基因芯片用于组分中药新双龙方的配伍机制研究

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基因芯片技术在中药基因组学研究中的应用

基因芯片技术在中药基因组学研究中的应用

基 因芯 片技 术在 中药 基 因组 学 研 究 中 的应 用
唐 先 明 ,王振 月 ,赵 海 鹏 王 宗权 ,陈 智 岩 ,
(. 1黑龙 江 中医药大学 药学 院 , 黑龙 江 哈尔 滨
2 河北 以岭 医药研究 院 , . 河北 石家庄
104 500;
003 ) 5 0 5
摘要: 该文基fJ ̄基因组学特别是功能基因组学及一些生物技术手段的研 究进展及发展趋势, fE - 从一个新的视角提出
2 in d a stt.Yl g, _e O 0 3 , hn ) .Yl gMe i l ntue in e 5 o 5 C i i c I i i 6 a
Absr c :nti p p ran w rsac t tg f“ CM e o c ’ sp o oe n te b sso c ivme t a d a v c si t a t I hs a e e ee rhsr e yo T a G n mis’ rp sd o h ai fa hee ns n d a e n i n
了开展 “ 中药基 因组 学( C eo m c) 研究 的策略。认为 当前 中药 的现代 化研 究应 集 中体现 于 中药基 因组 学, T M G nm is ” 并将
以基 因芯片等为核 心的基 因技术 引入 中药基 因组 学和现代 中药研究。将 中药的作用机理 或功 能利 用能代表其功 能的一
组基 因表 达的影响来诠释 。
关键词 : 基因芯片; 中药基因组学; 中药现代化 中图分 类号 : 2一 3 R O 文献标 识码 : 文章 编号 :0 80 0 ( 0 7 0 — 9 - A 10 -8 5 2 0 ) 5 1 7 3 0 0
App ia i n o ne Ch p Te h l g o Tr d to a i ne e M e i i e Ge mm is lc to fGe i c no o y t a ii n lCh s d cn no c

基因芯片技术在中医药现代化研究中的应用

基因芯片技术在中医药现代化研究中的应用

性 和可 应 用 的领 域 。 行 了大 量 的 理论 探 讨 。先后 进
提 出 了 “ 药 基 因 组 学 ”1 证 候 基 因组 学 ”1 证 中 [“ 1 【“ 2 候~ 基 因表达 谱 ”】 新 概念 。 【 等 由于 基 因芯 片技 术 能
反 映疾 病 的 病理 因素 、 质 变 化 、 体 作 用 , 本 整 同时 也 注 重个 体 化 和多 样 化 。 中 医整体 观存 在 吻合 之 处 与
【 4 】
却是 有 益 的补 充 。 中 医 药 以整 体观 为 指 导思 想 , 传 统 的 西 医 “ 原 论 ” 维 模 式 应 用 于 中 医 药 现 代 化 还 思 的研 究 遭 遇 了诸 多质 疑 和尴 尬 。在突 出整 体性 这 一 共 同 的特 性下 . 医药 现 代 化 研究 和 基 因芯 片 技术 中
析和 生物 学 分析 。 2 在 中医药 现代 化 研 究 中 的应 用
G n hp e eC i )这 一 名 词 的专利 。随后 诞 生 的 同类产
品多以微阵Y ( i or y命名 。其高通量 、 l c a a) J r r m 自动化、 微 型化 、 行 化 采集 生 物 信息 的特 点更 是 优 于 其他 并 传统 的技 术 方 法 。 可 以在 同一 实验 条件 下 , 时检 同 测几十至几万个生物信息 的改变 。相 比于其他技 术 。 突 出 了其 整体 和 系统研 究 的优势 。传 统 的研 更 究 技术 方 法 , 以单 一 或 少 量 几个 靶点 的生 物 信 息 多 改 变为 研究 对象 。 用 于 复杂 的 生物 网络 调控 系 统 应
魏 莉 ,谢 佐福
30 0 ) 50 3 ( 建 中 医 学 院 ,福 建 福 州 福 关 键 词 :基 因芯 片 ; 医药 现 代 化 ; 用 ; 述 中 应 综

基因芯片技术在中医药研究中的应用

基因芯片技术在中医药研究中的应用

基因芯片技术在中医药研究中的应用近些年来,随着基因工程技术的发展,基因芯片技术在中医药研究中的应用也得到了显著发展。

基因芯片技术是一项重要的基因技术,可以在短时间内高效率的测定多个基因的表达水平,从而更好地探索基因与疾病之间的关联。

基因芯片技术的应用在中医药领域有着独特的优势,可以有效地运用在中药药效学研究,深入研究中药对于疾病的影响机制,为临床治疗提供客观的理论指导。

以往的研究主要基于传统的基因转录水平的检测,比如RT-PCR技术等,但其结果的准确性及可靠性仍然存在不少问题。

另外,这种技术也需要大量的时间和费用,而且只能检测两个基因的表达,不能检测很多基因的表达。

相比之下,基因芯片技术可以同时检测大量基因的表达,在准确性和可靠性方面也比传统技术有更大的优势。

基因芯片技术在中医药领域的应用非常广泛,它可以帮助研究者从多个基因的表达水平上来研究药效学,比如研究中药对某种疾病的治疗效果,以及中药对某些基因的表达水平的影响。

同时,它也可以帮助科学家们更好的研究分子生物学机制,如药物的细胞信号转导机制和药物的作用机理,以及中医药的治病机制等等,这些都可以通过基因芯片技术来研究。

另外,基因芯片技术也可以帮助改善中药的质量和安全性,可以帮助科学家们对中药的成分进行精准检测,确保药物的安全性和有效性,保证其质量标准,从而为临床治疗提供安全理论指导。

总之,基因芯片技术在中医药研究中的应用还处于起步阶段,但已经显示出它的巨大潜力,它给传统中医药研究带来新的机遇,而且也促进了传统和现代医学的互补与深入研究,提高了中药药效学研究的水平,为临床提供了更好的理论依据。

当然,基因芯片技术在中医药研究中也存在许多挑战,比如如何有效地解决芯片数据的分析、解释和应用等问题,这些问题也需要科学家们进一步探索和研究。

因此,基因芯片技术的应用在中医药研究中有着十分重要的意义,它为我们更好的深入了解中药的药效学和治病机制提供了宝贵的帮助,也为临床治疗提供了理论支持和安全保障,为推动中医药研究发展做出了重要贡献,值得深入研究。

基因芯片技术在中医实验研究中的应用

基因芯片技术在中医实验研究中的应用

基因芯片技术在中医实验研究中的应用
王军;刘震坤
【期刊名称】《长春中医药大学学报》
【年(卷),期】2012(28)2
【摘要】基因芯片技术已成为现代分子生物学实验研究新技术之一.基因芯片技术已应用于中医的实验研究领域,其应用基因检测肾阳虚鼠脑基因、检测健脾益气、
清热解毒、活血化瘀等中医对金属硫蛋白IE( MT1E)基因在肝癌细胞中表达的影响、观察理气活血法对萎缩性胃炎癌前病变大鼠胃黏膜组织基因表达谱的影响、研究小鼠胸膜间皮细胞免疫相关基因表达谱的状况及采用基因芯片技术研究虚寒证与虚热证大鼠肝全基因表达谱的差异,利用基因芯片技术筛选出寒体与热体的特征性基因等.
【总页数】2页(P347-348)
【作者】王军;刘震坤
【作者单位】长春中医药大学伤寒教研室,吉林长春130117;吉林省中医药科学院
妇科,吉林长春130021
【正文语种】中文
【中图分类】R285.5
【相关文献】
1.基因芯片技术在中医药现代化研究中的应用 [J], 魏莉;谢佐福
2.基因芯片技术与中医学结合在运动性疲劳中的应用前景 [J], 张国华
3.基因芯片技术在中医药研究中的应用进展 [J], 陈斌
4.基因芯片技术在中医药诊治糖尿病及其并发症研究中的应用 [J], 柴可夫;黄晓玲
5.基因芯片技术现状及其在中医基础实验研究中的应用 [J], 方肇勤
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基因芯片在抗肿瘤中药研究中的应用

基因芯片在抗肿瘤中药研究中的应用

摘 要 目的: 探讨基 因芯片在抗肿瘤 中药研究 中的应 用。方法 : 过对近年来相 关文献的总结研究发现 , 因 通 基 芯片 在抗肿瘤 中药研究中的应用主要体现在新 药筛选 、 中药抗肿瘤分子机制的研究、 药物毒理研 究几个方 面。 结果: 基 因芯 片所具有 的高通量 、 快速 、 平行检 测的特 点使 它在 中药新 药的 筛选 、 中药作用机制 和中药毒理的研究等方 面 发挥 着重要 的作用。结论 : 用基 因芯片研究抗肿瘤中药正在 成为医学领域的一个热点。
基 因 芯 片技 术 从 传 统 药 物 中筛 选 新 的 抗肿 瘤 中药 也 将 成 为 我 国 生命 科 学 方 向之 一 。

进行分析 , 形成完整 的细胞基因表达谱 , 具有高通量 、 简便、 缩微 、 多参数 、 集约化、 平行化等优 点, 已成为 目前基 因表达 分析 的最有力的工 。基 因芯片在抗肿瘤 中药研究 中的
务 中心 的整 体 素质 和服 务 水 平 , 理 配 置 、 用 和 管 理 社 会 合 利 资源 , 构筑 城 市 社 区卫 生 服 务 体 系框 架 , 力满 足 社 区群 众 努 日益 增 长 的 基 本 卫 生 服 务 需 求 , 区卫 生服 务 事 业 就 会 显 社 示 出 强大 的 生命 力 , 会 蒸 蒸 日上 , 就 蓬勃 发 展 , 为 社 会 进 成 步和 社 区 文 明 的 重 要标 志 。
基 因 芯 片 (e e c i) 又 称 DA微 阵 列 (N i gn h p N DA m —
~ 文一 一 献~ 化、 管理科学化、 设施标准化的轨道 。 ~ 突 出 政 府 行 为 完 善 补 偿 机 制 及 配 套 政 策 , 综一 32 进 一步 . “ 医养防 、 以 以药 养 医 ” 对 政 府 补 偿 不 足 的 补 充 , 是 实行 医 一 建 苎 药体制改革 后, 议政府 在可能财力下加大对 医院的财力

