能力的突變植株。同時(shí)利用基因工程技術(shù)研制的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、植物能夠定向生產(chǎn)主要的生物活性成分,且能以此創(chuàng)制和改造天然活性成分,使轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物、植物成為生產(chǎn)中藥活性成分的“活體工廠(chǎng)”。4分子生物學(xué)和中藥基因組計(jì)劃研究“中藥基因組計(jì)劃“是將分子生物學(xué)、生物信息學(xué)等現(xiàn)代生物技術(shù)和其他現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合來(lái)研究、開(kāi)發(fā)中藥。其根本點(diǎn)就于于從基因組學(xué)的高度、從分子水平上來(lái)發(fā)現(xiàn)研究中藥的基因、尋找有效成分基因、將功能基因克隆表達(dá)且進(jìn)行“工廠(chǎng)化生產(chǎn)”或轉(zhuǎn)入植物進(jìn)行“田間種植”;尋找、發(fā)現(xiàn)和克隆表達(dá)那些用于合成具有生物活性的小分子有機(jī)物的酶基因;利用代謝酶工程于實(shí)驗(yàn)室合成這部分中藥有效成分。中藥基因組計(jì)劃是中藥研究和應(yīng)用的轉(zhuǎn)折點(diǎn),是中藥現(xiàn)代化的里程碑,將為中藥走向世界開(kāi)辟嶄新的道路,是中藥研究的又壹次革命。于這種研究中,將會(huì)運(yùn)用到細(xì)胞工程技術(shù)、發(fā)酵工程技術(shù)、酶和蛋白質(zhì)工程技術(shù)、基因工程技術(shù)以及基因芯片技術(shù)等,尤其是基因工程和基因芯片技術(shù)、基因工程技術(shù)于中藥現(xiàn)代化中的研究主要從事中藥及其活性成分的作用機(jī)理研究;轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物的研究;中藥活性蛋白質(zhì)或多肽的基因工程生產(chǎn)研究;中藥活性成分生物合成途徑關(guān)鍵酶的研究以及道地名貴中藥材的基因文庫(kù)的構(gòu)建等方面。而中藥基因芯片技術(shù)將從根本上改變長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)中藥的研究手段和認(rèn)識(shí)層次,它是壹種高速、高效率地從分子水平上去研究中藥的技術(shù)手段。這種基因芯片包括鑒定芯片和藥物篩選芯片倆種主要類(lèi)型,前者可用于對(duì)中藥材及其制成品的定性、定量分析,于藥物鑒定、質(zhì)量保證方面具有極為重要的應(yīng)用價(jià)值,仍可用于尋找、發(fā)現(xiàn)中藥新基因;后者可用于中藥的藥效篩選以及藥理分析等方面。利用分子生物學(xué)技術(shù)尤其是基因技術(shù)于中藥領(lǐng)域中的研究已經(jīng)取得了很大的成就,建立和完善了多種系統(tǒng)方法學(xué)。分子生物學(xué)、中藥基因組學(xué)及蛋白質(zhì)組學(xué)等應(yīng)運(yùn)而生,使中藥正于走向世界。同時(shí)于今后的研究中更應(yīng)大力借助于分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)藥用植物的遺傳多樣性的分子檢測(cè)、中藥材品種的系統(tǒng)整理和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化及藥用植物生物多樣性保護(hù)和生藥資源可持續(xù)利用等方面進(jìn)行更進(jìn)壹步的研究。參考文獻(xiàn):[1]陳蘇紅,王小紅,王升啟.中藥影響細(xì)胞基因表達(dá)的研究進(jìn)展[J].中國(guó)中藥雜志,2000,25(9):515517.[2]葉炯賢,王陸黎.加皂甙對(duì)肝癌基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用[J].中華實(shí)驗(yàn)外科雜志,2000,17(5):426427.[3]魏婉麗,魏小龍.絞股藍(lán)皂甙對(duì)小鼠白血病P388細(xì)胞內(nèi)原癌基因表達(dá)的影響.中國(guó)藥理學(xué)報(bào),2000,16(3):299301.[4]廖曾彬,梅驊,黃曉生,等.人參皂甙對(duì)高能沖擊波腎細(xì)胞凋亡關(guān)聯(lián)基因bcl2和bax表達(dá)的影響及其臨床意義叫.中華實(shí)驗(yàn)外科雜志,2001,18(3):259260.[5]王曉穎,陳懷仁.10羥基喜樹(shù)堿誘導(dǎo)人肝癌細(xì)胞SMMC7721凋亡及其機(jī)制的初步研究川.南京鐵道醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2000,19(4):234237.[6]呂少平,孫鋒.川芎嗪對(duì)腦缺血再灌注時(shí)細(xì)胞凋亡的影響J].河北醫(yī)學(xué),2000,6(8):673675.[7]朱毅,薛春生,周歧新.粉防己堿對(duì)小鼠嗎啡誘導(dǎo)的高活性和強(qiáng)化效應(yīng)的影響J].中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合雜志,2001,21(2):130133.[8]王昀,孫關(guān)林,鄔維禮,等.高三尖杉酯堿誘導(dǎo)K562和CML細(xì)胞凋亡及分化的實(shí)驗(yàn)研究[幾醫(yī)學(xué),2001,24(3):166168.[9]孔令泉,吳凱南,林輝.槲皮素對(duì)實(shí)驗(yàn)性乳腺癌中血管生成抑制作用的研究[幾中國(guó)腫瘤臨床,2001,28(4):295299.[10]斯拉甫,艾斯卡爾,伊力哈林江,等.
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