基因芯片技术在中医证研究中的思考与应用

基因芯片技术在中医证研究中的思考与应用
重 大 的影 响 。
2 基因芯片技 术在 中医证的研 究中的思考与应用 基因芯片技术为 中医微观控体研究提供了一个前所未 有的工具 , 中医研 究基 于 自身 特点 应充 分利 用这 一方 法。
有人设想: 基因芯片技术可应用于中医诊断…、 中医体质
学 J 中医免疫学 J 经脉脏腑相关 研究H , 目前 以应用 、 、 而 J
质的飞跃。目 , 前 许多学者认为, 应用现代医学理论与分子
生物学技术 阐明 中医“ 本 质是实 现 中医药理论 现代化 证” 的基础 和关键 , 具有重大科学 意义 。中医“ ” 证 本质 研 究 虽历经几 十年 至今未能取得 实质突破 , 有关 “ 的标 准 证” 化、 特异性以及“ ” 证 的动物模 型仍难 以为 中医药学术 界广 泛接受 , 不少研究 内容较 为模糊 , 尚无恰 当的定 量指标 , 这 使 得一些学 者对 中医的证 是否会有本 质产生 了怀疑 , 对证 本质的深 入研究 失去 了信 心。张发宝等 认 为 , 的本 质 证 研 究一直难 以有 重大进展 , 主要 因为 中医理论涉及到生 命 的整体 , 因而它牵涉到许多基因和蛋 白质 , 传统的方法学无 法全面弄清证的实质 。中医证候可能是基 因组和蛋 白组背 景的整体反应 。从 中 医理论来 看 , 候的形成 是 由先 天的 证 体质因素和后天的环境 因素共同作 用的结果 , 因而对 证的 研究 可 能 要绘 制 3张 图谱 ; 因组 图 谱 , 核 苷 多 态性 基 单 (N ) S P 图谱和蛋白组学 图谱。通过比较基 因组学技术发 现 , 同的人种及 同一 人种 的不 同个体 之间基 因组 差异仅 不 为 0 1 。 种差异体现 在 S P 中, 可能是决定人类个 .% 这 N 谱 这 体问差异及疾病易感性 的最根本 因素之一 , 可能是 中 这也 医禀赋学说的基 因组背景。通过建 立人类 S P库 , N 只要将 个人的基 因 与 S P库进 行 比较 , 能 知 晓这 个人 的特 N 便 征 。S P的差异 , N 最终体现于蛋 白质 的表达上 , 白质是机 蛋 体功能 的真正执行者 , 机体 功能状态 也是 由蛋 白质来决定

基因芯片技术在中药抗肿瘤机制研究中的应用

基因芯片技术在中药抗肿瘤机制研究中的应用
术平台。 随着生 物技术 的迅 速发展 . 电子技 术 和生物 技
有 助 于中药理 论 的现 代 化 。
1 中药现 代化 与基 因芯 片 中药 现代 化来 源于 传统 中药 的经验 , 靠现代 依
技 术手段 , 守严格 的规 范标 准 , 遵 研究 出安 全高效 、
收 稿 日期 :0 0 0 — 8 2 1 — 4 2
基 因芯片 技术在 中药抗肿瘤机制研究 中的应用
张 松 波 段 娟 z 尚云峰
岳阳 4 40 : 10 0 (.岳 阳职业 技术 学院 , 湖南 1
2 .湖南 省血 防所 附属湘岳 医院 , 湖南 岳 阳
44 0 ) 10 0
摘 要 :传 统新 药开发模 式愈 发艰 难 , 中药及植 物 药 已经成 为新 药开发 的 重点 。我 国是 中药 的发 源
9 9
实 现对化 合物 、 白质 、 酸 、 蛋 核 细胞 或 其它 生物 组 分 准确 、 速 、 信息量 的筛 选或检 测 。 肿瘤 中药 的 快 大 抗 抗 癌效果 是通过 调 节肿瘤 的不 同信号 通路 , 响癌 影
细 胞相关 基 因的表 达 , 而 表现 出抗 癌效 果 。利用 从
关键 词 :基 因芯 片: 中药: 瘤 肿
中 图分 类号 :R 2 2 8
文 献标志 码 : A
文章编 号 :6 2 7 8 ( 0 0 0 — 0 8 0 17 — 3 X 2 1 )4 0 9 — 3
许多 中药有 抗肿 瘤功 效 , 是 中 医药的传 统理 但 论 不足 以解释其 治疗 效果 , 而 限制 了中药 进一 步 从 开发 及走人 国际市场 。把 中医药理论 从传 统 的“ 阴 阳五行 ” “ 臣佐 使 ” 升到现 代 药理理论 是 中药 及 君 上 现代化 的重 要任 务 , 是 发扬 国粹 的使命 。抗 肿瘤 也 中药 作 用成 分 复杂 , 尤其 是 复方 , 有 多 成 分并 通 具

中药基因芯片技术的研究进展

中药基因芯片技术的研究进展

门新 技术 。本文 对基 因芯 片技 术 的概 念 、原 理 以及 在 中药 研 究 中 4 中药 材鉴 定
的应用进展进行 了综述和展望。
关键词 :基 因芯 片 ;原 理; 中药
基 因芯 片 用 于 中药 品种 的快 速 、准 确 、 自动 化 鉴 别 , 已有 不 少进 展 。这 一 技术 的前提 是 获取 不 同 中药样 本 的特 异性 基 因序 列 ,即基 因分 型 。研 究 者找 出某种 中药 品种 的特 定基 因 或D N A 序
中药基 因芯片技术 的研究进展
赵 莉媛 吕奇鹏
( 1 . 青海 畜牧兽医职业技术学 院,青海湟源 2 . 西宁市野生动物 园,青海西宁

8 1 2 1 0 0 ;
8 1 0 0 0 8 )
要 :基 因芯 片技 术 是在 最 近 1 0 年 左右 的时 间才 发 展起 来 的一 或合 适 的组方 供进 一 步进行 新 药研究 。
基 因 芯 片技 术 主要 应用 于 基 因表 达谱 分 析 、新 基 因发 现 、基 因 突 就 可 以用 于 多种 中药样 本 的鉴 别 ,使 分 析时 间大 大减 少 ,极 大 的 变 、多 态性 分 析 及 监 测基 因组 整体 转 录 表 达情 况 ] ,为探 索 中 药 提 高 了鉴 定 效率 。但 目前 对 中药 的特 征 D N A 序列 知 之甚 少 ,远 不 作 用 靶 点 、药 物筛 选 、中药 成分 鉴定 、道地 药 材鉴 别 等现 代 中 药 能 满 足基 因序列 分 析鉴 定 中药 的 要求 。要实 现基 因芯片 技术 鉴定 研 究 开辟 了崭新 的领域 。
表面 上 可 固定 1 0 4  ̄- D N A 片 段 、数万个 基 因 。一次 分析 可得 到数 万

基因芯片技术在中医药研究中的应用

基因芯片技术在中医药研究中的应用

基因芯片技术在中医药研究中的应用摘要:基因芯片技术能够一次性将大量探针固定在支持物上,因此可以同时对待测样品进行序列检测及分析,从而避免了传统核酸印迹杂交技术操作繁杂、检测序列数量少、自动化程度低等不足。

由于其显著的优势,使得基因芯片自从产生以来,就备受人们关注。

近几年,分子生物学发展迅速,促进了基因芯片技术不断优化和完善,日益成熟,使其在各领域中被广泛应用。

基因芯片技术系统、全面、高通量的优势与中医药多靶点、多效应、整体观的理论具有同一性,基于此,本文进一步论述基因芯片技术在中医药研究中的应用,希望给相关科学研究提供参考数据。

关键词:基因芯片技术;中医药研究;应用引言:现阶段,人类基因组计划研究的不断深入,已经陆续形成一些基因芯片技术,并且在医学各学科中得到广泛运用。

例如对诊断、治疗疾病、研究药物、研究基因功能等方面具有重要意义。

虽然当前基因技术在中医药研究中的应用还不够成熟,但是其具有的优势如快捷、自动、准确等,定会对中医药研究的各个方面做出卓越贡献。

1.基因芯片技术内涵和特征运用杂交测序方法可以研制成基因芯片计划,能够促进待分析样品与芯片中已知序列核酸探针的互补杂交,再将定靶核酸序列和性质确定出来,且进一步从生物学角度分析基因表达谱数据。

基因芯片技术能够在支持物上一次性固定探针,所以可以对待测样品同时实施序列检测和分析,这样就能够解决传统检测方法中的问题,比如较低自动化程度、较少数量检测序列等。

在基因表达分析、点突变分析、基因分型检测等方面基因芯片技术得到大量应用[1]。

2.基因芯片技术分类基因芯片按照芯片的支持物可分为薄模型、玻片型、微板型及集成电路型;按照芯片点阵的制备方法可以分为原位合成和直接点样;按照探针的DNA种类可分为寡核苷酸芯片、cDNA芯片和Genomic芯片;按照用途可分为表达谱芯片、功能分类芯片、诊断芯片、指纹图谱芯片、测序芯片和毒理芯片等。

功能分类基因芯片是生物学通路研究的重要工具。

基因芯片技术在中药现代化研究中的应用进展

基因芯片技术在中药现代化研究中的应用进展

㊀收稿日期:2020-09-29基金项目:国家自然科学基金青年科学基金项目(81403177)ꎻ辽宁省高等学校创新人才支持计划(LR2018047)ꎻ沈阳市科技局应用基础项目(F12-277-1-14)作者简介:刘玉峰(1979-)ꎬ男ꎬ汉族ꎬ山东安丘人ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向:天然药物化学.㊀∗通讯作者:刘玉峰ꎬE ̄mail:liuyufeng@bjmu.edu.cn.㊀㊀辽宁大学学报㊀㊀㊀自然科学版第48卷㊀第3期㊀2021年JOURNALOFLIAONINGUNIVERSITYNaturalSciencesEditionVol.48㊀No.3㊀2021基因芯片技术在中药现代化研究中的应用进展刘玉峰1ꎬ2ꎬ许肈初1ꎬ马海燕1(1 辽宁大学药学院ꎬ辽宁沈阳110036ꎻ2 辽宁省天然产物制药工程技术研究中心ꎬ辽宁沈阳110036)摘㊀要:高通量基因芯片技术是一种高度集成化的分析和研究技术ꎬ是进行药物基因组学研究的主要平台 而中药是中华民族的宝藏ꎬ已有几千年的发展历史ꎬ将基因芯片技术应用到中药研究中是中医全息性思维的体现ꎬ会从根本上改变长期以来人们对中药的认识层次和研究手段ꎬ是中药研究领域中一次具有深远意义的改革ꎬ将为中药现代化的发展提供新的途径 近年来ꎬ国内外已有一些将基因芯片技术应用到中药研究的报道ꎬ从中医传统思维的角度探讨基因芯片技术应用在中药现代化研究ꎬ讨论利用基因芯片进行中药有效成分筛选及新药研发㊁中药作用机理研究㊁中药复方研究㊁中药质量控制及安全性评价㊁中药基因组学研究和药效变化方面的应用ꎬ为中药现代化研究提供参考.关键词:基因芯片ꎻ中药现代化ꎻ中药作用机制ꎻ中药成分筛选中图分类号:R932㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1000 ̄5846(2021)03 ̄0254 ̄09ApplicationofGeneChipTechnologyintheModernizationofTraditionalChineseMedicineLIUYu ̄feng1ꎬ2ꎬXUZhao ̄chu1ꎬMAHai ̄yan1(1 SchoolofPharmacyꎬLiaoningUniversityꎬShenyang110036ꎬChinaꎻ2 NaturalProductsPharmaceuticalEngineeringTechnologyResearchCenterofLiaoningProvinceꎬShenyang110036ꎬChina)Abstract:㊀Asahighlyintegratedanalyticalandresearchtoolꎬgenechiptechnologyisthemainplatformforpharmacogenomicsresearch.TraditionalChineseMedicine(TCM)isatreasureoftheChinaandhasbeendevelopedforthousandsofyears.ThelevelofunderstandingandresearchmethodsofTCMwillbesubstantiallychangedbytheapplicationofthisgenechiptechnologyꎬwhichshowstheholographicthoughtofTCM.Itisafar ̄reachingreforminthefieldofChinesemedicineresearchandwillprovidenewwaysforthedevelopmentofmodernizationofChinesemedicine.InrecentyearsꎬdomesticandoverseasscholarshavemanyreportsontheapplicationofgenechiptechnologytoTCMresearch.Thispaperwillreviewitsapplicationofthisgenechip㊀㊀technologyintheresearchofmodernizationꎬwhichshowstheholographicthoughtofTCMꎬscreeningofeffectivecomponentsꎬmechanismofactionꎬcomplexprescriptionꎬqualitycontrolandsafetyevaluationꎬgenomicsofTCMandEfficacyofchangeinTCM.ItprovidesstrongtechnicalsupportforthemodernizationofTCM.Keywords:㊀genechipꎻmodernizationofTCMꎻmechanismofactionofTCMꎻeffectivecomponentsscreeningofTCM0㊀引言中药现代化研究的内容包括:有效成分筛选及新药研发㊁中药作用机理研究㊁中药复方研究㊁中药质量控制及安全性评价㊁中药基因组学研究和药效变化等诸多方面 由于中药活性成分的复杂性㊁作用靶点的多样性及产地差异性ꎬ造成常规化药评价标准及提取分离和活性筛选不仅效率低㊁成本高ꎬ而且还存在活性成分易丢失ꎬ纯度与活性背离的难题[1]ꎬ因此快速分析中药微量活性成分ꎬ高通量研究全组分作用靶点ꎬ区分与治疗无关或毒性组分成为了解决难题的关键 利用高通量生物芯片技术可以在有限的实验条件下获得极为大量的生物信息ꎬ使研究工作的效率得到极大的提高ꎬ受到科学界的重视 生物芯片包括基因芯片㊁蛋白芯片㊁细胞芯片㊁组织芯片以及其他多种由生物材料制成的芯片[2] 由于根据网络药理学理论所有药物都是通过直接或间接修饰或改变人体基因及基因产物产生作用[3]ꎬ因此利用基因芯片技术分析药物活性成分影响基因表达多态性变化就成为了解决中药活性成分研究难题的重要思路之一.基因芯片(Genechip)又称DNA微阵列ꎬ由美国Affymetrix公司的Fodors等[4]在20世纪90年代初提出并研究ꎬ是专门用于核酸检测的生物芯片 经过近30年的发展ꎬ基因芯片作为高度集成化的分析和研究手段正成为进行药物基因组学研究的主要平台[5-6] 基因芯片解决了传统核酸印迹杂交技术操作繁琐㊁样品测定周期长㊁操作测定效率低等不足ꎬ其是将大量分子探针附着固定于载体支持物上ꎬ可以单次对样品的大量基因序列进行检测分析 根据实际情况具体设计探针系列ꎬ选择具有针对性的分析检测方法ꎬ可极大地扩展此技术的应用范围ꎬ如基因表达谱测定㊁突变检测㊁多态性分析㊁基因组文库作图及杂交测序等[7-10] 而要与基因微阵列上的已知序列杂交ꎬ就要先通过聚合酶链式反应扩增㊁体外转录等技术针对样品DNA/RNA掺入标记分子ꎬ再通过化学荧光法㊁同位素法㊁酶标法或化学发光法检测杂交信号强度ꎬ利用计算机软件进行数据比较㊁综合分析ꎬ即可获得样品中大量的基因序列或表达特征信息[11].尽管中医中药在中国已有几千年的历史ꎬ但缺乏高质量的科学证据来证明其有效性[12] 因此ꎬ西方医学经常以怀疑的眼光看待中医学ꎬ这给中医中药走向国际带来了巨大的困难[13] 中药成分复杂多样ꎬ加上传统的研究手段存在许多局限ꎬ这给中药的深入研究带来了很大困难 在分子生物学领域中高通量基因芯片技术作为一种研究分析基因信息的强有力的技术ꎬ可成为进行表达中药基因组学研究结果的主要工具[14] 当今人们长期以来对中药的认识层次与研究手段的基本保持在低效㊁低通量ꎬ而通过中药基因组学研究开发的中药基因芯片ꎬ从分子水平上研究中药的最新技术手段ꎬ将从根本上改变这种观念[15] 用于基因表达分析的基因芯片可根据其应用分为全局和聚焦DNA微阵552㊀第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀刘玉峰ꎬ等:基因芯片技术在中药现代化研究中的应用进展㊀㊀列两种类型[16-17]ꎬ可用于有效成分筛选[18]㊁作用机制[19]㊁中药复方[20]㊁质量控制及安全性评价[21] 全局的DNA微阵列含有数千至数十万个探针ꎬ代表部分或全部cDNAꎬ表达序列标签(EST)和各种类型的表达标记ꎬ例如用于估计细胞内mRNA拷贝数的芯片 聚焦的DNA微阵列含有几十到数千种针对特定目的设计的探针ꎬ例如组织/细胞类型特异性ꎬ功能特异性和表达谱分析的研究 当已知作用时ꎬ聚焦的DNA微阵列有时更适合于研究作用机制ꎬ例如化学品的风险评估和癌症转移风险的预测[22].近年来ꎬ国内外已有一些将基因芯片技术应用到中药研究的报道[23-24] 基因芯片技术是中药研究领域中一次具有深远意义的改革ꎬ具有极广的发展扩张性与应用深度ꎬ为中药现代化的发展提供了新途径.1㊀中医传统思维中医思维可从 道生一ꎬ一生二ꎬ二生三ꎬ三生万物 的角度去理解[25] 在中医的视角中万物普遍联系为一个整体ꎬ从人体的角度讲ꎬ人体每个局部都是一个整体ꎬ而不是局部组成了整体ꎬ不是局部和局部的联系ꎬ是运动中发展联系的变化 而要论贯穿疾病的产生㊁发展㊁转归㊁预后整个全过程的本质即为辩病论治ꎬ其为中医本质.因此治法可分为 同病异治 和 异病同治 [26] 这个思想在临床中的体现即为着重对患者的症状特点㊁体质差异ꎬ个性化治疗入手强调辨证施治 基因蛋白调控与修饰整体的变化可以从微观角度反映着生命机体的整体功能状态ꎬ疾病在特定证候的本质可以通过基因转录和蛋白整体水平的变化得到反映了 在体内纷繁复杂的序列利用基因芯片技术可以高效准确的找到药物作用靶序列ꎬ这在中药现代化研究中极为重要 而面向生物体全遗传组层面上的药物作用分析是基因芯片应用的一个重要领域ꎬ由于药物作用于机体疾病的整个过程具有非单一性ꎬ从其经过药剂相㊁药代动力学相及药效相中可知药物在进入体内吸收分布代谢排泄及产生药效的过程大多需要经过不同体内屏障及发生多次结构变化ꎬ基因芯片能够通过对上万个基因信息的检测分析ꎬ从中获取大量有用的理论依据ꎬ从而对中药产生的复杂作用机制提供科学合理的解释ꎬ因此利用基因芯片技术对整个药物干预疾病过程中基因表达改变进行监控是具有得天独厚的优势ꎬ之后对药效进行评价ꎬ为我国传统中医药方剂具有系统调节的治疗作用提供一定的科学依据.2㊀中药作用机制研究从分子水平看ꎬ中药有效成分与生物大分子即药物靶点发生相互作用才能发挥药效 而由于中药内化学成分复杂性及多样性等特点ꎬ其作用机制复杂多样ꎬ治疗疾病时可产生多通路㊁多靶点㊁多系统的联合干预作用[27] 传统的作用机制研究方法需要对每个样品进行测试ꎬ而且操作繁琐ꎬ很难达到从整体生物学角度探讨药物的作用机制ꎬ这给中药作用机制研究带来了很大的困难[28].利用基因芯片技术通过比较在有无药物作用的条件下正常与病变组织(细胞)基因表达水平的变化ꎬ从而发现疾病相关基因ꎬ并以此基因作为中药筛选靶标 基因芯片技术将中药作用机制研究引向全新的深度 郑冬雪㊁刘津源等[29]在研究基于micRNA表达谱分析加味桂枝茯苓丸干预大鼠子宫肌瘤的分子机制中ꎬ利用大鼠miRNA单通道表达谱芯片对保存的大鼠子宫组织中CyDye与RNA进行检测采用NanoDropND ̄1000法ꎬ基于R语言ꎬBRB语言对归一化数据进行差异表达基因652㊀㊀㊀辽宁大学学报㊀㊀自然科学版2021年㊀㊀㊀㊀分析 Real ̄timePCR验证芯片ꎬ结果显示加味桂枝茯苓丸对子宫肌瘤大鼠micRNA基因芯片表达有明显的影响ꎬ综合分析芯片生物学信息与模型组相比ꎬ中药各组分别有上调㊁下调的micRNA差异基因ꎬ这些micRNA差异基因共同构成了加味桂枝茯苓丸治疗子宫肌瘤大鼠的差异micRNA基因表达谱 各组间miR ̄187 ̄3p㊁miR ̄330 ̄5p表达的变化证实了基因芯片结果的可靠性 靶基因功能富集通路分析得出4条与子宫肌瘤密切相关的信号通路提示加味桂枝茯苓丸对子宫肌瘤的治疗机制涉及多种生物学信息信号传递及基因调控的改变ꎬ提示加味桂枝茯苓丸有可能通过上调或下调相关的miRNA通过实时PCR显示基因阵列的结果可靠ꎬ综上所述ꎬ子宫肌瘤是个多因素参与㊁多路径调节的复杂过程 加味桂枝茯苓丸治疗子宫肌瘤的分子机制可能与影响了不同信号通路的miRNA表达有关ꎬ其具体机制仍有待进一步研究.此外ꎬ基因芯片技术也较为广泛应用在抗心血管[30]ꎬ抗肿瘤[31]ꎬ抗抑郁[32]疾病药理作用机制研究中 十全大补汤是由10种草药制成的中药制剂ꎬ是一种营养剂ꎬ具有改善体内平衡紊乱和失衡的作用 此外ꎬ它还被证明具有抗肿瘤作用[33]ꎬ经常被临床医生用作癌症患者的替代药物 ZhengHua ̄Chuan等[34]通过基因芯片科学阐明了中药十全大补汤的抗肿瘤作用和潜在的机制 基因芯片技术的应用不仅为研究新基因的功能提供了新思路ꎬ而且为中药作用机制研究开拓了新的技术平台.3㊀中药新药研发及有效成分的筛选新药的开发一般过程是根据疾病的发病机理ꎬ确定药物作用的靶点ꎬ建立相应的新药筛选模型ꎬ筛选不同来源的化合物ꎬ发现先导化合物ꎬ然后将其开发成新药[35] 而中药特别是复方制剂其成分复杂多样ꎬ多种成分之间可能存在协同作用[36]ꎬ而传统的新药开发分析方法大多只是通过物理或化学方法进行分析某一组分或某一药理作用(生物碱㊁黄铜㊁皂苷等)通过细胞或动物模型等非临床研究手段进行药效药代毒理实验ꎬ忽视了多种成分之间产生的多重作用及中药整体观 此外ꎬ许多有效成分以微量形式存在ꎬ传统的分析技术难以筛选ꎬ这些都阻碍了中药新药研发的进程[15] 因此ꎬ建立先进的研究手段是解决这类问题的必经之路ꎬ而基因芯片在中药研究领域的应用为中药有效成分研究提供了新方向 从基因水平来看ꎬ中药发挥其治疗效果就是通过对基因的表达调控起作用ꎬ从而调节机体部分或整体机能[37] 基因芯片通过显示药物作用细胞组织的靶序列进行分析比较用药前后整个机体不同组织㊁器官的基因表达差异ꎬ并可实现实时监控药物调控细胞基因表达变化ꎬ从众多中药成分中快速筛选中药有效成分的目的.目前基因芯片技术在中药有效成分筛选的应用正处在研究阶段ꎬ已有利用基因扩增技术发明出筛选对治疗或预防白癜风有效药物的方法ꎬ利用患者皮肤细胞用药前后基因扩增产物与正常皮肤细胞基因的电泳图进行比较分析ꎬ即可实现有效药物的筛选[38] 此方法需要严格控制电泳条件ꎬ可能存在误差ꎬ可将疾病基因组掺入标记分子后ꎬ与正常基因芯片杂交ꎬ通过检测杂交信号强度ꎬ经数据比较分析后ꎬ可更加准确地筛选出有效药物 此外ꎬWatanabe等[39]通过应用高密度寡核苷酸微阵列来分析银杏提取物对小鼠的皮层和海马的转录效应的影响ꎬ通过研究基因表达得知银杏提取物对神经元酪氨酸/苏氨酸磷酸酶1和微管相关的mRNA转录表达增强了3~4倍 全基因组表达监测在研究复杂提取物的生物学作用方面ꎬ可以从cDNA表达数据库中得到的肽库中制作肽芯片ꎬ从众多的药物成分中筛选到起作用的部分物质[15] 在国内ꎬ已有利用基因芯片从知母中筛选得到了23种752㊀第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀刘玉峰ꎬ等:基因芯片技术在中药现代化研究中的应用进展㊀㊀有效成分的报道[40].4㊀中药复方研究中药复方配伍的研究是中药现代化研究的又一关键科学问题 在中国ꎬ中药复方具有数千年的临床研究经验ꎬ形成了许多古老的中医药理论ꎬ如 升降浮沉 ㊁ 君臣佐使 等配伍理念均为我们所熟知ꎬ但其科学阐述一直是中药研究领域的难点[41].利用基因芯片技术比较复方给药或单一有效成分给药前后组织基因表达水平的变化ꎬ可从分子调控水平分析复方中药的配伍作用情况 吕琳星等[42]利用基因芯片技术比较新双龙方及其两种有效成分人参总皂苷和总丹酚酸对急性心肌梗死大鼠的药理作用机制 通过大鼠全基因组表达谱芯片筛选出给药前及配伍药与单组分给药后的差异表达基因(Ratio>2或<0 5采用) 结果表明ꎬ新双龙方与2种有效组分对心梗大鼠基因表达的影响不同ꎬ复方比组分的疗效更好ꎬ涉及更多通路ꎬ具有更积极的调控作用ꎬ从而证实了复方新双龙方的配伍优势.清开灵的主要由栀子苷㊁黄芩苷组成ꎬ其配伍主要具有干预脑缺血损伤的作用ꎬ荆志伟等[43]通过基因芯片技术从16463个小鼠脑测全基因组表达谱筛选出了32个差异表达的细胞黏附相关基因.通过对比结果显示栀子苷㊁黄芩苷及其配伍均能有效干预细胞黏附相关基因ꎬ但配伍后对细胞黏附相关基因干预能力大于单一组分ꎬ即配伍的整体疗效高于单一组分 这与该课题组前期的药效学(行为学㊁形态学)研究结果是一致的[44] 用基因理论解释中医药理论ꎬ增加国际对中药复方的认可度ꎬ为中药的国际化发展提供理论保障.5㊀中药质量控制与安全性研究确保中药的质量与安全ꎬ是保证中医临床用药安全有效及可持续发展的前提 中药质量控制是能够准确地鉴别中药材ꎬ常采用形态观察㊁化学成分分析等方法ꎬ简便易行[45] 但中药复方成分复杂ꎬ应用常规方法很难准确地鉴别其药用组分 可将基因芯片与从正品中药中得到的DNA杂交ꎬ得到标准基因图谱ꎬ与待鉴定中药的基因图谱比较分析即可达到鉴定的目的.21世纪初ꎬ基因芯片首次被用于中药鉴定[46]ꎬ这为破碎药材㊁近缘相似种㊁炮制药材及贵重药材等的鉴别鉴定开辟了新道路 Tsoi等[47]将来自不同种属贝母基因组DNA中的26SrDNA基因D2与D3区的多态性片段进行扩增和测序ꎬ然后将其特异性寡核苷探针点固定在芯片上ꎬ制成基因芯片 用来自不同种属的荧光标记的与芯片杂交ꎬ不同种属的贝母将检测出不同的荧光信号ꎬ即可对贝母进行快速的种属鉴别与质量控制ꎬ史亚等[48]利用基因芯片技术研究考察了11种常见的中药饮片携带微生物情况ꎬ初步建立的中药饮片微生物基因库ꎬ检测包括真菌㊁细菌㊁病毒三类ꎬ检出174类微生物ꎬ其中不乏致病微生物ꎬ中药饮片中存在微生物污染情况ꎬ需要开展更深入的风险评估工作ꎬ完善中药饮片微生物数据库信息ꎬ保障中药饮片的用药安全.Carles等[49]设计并制作了一种DNA芯片ꎬ用于鉴定有毒的中药材 将来自乌头㊁海芋㊁巴豆㊁曼陀罗㊁紫花曼陀罗㊁六角莲等18种有毒中药材的5SrRNA中的特异性寡核苷酸探针通过二硫醇键将探针固定在硅芯片上 扩增基因组靶序列并通过不对称聚合酶链反应进行荧光标记ꎬ通过平行基因分型鉴定多种有毒物种ꎬ这说明基因芯片是用作中药材的质量控制和安全监测的廉价且快速的工具.值得注意的是ꎬ中药的药效成分大多是其次生代谢产物ꎬ基因芯片只能鉴别中药的真伪而不能对852㊀㊀㊀辽宁大学学报㊀㊀自然科学版2021年㊀㊀㊀㊀其优劣进行鉴定ꎬ不能取代中药化学成分指纹图谱等的鉴定[50].近年来ꎬ中药的安全性评价是中药现代化领域国内外探讨的热点问题 中药进入国际市场通常需要提供安全性研究报告ꎬ因此ꎬ中药毒性的快速评价与筛选是中药研究领域亟待解决的问题[51] 传统的药理毒理研究方法很难进行较全面的评价ꎬ而且对于慢性毒性和不良反应ꎬ传统研究方法耗时长ꎬ需要大量人力物力ꎬ而且某些毒性和不良反应可能检测不到[52] 利用基因芯片技术将中药的毒副作用与基因表达特征联系起来ꎬ通过基因的表达分析即可确定药物的毒性 1999年美国国家环境健康科学研究所(NIEHS)研究人员成功开发了基于基因组和DNA微阵列技术开发的分子生物学技术ToxChipꎬ应用于确定天然和合成化合物的相对安全性ꎬ它将能够让科学家在分子水平上评估外来毒物的毒性ꎬ该技术对传统毒理学具有革命性意义[53-54].6㊀中药基因组学的研究中药基因组学是进行中药有效成分筛选㊁复方制剂研究㊁中药质量控制与安全性研究以至于中药基因芯片构建的基础与重要依据.该学科是从基因组水平研究中药及其对人体作用的一门前沿学科ꎬ利用组学技术研究中药基原物种的遗传信息及其调控网络ꎬ阐明中药防治人类疾病的分子机制[55]ꎬ长期以来传统中药的应用主要研究方向集中在形态识别㊁化学物质基础揭示㊁药效作用分析㊁资源调查㊁人工栽培等方面[56]ꎬ但就更深层次的从分子生物学基因层面阐述中药及复方的药性研究ꎬ中药新药研发以及通过基因工程进行中药次生代谢产物合成等领域传统研究思路与方法很难具备用武之地ꎬ因此中药基因组学的研究基于分子生物学及基因组学两大学科ꎬ而基因芯片ꎬDNA条形码等有关分子生物学㊁基因组学的先进技术极大地推动了利用药用植物鉴别领域的发展.在丹参酮生物合成基因筛选研究中ꎬ崔光红[57]构建了首张丹参cDNA芯片ꎬ从4354个cDNA克隆中得到114个在不同时期差异表达的独立基因ꎬ52个为丹参中首次报道 王学勇[58]通过诱导子处理丹参毛状根ꎬ采用cDNA芯片杂交ꎬ获得了诱导后48h的差异基因转录谱ꎬ并克隆得到了5条与丹参酮生物合成相关基因 此项研究以中药基因组学基础通过构建高通量基因芯片从转录水平分析有关丹参酮翻译产物合成机制ꎬ为更深层次通过基因工程实现丹参酮人工生物合成提供理论基础.7㊀基因芯片技术在中药现代化研究中的不足诚然基因芯片技术可在中药作用机理㊁新药研发及有效成分筛分㊁复方研究及中药质量控制与安全性等方面ꎬ为现代化研究提供了全新的分析途径ꎬ并且推动了传统中医与现代医学的接轨ꎬ但不可否认该技术还存在许多不足有待发展完善ꎬ如基因芯片技术存在假阳性ꎬ基因芯片的特异性㊁检测系统的分辨率和灵敏度都有待提高ꎬ检测样品的制备及标记有待简化ꎬ基因芯片应用的成本较高限制了其应用的普及等.8㊀展望将基因芯片技术应用在中药现代化研究中ꎬ对克服由于中药化学成分复杂性及多样性导致难以解释作用机制等矛盾提出了新方案ꎬ为阐明中药的治病防病理论ꎬ提高在国际医学领域认可度有极952㊀第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀刘玉峰ꎬ等:基因芯片技术在中药现代化研究中的应用进展㊀㊀大帮助.要在中药现代化研究中ꎬ新药研发有效成份提取㊁复方制剂研究㊁中药质量控制与安全性研究等方面充分利用基因芯片技术ꎬ我们相信这样可以有效的刺激中药基因组学的发展ꎬ促进现代分子生物学及基因组学与中国传统中医文化相结合ꎬ有效为中医理论文化的继承与发展提供支撑ꎬ并且通过提高中药道地性形成研究㊁解释中药遗传机制与药性相互作用ꎬ研究保护品种稳定性的方法ꎬ建立中药优质品产地及基因组相关数据库ꎬ完善中药材野生资源保护机制ꎬ保护中药品种和遗传信息资源这一国家战略资源.综上所述ꎬ现代分子生物学及基因组学的持续研究造就了近30年基因芯片技术的不断发展ꎬ而中药现代化发展借助此项技术取得了的举世瞩目成就ꎬ可以预见其发展和应用前景极为广阔 目前ꎬ从分子水平研究中药最为高效率㊁高通量的技术手段依然是基因芯片技术ꎬ为中药现代化研究提供了新的发展空间 未来ꎬ随着该技术的完善ꎬ其在中药研究领域也将更为广阔.参考文献:[1]㊀刘庆山ꎬ张梓倩ꎬ黄秀兰ꎬ等.现代制备色谱技术在少数民族医药快速研究体系中的应用[J].中央民族大学学报(自然科学版)ꎬ2009ꎬ18(3):73-77.[2]㊀曾茂贵ꎬ纪莎.功能基因组学及生物芯片技术在中药现代化研究中的应用[J].福建中医学院学报ꎬ2005ꎬ15(S1):98-101.[3]㊀刘庆山ꎬ张梓倩ꎬ方亮ꎬ等.高通量技术与网络药理学在中药活性成分筛选中的应用[J].中国中药杂志ꎬ2012ꎬ37(2):134-137.[4]㊀FodorsSDꎬFicarraGꎬEversoleLRꎬetal.DNAchiptechnologyanteportas[J].Scienceꎬ1991ꎬ251:762.[5]㊀SchenaMꎬShalonDꎬDavisRWꎬetal.QuantitativemonitoringofgeneexpressionpatternswithacomplementaryDNAmicroarray[J].Scienceꎬ1995ꎬ270(5235):467-470.[6]㊀HughesTRꎬMartonMJꎬJonesARꎬetal.Functionaldiscoveryviaacompendiumofexpressionprofiles[J].Cellꎬ2000ꎬ102(1):109-126.[7]㊀LiuBFꎬOzakiMꎬUtsumiYꎬetal.Chemiluminescencedetectionforamicrochipcapillaryelectrophoresissystemfabricatedinpoly(dimethylsiloxane)[J].AnalyticalChemistryꎬ2003ꎬ75(1):36-41.[8]㊀LiuDRꎬCaoLPꎬYuJKꎬetal.Diagnosisofpancreaticadenocarcinomausingproteinchiptechnology[J].Pancreatologyꎬ2009ꎬ9(1/2):127-135.[9]㊀ManaresiNꎬRomaniAꎬMedoroGꎬetal.ACMOSchipforindividualcellmanipulationanddetection[J].IEEEJournalofSolid 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̄Dawleyrats[J].Fitoterapiaꎬ2012ꎬ83(3):461-468.[32]㊀ChaoBꎬHuangSJꎬPanJHꎬetal.SaikosaponinddownregulatesmicroRNA ̄155andupregulatesFGF2toimprovedepression ̄likebehaviorsinratsinducedbyunpredictablechronicmildstressbynegativelyregulatingNF ̄κB[J].BrainResearchBulletinꎬ2020ꎬ157:69-76.[33]㊀SatohHꎬIshikawaHꎬOhtsukaMꎬetal.Japaneseherbalmedicineinpatientswithadvancedlungcancer:Prolongationofsurvival[J].JournalofAlternativeandComplementaryMedicine(NewYorkꎬN.Y.)ꎬ2002ꎬ8(2):107-108.[34]㊀NiwaKJꎬHashimotoMꎬLianZLꎬetal.InhibitoryeffectsoftoremifeneonN ̄methyl ̄N ̄nitrosoureaandestradiol ̄17β ̄inducedendometrialcarcinogenesisinmice[J].JapaneseJournalofCancerResearchꎬ2002ꎬ93(6):626-635.162㊀第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀刘玉峰ꎬ等:基因芯片技术在中药现代化研究中的应用进展。

基因芯片用于组分中药新双龙方的配伍机制研究

基因芯片用于组分中药新双龙方的配伍机制研究

基因芯片用于组分中药新双龙方的配伍机制研究吕琳星;范雪梅;梁琼麟;王文凯;王义明;罗国安【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2012(033)011【摘要】The pharmacological mechanism of New Shuanglong Formula with its two effective components total ginsenoside(TGS) and total salvianolic acid(TSA) on acute myocardial infarction ( AMI) rats was compared by cDNA microarray. The model was induced by ligation of the left anterior descending artery, and significant genes were screened( Ratio > 2 or <0. 5) when AMI rats were treated before and after with New Shuanglong Formula and components by genome-wide expression profiles. Through comprehensive analysis of significant genes of four groups, the similarities and differences of effect between New Shuanglong Formula and components were analyzed and the synergy of compound compatibility at molecular control level was discussed; meanwhile, quantitative real time reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR) was used to analyse Cacnald gene(associated with Calcium ion transport) and Flnb gene (associated with Vascular repair) which both were directly related to the pharmacological effects. The analysis of significant genes showed the effect on gene expression of AMI rats was different from New Shuanglong Formula to components, the compound appeared to play a better effect than components. Through clustering analysis ofdifferent genes and the comparison of regulation effects by drugs, the compound appeared to play a better effect than componects. Pathway analysis indicates the affects of New Shuanglong Formula and components are mainly through regulating calcium signaling pathway, MAPK signaling pathway and so on, and the compound involved more pathways; common target genes which are regulated by compound and components were screened, although their expression patterns are not exactly the same, but the compound appear to play a better effect. The results of this study have illuminated the advantage of New Shuanglong Formula from the perspective of molecular control.%采用基因芯片技术研究了中药新双龙方及其有效组分人参总皂苷和丹参总酚酸治疗急性心肌梗塞(AMI)大鼠的作用机制.以结扎大鼠冠脉左前降支的方法制备急性心梗模型,采用大鼠全基因组表达谱芯片分别筛选出AMI大鼠给药前及新双龙方与组分给药后的差异表达基因(Ratio>2或<0.5),通过对4组差异基因的综合分析,比较了新双龙方与组分作用方式的异同,从分子调控水平上探讨复方配伍后的增效作用,同时对与药效作用机理直接相关的钙离子转运相关的Cacna1d基因和血管修复相关的Flnb基因进行了实时荧光逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)定量.结果表明,新双龙方与2种有效组分对心梗大鼠基因表达的影响不同.对差异基因的聚类分析以及药物的调控作用比较结果均表明复方比组分的疗效更好;通路分析结果表明,新双龙方与组分均主要通过调控钙信号转导通路、丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路(MAPK)信号等通路发挥药效作用,且复方涉及更多通路;筛选出了复方与组分共同调控的靶点基因,其在3组中具有不完全相同的表达趋势,但复方具有更积极的调控作用.本研究结果从分子调控角度证实了复方新双龙方的配伍优势.【总页数】8页(P2397-2404)【作者】吕琳星;范雪梅;梁琼麟;王文凯;王义明;罗国安【作者单位】江西中医学院药学院,南昌330004;清华大学化学系,北京100084;清华大学化学系,北京100084;江西中医学院药学院,南昌330004;江西中医学院药学院,南昌330004;清华大学化学系,北京100084;江西中医学院药学院,南昌330004;清华大学化学系,北京100084【正文语种】中文【中图分类】O652【相关文献】1.类叶牡丹总皂苷与总生物碱组分r配伍治疗类风湿性关节炎的配伍增效机制研究[J], 吕春艳;吕邵娃;郭玉岩;李国玉;匡海学2.基于方剂配伍理论的中药有效组分配伍抗脑缺血再灌注损伤作用原理探讨 [J], 朱慧渊;党珊;万海同;王斌;康亚国;刘妍如;苗琦;雷建林3.基因芯片技术在中药抗肿瘤机制研究中的应用 [J], 张松波;段娟;尚云峰4.基因芯片技术在中药药理作用机制研究中的应用 [J], 刘天龙;李玉文;张一恺;尚沛津;翟小虎;梁凌飞;文爱东5.基因芯片技术在中药治疗糖尿病机制研究中的作用 [J], 柴可夫;黄晓玲因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基因芯片在中医学领域应用的研究进展

基因芯片在中医学领域应用的研究进展

基因芯片在中医学领域应用的研究进展高冬梅【期刊名称】《中国中医药现代远程教育》【年(卷),期】2013(011)007【总页数】2页(P5-6)【关键词】基因芯片;中药;研究进展;综述【作者】高冬梅【作者单位】山东中医药大学中药学博士后流动站,济南,250355【正文语种】中文当新世纪曙光升起的时候,人类基因组测序工作已接近尾声,进一步了解基因产物及其相互关系及实现从基因结构到基因功能跨越的后基因组研究,已成为生命学科的热切要求。

应运而生的基因芯片技术给后基因组研究提供了有力的技术支持。

与此同时,中医界的一些有识之士也纷纷撰文憧憬着基因芯片技术在中医药研究的应用[1]。

中药品种繁多,如何筛选出有效中药,进而从有效中药中筛选出有效成分,并快速进行中药毒理学研究,如何高效、快捷地应用于临床,是中药药理研究的重大问题。

传统的方法学对逐个单味药进行分析,进而对其不同有效成分(单体)进行实验,其过程复杂,耗时多,投入量大,但产出却很少。

相反,如果采取高通量基因芯片筛选方法,快速筛选出有效成分,并快速完成毒理学实验,并利用计算机系统综合分析各种成分间相互作用关系,绘制出中药复杂成分间相互作用的可能图谱,有望大大加快中药现代化进程,也为中药产业化提供技术保障。

基因芯片又称DNA微阵列技术,简称DNA芯片。

最早是由E.Southern在1989年提出,是在芯片上按照特定的排列方式,固定上大量探针,形成一种DNA微矩阵,将样品DNA/RNA扩增、体外转录等技术掺入标记分子后,与位于芯片的探针杂交通过同位素法、化学荧光法、化学发光法或酶标法显示,利用计算机进行综合分析,获得样品中大量基因序列及表达的信息。

该技术具有高通量和平行检测的优势。

现就近10年基因芯片在中药领域的应用与意义阐述如下。

1 基因芯片在中药领域的应用1.1 在基因水平上寻找药物靶标,解释药物作用机制将中药视为组合化学库,筛选其中的有效成分,由此比较基因芯片上基因表达谱的变化,则有可能开发作用机制较明确的新中药。

基因芯片技术在中药领域中的应用_束雅春

基因芯片技术在中药领域中的应用_束雅春

第 30 卷 第 7 期 2012 年7 月
中华中医药学刊
CHINESE ARCHIVES OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE
Vol. 30 No. 7 Jul. 2 0 1 2
莓 ( Cayratia japonica) 等进行 RAPD 分析,为绞股蓝的准确 鉴定提供了理论依据。赵永亮[7] 等对四川雅安市天全县 著名道地栽培药材川牛膝( Cyathula officinalis) 及其他不同 地域的川牛膝、头花杯苋和杂交牛膝等进行多态性和聚类 分析研究,结果表明 RAPD 技术可有效从 DNA 分子水平鉴 定川牛膝药材的道地性。 2. 2 应用于中药新药开发 基因芯片技术在新药的设 计、筛选、开发中发挥重要作用,使得药物的筛选、靶基因的 鉴别和新药测试开发的速度提高,成本降低。目前,肿瘤中 草药筛选和开发是研究的 热 点 领 域,有 学 者[8] 利 用 微 巨 阵 基因芯片在抗肿瘤血管生成中草药相关基因筛选中得出结 论,利用基因芯片技术可从基因水平解释中药的作用机制, 为新药的开发提供理论依据。2003 年,日本 lizuka 等[9]对 黄连水提物及单体成分小檗碱的作用进行了对比研究,结 果发现药材的水提液要比纯单体成分在杀伤肿瘤细胞方面 更有效,并且借助含 11000 个基因的单核苷酸序列分析癌 细胞系给药前后的基因表达谱差异,阐明两者的分子机制 有不同之处,其中癌细胞中的 RECQL 基因( 可通过修复癌 细胞 DNA 而引起多药耐药性) 的表达水平的增高与耐受小 檗碱呈正相关,但对黄连水提液则无此效应,且从更深层次 上解释了黄连水提液抗癌细胞效果强于小檗碱单体的药理 机制。近年来植物制剂治疗 AIPCa 的作用受到重视,其中 PC - SPES 最引人注目。刘宇军等[10]研究 PC - SPESⅡ对 雄激素非依赖性前列腺癌( AIPCa) 基因表达的影响。结果 发现 30 个 基 因 表 达 下 调,包 括 AIPCa 凋 亡 耐 受 基 因 EIF4EBP 和 FOXj、AIPCa 转化基因 ADM 和 PCNA,AIPCa 细 胞表面标记物 PSCA 和 FAS,以及侵袭性相关基因 IGF - 1、 Met - 1、B - myb 等。11 个基因表达上调,包括 AIPCa 细胞 生长抑制基因 PMEPA1 和 SFRP4,雄激素依赖性细胞表面 标记物 TMPPSS2、KLK3 ( PSA) 、DD3 和 STEAP 等。PC - SPESⅡ可能通过抑制 AIPCa 凋亡耐受机制、改善 AIPCa 表 型,恢复雄激素 依 赖 性、降 低 转 移 能 力 等 多 种 途 径 发 挥 抗 AIPCa 作用。有学者提出了现代中药新药筛选系统[11],该 系统建立有对照的有效部位差异基因表达谱数据库,可在 基因表达水平上更快速、更准确、更为可行地进行中药单、 复方、中药之间的配伍、中药各组分之间的配伍筛选,大大 缩短新药研究的周期。袁均英等[12]利用 BH3 结构域可以 和 Bcl - 2 家族结合,抑制 Bcl - 2 诱导细胞凋亡的作用产生 肿瘤的原理,建立筛选诱导细胞凋亡抗肿瘤药物的技术平 台。高虹等[13]建立毒草碱样胆碱 M1 受体激动剂的高通 量筛选模型。将 M1 受体基因质粒( M1 / pCDNA3. 1) 与报 告基因质粒( 3 × CRE /3 × MRE / SRE - LUC) 按 1 ∶ 5 的比例 共转染 HEK293,建立了一个稳定的 M1 受体激动剂报告基 因筛选细胞株。并以此模型进行 M1 受体激动剂筛选,并对 多种抗衰老中药水提物进行了筛选,找到 3 种对 Ml 受体有 活性的中药,认为该系统能准确、稳定、有效地应用于 M1 受 体激动剂的高通量筛选。利用基因芯片比较疾病模型与正 常模型基因表达的差异,也可以有效的发现新的药物靶标。 2. 3 应用于中药复方研究 由于中药复方作用复杂,目 前尚没有一种准确的方法能清楚地阐明中药复方的作用机 理。近年来,高通量基因芯片的发展,能同时检测出大量信 息,为中药复方研究提供了新的思路和方法。周联等[14]以

浙江中医院血液病所基因芯片研究中药有突破

浙江中医院血液病所基因芯片研究中药有突破

浙江中医院血液病所基因芯片研究中药有突破

【期刊名称】《世界科学技术:中医药现代化》
【年(卷),期】2005(000)0S1
【摘要】由浙江省中医院血液病研究所所长高瑞兰研究员主持的课题组,历时3年于新近完成的《制备细胞增殖分化和凋亡基因芯片研究中药有效成分》研究,初步建立了基因芯片研究中药的评价标准,为中药研究提供了新思路和新方法基因芯片可大通量、高灵敏度地跟踪药物作用后细胞内数干个基因的变化。

高瑞兰主持的课题组在浙江大学医学院和澳大利亚悉尼新南威尔士大学圣乔治医院专家协助下,从2003年1月开始制备细胞
【总页数】1页(P)
【作者】文
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】R2-03
【相关文献】
1.高压氧对缺血缺氧性脑病所致抑郁状态患者的临床疗效及其对血液流变学的影响研究 [J], 刘星星;许勤伟;李赛兰;蒋陆平
2.风湿性心瓣膜病所致顽固性心力衰竭短期应用血液透析治疗的研究 [J], 李晓丹
3.浙江省肾脏疾病防治术研究重点实验室浙江大学医学院附属第一医院杭州市中医院 [J],
4.基因芯片研究中药有突破 [J],
5.基因芯片技术与中药研究——中药基因组学 [J], 荆志伟;王忠;高思华;王永炎因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基因芯片技术在中药基因组学研究中的应用

基因芯片技术在中药基因组学研究中的应用

收稿日期:2006-12-01; 修订日期:2007-02-02基金项目:黑龙江省自然科学基金重点项目(ZJ Y005006-02);黑龙江省研究生创新科研资金项目作者简介:唐先明(1978-),男(汉族),黑龙江哈尔滨人,现为黑龙江中医药大学2004级硕士研究生,学士学位,主要从事抗肿瘤中药药理研究工作.*通讯作者简介:王振月(1956-),男(汉族),黑龙江哈尔滨人,黑龙江中医药大学教授,学士学位,主要从事中药资源与开发、生物技术、新药开发研究工作.基因芯片技术在中药基因组学研究中的应用唐先明1,王振月1*,赵海鹏1,王宗权1,2,陈智岩1(1.黑龙江中医药大学药学院,黑龙江哈尔滨 150040;2.河北以岭医药研究院,河北石家庄 050035)摘要:该文基于现代基因组学特别是功能基因组学及一些生物技术手段的研究进展及发展趋势,从一个新的视角提出了开展/中药基因组学(TC M G enomm ics)0研究的策略。

认为当前中药的现代化研究应集中体现于中药基因组学,并将以基因芯片等为核心的基因技术引入中药基因组学和现代中药研究。

将中药的作用机理或功能利用能代表其功能的一组基因表达的影响来诠释。

关键词:基因芯片; 中药基因组学; 中药现代化中图分类号:R2-03 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2007)05-1097-03Application of G ene Chip Technology to Traditional Chinese M edicine G eno mm icsTANG X ian-m ing 1,WANG Z hen -yue1*,Z HAO H a-i peng 1,W ANG Z ong -quan 2,C H E Z h-i yan 1(1.College of Phar macy,H eilongjiang University o f T rad itional Chinese M edicine ,H arbin 150040,China;2.Yiling M ed ical Instit u te ,Yili n g,H ebei 050035,China )Abst ract :In t h is paper a new research strategy o f /TC M G enom ics 0is proposed on the basis of ach i eve m ents and advances i nthe fi e l ds o fHG P ,b i ochip pro teom i cs ,biotechnology andm odern analytic techno log ies .In o rder to e l uc i date the action or functi on o f TC M w ith its regulation to a group o f genes tha t represent t h i s ac ti on or functi on .W e presume thatm ode rniza ti on of TC M shou l d focus on TC M G enomm i cs and apply g ene techno l ogy cen tred upon gene ch i p to TC M G enomm ics and m odern research of TCM.K ey w ords :G ene chip ; TC M G enomm i cs ; M oderniza tion o f TC M化学曾经在中药研究与开发领域扮演了极为重要的角色,但今天药物研究与开发的基础已经由化学转变为生物学,尤其是分子生物学、基因组学和生物信息学。

中医证候基因芯片研究论文

中医证候基因芯片研究论文

通过基因芯片检测,获得了不同证候病人样 本中基因表达谱的差异。
与文献报道的结果进行对比,发现这些关键 基因和信号通路与中医证候的发病机制相关 联。
05
结论和讨论
研究结论总结
基因芯片技术成功应用于中医证 候生物学基础研究领域,为中医 证候的客观化和标准化提供了有
效工具。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
研究发现了不同证候之间以及证 候内部的基因表达谱差异,为深 入探讨中医证候的生物学基础提
06
参考文献
中文文献
01
王丽凤.中医证候基因芯片在冠心病中 医证候研究中的应用[J].中国中医药杂 志,2018,34(22):34-37.
02
赵丽红.基因芯片技术在中医药研究中 的应用与展望[J].中国中西医结合杂志 ,2019,39(11):34-38.
03
马玉坤.基因芯片技术在中医证候研究 中的运用[J].中华中医药杂志 ,2020,35(5):34-38.
然而,中医证候的主观性、复 杂性以及与现代医学的差异一
直是研究难点
基因芯片技术的应用意义
基因芯片技术是一种高通量的生物技术,可以同时检测和分析多个基因的表达和 变异
通过基因芯片技术,可以对疾病进行更深入、全面的研究,了解疾病的发病机制 和病理生理过程
同时,基因芯片技术可以为疾病的早期诊断、治疗和预后评估提供更准确、可靠 的科学依据
Ning Y, et al. Application of gene chips in traditional Chinese medicine research: a review[J]. J Integrative Med, 2018,16(2):99104.
Zhang YY, et al. Using gene chips to study the mechanism of traditional Chinese medicine syndromes[J]. Chin J Integr Med, 2019,25(3):134-139.

基因芯片在中医药研究中的应用

基因芯片在中医药研究中的应用

基因芯片在中医药研究中的应用李劲平;王培训【期刊名称】《中医杂志》【年(卷),期】2001(42)12【摘要】1995年,斯坦福大学的Schena M和Brown PO等在Science 杂志上发表第一篇基因表达谱芯片以来,在世界上兴起了一股基因芯片的大浪潮,基因芯片技术的开发和利用为AIDS病研究、癌症研究、疾病诊断、基因治疗、中西新药开发、新食品开发以及生命科学研究提供了一种全新的手段.世界上许多科学家纷纷对基因芯片的出现进行评价,并对基因芯片的应用前景作了一些大胆的预测.1999年Nature Genetics杂志出版增刊,邀请专家学者对基因芯片的发展方向进行探讨.本文就基因芯片在中医药研究中的应用作一介绍,希望能为中医药现代化提供一点有益的思考. 1 基因芯片简介基因芯片(Gene chip)又叫DNA微阵列技术(DNA microarray),也称为DNA芯片.是20世纪90年代兴起的一项前沿生物技术,它横跨生命信息、生物物理、生命科学、化学、电子技术、计算机科学、统计学等众多学科.基因芯片是从传统的Southern杂交和Northern杂交基础上发展起来的,指在尼龙膜、玻璃、硅片或瓷片上的一微小区域内(1cm2),将成千上万条DNA探针按一定的规律排列,然后与标记了的待检样品进行杂交(hybriding),通过芯片扫描仪对芯片进行扫描,检测每一点杂交信号的有无及强弱,由相应统计软件进行统计分析,就可以检测出待检样品基因表达的种类和基因的表达量.【总页数】2页(P750-751)【关键词】基因表达分型法;寡核苷类排列序列分析;基因芯片;中医药研究;应用;中医;中药【作者】李劲平;王培训【作者单位】广州中医药大学免疫学与分子生物学技术实验室【正文语种】中文【中图分类】R2-03;Q75【相关文献】1.基因芯片技术在中医药现代化研究中的应用 [J], 魏莉;谢佐福2.基因芯片在心血管疾病与中医药研究中的应用 [J], 杜丽;周苏宁3.基因芯片技术在中医药研究中的应用进展 [J], 陈斌4.基因芯片技术在中医药诊治糖尿病及其并发症研究中的应用 [J], 柴可夫;黄晓玲5.基因芯片技术在免疫学研究中的应用及其对中医药研究的启发 [J], 马宇滢;张新民因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

中医证候基因芯片研究论文

中医证候基因芯片研究论文

中医证候基因芯片研究论文摘要:中医证候基因芯片是一种新型的研究方法,它能够研究中医证候与基因的关系,为中医疾病诊断和治疗提供参考依据。

本文从中医证候基因芯片的研究背景、原理、方法和应用等方面进行了综述,并对其在中医疾病研究中的潜在价值进行了探讨。

关键词:中医证候基因芯片;中医疾病诊断;中医疾病治疗;潜在价值引言:中医是中国特有的传统医学,具有悠久历史和丰富经验。

中医理论强调人体的整体性和调节功能,着重于对疾病的辨识和调理,与现代西医的疾病诊断和治疗方法有着显著的差异。

然而,中医的疾病分类和治疗方法在现代医学中仍然具有一定的争议,主要原因是缺乏科学的证据支持。

近年来,随着基因组学的快速发展,人们对基因与疾病之间的关系有了更深入的认识。

因此,将基因与中医证候结合起来,研究中医证候的基因表达谱和变异特征,对中医疾病的诊断和治疗具有重要意义。

中医证候基因芯片是一种利用基因芯片技术研究中医证候与基因表达谱的关系的方法。

基因芯片是一种高通量的基因检测技术,能够在一次实验中检测上千个基因的表达水平。

将中医证候与基因芯片相结合,可以系统地研究中医疾病的分子机制和遗传变异的关系。

中医证候基因芯片在中医疾病的诊断和治疗方面具有广阔的应用前景。

通过研究中医证候的基因表达谱,不仅可以揭示中医疾病的分子机制,还可以为中医疾病的个体化诊断和治疗提供依据。

此外,中医证候基因芯片还可以用于中医药的研发和药效评价,为中医药的现代化发展提供参考。

中医证候基因芯片的研究具有重要的潜在价值。

一方面,它可以为中医疾病的诊断和治疗提供科学依据,推动中医疾病的现代化研究。

另一方面,中医证候基因芯片还可以为中医疾病的预防和个体化治疗提供指导,提高中医疾病的治疗效果和生活质量。

结论:中医证候基因芯片是一种重要的研究方法,它能够系统地研究中医证候与基因的关系,为中医疾病诊断和治疗提供科学依据。

然而,中医证候基因芯片研究仍处于起步阶段,还需要进一步的实践和深入的研究。

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Vol.33高等学校化学学报No.112012年11月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 2397~2404基因芯片用于组分中药新双龙方的配伍机制研究吕琳星1,范雪梅2,梁琼麟2,王文凯1,王义明1,2,罗国安1,2(1.江西中医学院药学院,南昌330004;2.清华大学化学系,北京100084)摘要 采用基因芯片技术研究了中药新双龙方及其有效组分人参总皂苷和丹参总酚酸治疗急性心肌梗塞(AMI)大鼠的作用机制.以结扎大鼠冠脉左前降支的方法制备急性心梗模型,采用大鼠全基因组表达谱芯片分别筛选出AMI 大鼠给药前及新双龙方与组分给药后的差异表达基因(Ratio>2或<0.5),通过对4组差异基因的综合分析,比较了新双龙方与组分作用方式的异同,从分子调控水平上探讨复方配伍后的增效作用,同时对与药效作用机理直接相关的钙离子转运相关的Cacna 1d 基因和血管修复相关的Flnb 基因进行了实时荧光逆转录聚合酶链式反应(RT⁃PCR)定量.结果表明,新双龙方与2种有效组分对心梗大鼠基因表达的影响不同.对差异基因的聚类分析以及药物的调控作用比较结果均表明复方比组分的疗效更好;通路分析结果表明,新双龙方与组分均主要通过调控钙信号转导通路㊁丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路(MAPK)信号等通路发挥药效作用,且复方涉及更多通路;筛选出了复方与组分共同调控的靶点基因,其在3组中具有不完全相同的表达趋势,但复方具有更积极的调控作用.本研究结果从分子调控角度证实了复方新双龙方的配伍优势.关键词 基因表达谱;实时荧光定量聚合酶链式反应;复方配伍;新双龙方;急性心肌梗塞中图分类号 O652 文献标识码 A doi :10.7503/cjcu20120347收稿日期:2012⁃04⁃13.基金项目:国家自然科学基金重点项目(批准号:81130066)和科技部国际合作项目(批准号:2010DFA32420)资助.联系人简介:罗国安,男,教授,博士生导师,主要从事生命分析化学相关研究.E⁃mail:luoga@ 中药复方双龙方由人参和丹参两味药材配伍而成,主治冠心病气虚血瘀证.具有 益气养血㊁活血通脉”的功能.复方中以甘温的人参为君,补充人体不足之气;臣以味苦㊁微寒的丹参,活血通脉㊁祛瘀止痛[1].现代药理研究采用大鼠心梗模型证实双龙方对心肌梗塞有明确的治疗作用[2].本课题组[3]采用化学物质组学研究证明人参总皂苷和丹参总酚酸是双龙方治疗心肌缺血的药效物质基础,其配伍后组成的组分中药新双龙方在大鼠急性心肌梗死发生时能够减小心肌梗死范围,减轻心肌损伤程度,增加心肌小血管密度,增加心肌供血,改善心血管功能,但其作用机制尚不清楚.基于AMI 是一个多环节共同参与的病理过程,而中药复方正是在整体观㊁系统论和中医药理论指导下的,考虑 系统⁃系统”相互作用的 由繁到简”,即从药材配伍到组分配伍到成分群的过程[4].本研究从分子生物学角度对复方及其有效组分的药理作用作了进一步探讨,旨在阐释组分中药新双龙方的药效和配伍作用.前文[5〛已将基因芯片技术应用于中药作用和复方配伍减毒[6]等机制研究,本文通过构建新双龙方及其有效组分人参总皂苷和丹参总酚酸分别干预心梗模型大鼠的全基因组表达谱,采用比较基因组学的模式探讨了3组药物作用方式的异同,从分子调控角度阐释组分中药新双龙方的药效机制及复方配伍优势.1 实验部分1.1 试剂与仪器晶芯®大鼠全基因组表达谱芯片㊁晶芯®cRNA 扩增标记试剂盒(北京博奥生物有限公司);荧光染料Cy3⁃dCTP /Cy5⁃dCTP(瑞典Amersham 公司);Nucleospin ®RNA Clean⁃up 和Nucleospin ®ExtractⅡ8932高等学校化学学报 Vol.33 (美国MN公司);Trizol Reagent(美国Invitrogen公司);First Strand cDNA Synthesis Kit(美国Fermentas 公司);RealMasterMix(SYBR Green)荧光定量试剂盒[天根生化科技(北京)有限公司];RNase free water(美国Quagen公司);无水乙醇㊁氯仿㊁异丙醇均为国产分析纯(北方化工厂).丹参总酚酸(批号:20080604,自制),人参总皂苷(批号:20080603,自制),新双龙方由2种组分按药效试验筛出的最佳比例配伍组成.BioMixerTMⅡ芯片杂交仪㊁LuxScan10KA双通道激光扫描仪(北京博奥生物有限公司)㊁紫外交联仪(宁波新芝生物科技股份有限公司);超小型真空浓缩仪(日本Taipec公司);GS482双模块基因扩增仪(英国Gene Technologies公司);ABI7300Real Time PCR System(美国ABI公司);台式冷冻离心机(德国Hettich公司);Biophotometer核酸紫外分析仪(德国Eppendorf公司).1.2 大鼠急性心梗模型的建立及给药方法清洁级雄性SD大鼠,体重(250±20)g,购自清华大学动物实验中心.采用文献[7]方法建立心梗模型,即在大鼠自主呼吸条件下,迅速开胸挤出心脏进行冠状动脉结扎,通过心电图㊁心梗面积变化和血清酶学指标检测等证实结扎成功.将大鼠分为模型组(M)㊁双龙方给药组(NSLF)㊁丹参总酚酸给药组(TSA)和人参总皂苷给药组(TGS);另设假手术组(SHAM),只进行开胸穿线,但不结扎,每组6只.给药量为5g生药/kg,将NSLF,TSA和TGS组用生理盐水配制成此剂量浓度的混悬液,采用灌胃方式连续给药7d,每天1次;SHAM组和M组灌胃等量生理盐水.7d后将大鼠处死,取其心脏梗死区与正常组织之间的病变区域,剪碎后立即放入冻存管并置于液氮中保存.1.3 总RNA样本的提取按照Trizol试剂盒操作方法,提取大鼠心脏组织中的总RNA,用RNase free water溶解.用核酸紫外分析仪检测纯度,OD260nm/280nm值(吸光度)为1.8~2.1;用甲醛变性凝胶电泳检测完整性,28S和18S2个条带清晰可见,无拖尾现象;总RNA质量符合芯片实验要求.1.4 基因芯片杂交及数据分析27K Rat Genome Array为双通道芯片,杂交实验分为4组:SHAM/M,记为SHAM组;NSLF/M,记为NSLF组;TGS/M,记为TGS组;TSA/M,记为TSA组.按照晶芯®cRNA扩增标记过程,其中假手术组及给药组作为实验组,荧光标记为Cy5;模型组为共同对照组,荧光标记为Cy3.每组芯片进行3次生物学重复.将点样后的芯片于42℃恒温杂交12~14h,采用LuxScan10KA双通道激光扫描仪扫描芯片,结果用BoaoAnalyzer系列软件进行归一化等处理后提取数据.根据Cy5/Cy3的荧光信号变化倍数(Ratio值)筛选差异基因,Ratio值大于2为显著上调表达基因;小于0.5为显著下调表达基因. 1.5 Real⁃time PCR对芯片差异表达基因的验证取1μg总RNA逆转录合成cDNA,采用SYBR GreenⅠ法对待测基因进行实时荧光定量PCR扩增,反应过程:95℃,10min;95℃,15s;62℃,30s;72℃,30s;40cycles.PCR引物采用Primer5.0软件设计,由上海生工生物工程技术服务有限公司合成(见表1).采用绝对定量分析法,将标准品级别稀释后与待测样本同时进行反应,通过构建标准曲线获得未知样本的量.以管家基因GAPDH为校准基因,模型组为校准样本,分别计算待测基因Cacna1d和Flnb在SHAM组㊁NSLF组㊁TSA组和TGS组中相对于M组的表达水平.Table1 Sequence information of the primersGene Forward Primer Reverse Primer Amplification size GAPDH GCATCCTCGGCTACAGTGAG TCCACCACCATGTTGCTGTA125Cacna1d TCCCTTCAGCAGACCAATACCA GCATTTGTGGAGGTGGGAACTT163Flnb AGCCACCGTCCACGACAATAA CGATAAGGAGAAAGTGGGATGTTG1192 结果与讨论2.1 复方与组分基因表达谱的聚类分析分别对4组芯片数据分析后筛选出SHAM组778个,NSLF组941个,TSA组334个及TGS组971个差异基因.采用Cluster3.0软件及其相匹配的TreeView 可视化软件,对差异基因进行层次聚类分析(图1).结果表明,NSLF 组㊁TSA 组和TGS 组各自聚为一类,表明三者对心肌梗塞具有不同的作用机制.值得注意的是,给药后NSLF 组的聚类距离接近SHAM 组,表明复方作用后的基因表达与假手术组有最相似的表达趋势,这从调控水平上体现出组分配伍后对基因的调节恢复更接近于假手术组,能使心梗大鼠得到更好的治疗.并且这些基因在复方组的表达并不是单一组分简单相加之和,而是有其特定的调节作用.Fig.1 Hierarchical clustering of differentially expressed genes of 4groupsEach group included 3samples which were marked 1,2and 3as the biology repeat.The model group served as the common control in hybridization experiments.The dendrogram shows the clustering of samples.2.2 复方与组分对病理分子的直接调控作用比较找出NSLF 组,TGS 组,TSA 组与SHAM 组差异基因的交集:NSLF∩SHAM =246,TGS∩SHAM =144,TSA∩SHAM =79(见图2),然后从每个交集中分别筛选出2组Ratio 值相近的基因,即为3个给药组分别使大鼠造模后发生变化的基因表达逆转向正常水平的基因.结果表明,复方可逆转的基因数远远大于2个组分组(见图3),反映出对病理分子更好的疗效,充分体现出了中药配伍的优势.Fig.2 Intersection of 4groups Fig.3 Comparison of gene number inversedby NSLF ,TGS and TSA2.3 复方与组分差异表达基因的通路分析采用MAS3.0(博奥分子注释系统)软件对3组差异基因分别进行通路(Pathway)分析,按照软件计算出的P <0.005为节点,发现NSLF 组涉及42条,TGS 组涉及37条,TSA 组涉及13条通路.本文选取基因数≥7个的通路(图4)进行讨论.NSLF,TGS 和TSA 可使大鼠心肌细胞内产生应答的共同通路有:(1)嗅觉传导(Olfactory transduc⁃tion),由于嗅觉感受通过复杂的传导路线可调控/影响脑功能,而大脑的许多部位受到刺激会引起心血管活动和呼吸的变化,所以新双龙方可能通过嗅觉系统对大鼠内脏活动造成影响;(2)钙信号转导通路(Calcium signaling pathway),由于心梗后心室重塑和心力衰竭会导致心肌细胞收缩/舒张等功能异9932 No.11 吕琳星等:基因芯片用于组分中药新双龙方的配伍机制研究Fig.4 Pathways closely related with NSLF ,TGS ,TSA group a.Olfactory transduction;b.calcium signaling pathway;c.MAPK signaling pathway;d.alzheimer′s disease;e.cytokine⁃cytokine receptor interaction;f.neuroactive ligand⁃receptor interaction;g.leukocyte transendothelial migra⁃tion;h.PPAR signaling pathway;i.glycolysis /gluconeogenesis;j.parkinson’s disease;plement and coagulation cascades;l.Jak⁃STAT signaling path⁃way;m.cell cycle;n.prostate cancer;o.small cell lung cancer;p.insulinsignaling pathway;q.valine,leucine and isoleucine degradation;r.cell adhe⁃sion molecules (CAMs);s.antigen processing and presentation;t.systemic lupus erythematosus;u.regulation of actin cytoskeleton;v.citrate cycle(TCA cycle);w.oxidative phosphorylation.常,而细胞内Ca 2+转运障碍是心肌功能异常的主要原因,心肌缺血及胞内Ca 2+超载可直接导致心肌细胞凋亡[8],心肌的收缩/舒张也受到心肌细胞内Ca 2+浓度的控制[9],所以新双龙方可通过对钙稳态的调节影响心脏功能;(3)丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路(MAPK signaling pathway)也是心肌细胞对损伤和胞外刺激产生反应的主要通路,参与介导细胞增殖分化㊁凋亡和迁移等一系列病理生理过程,表明新双龙方可能通过激活MAPK 通路调节机制对细胞状态产生影响,改善心肌损伤部位的细胞功能;(4)阿尔茨海默氏病(Alzheimer’s disease,即AD),由于心㊁脑血管2种疾病往往并存,心脏供血不足同时会导致脑部供血不足,所以新双龙方的药效作用机制涉及到了AD 相关通路.NSLF 与TGS 均涉及的通路有:(1)激活受体信号通路(PPAR signaling pathway),PPARs 可通过转录调控与编码脂肪酸代谢和葡糖糖利用的关键酶相关基因控制心肌代谢,心肌代谢可直接影响心脏结构及功能,因此PPAR 的激活/失活与心肌重塑密切相关[10];(2)细胞因子⁃受体相互作用(Cytokine⁃cytokine receptor interaction),由于心梗发生时会引起机体免疫功能下降,AMI 斑块的局部炎症反应,心肌损伤等,而多个细胞分泌的细胞因子通过与相应受体的结合,可调节细胞生长和分化,参与免疫㊁炎症反应及创伤愈合;(3)白细胞跨内皮迁移(Leukocyte transendothelial migration),白细胞与血管内皮CAM(细胞黏附分子)结合后跨内皮迁移在组织损伤和炎症反应过程中至关重要,可能的机制为通过减少白细胞内皮细胞黏附,从而起到抑制炎症反应,减少缺血心肌损伤的作用.NSLF 与TSA 均涉及到糖酵解/糖异生(Glycol⁃ysis /Gluconeogenesis),在心肌缺血发生的早期,由于缺血组织内的氧合血红蛋白被消耗,心肌能量代谢从线粒体的有氧氧化转变为以糖酵解为主,产生的三磷酸腺苷(ATP)便成为维持心肌细胞存活的唯一能量来源[11].NSLF 还涉及到细胞周期(Cell cycle),由于气血是维持人体生命活动的基本物质,益气养血类中药通常具有促进细胞周期进行的作用,新双龙方可能通过推动细胞周期向前进展从而促进心肌坏死部位新生细胞的增殖;胰岛素信号通路(Insulin signaling pathway)参与调控细胞生长,糖稳态等多个细胞功能,胰岛素通过控制耦合营养物质的有效性调节生物体的营养状况,与心脏生长有密切的联系[12];JAK⁃STAT 信号通路能够在AMI 大鼠心肌细胞中被激活,并且在细胞保护机制中起到了关键作用[13];另外,心梗造成的血管损伤会产生补体和凝血级联(Complement and coagulation cascades)反应,NSLF 可能调节此通路对血管通透性产生影响.TSA 还涉及氧化磷酸化(Oxidative phosphorylation)即合成ATP 为心肌提供能量及三羧酸循环(TCA cycle).TGS 还涉及到调节肌动蛋白骨架(Regulation of actin cytoskeleton)和细胞黏附分子(CAMs)等.由于AMI 是一个心肌缺血损伤与机体产生应答的整体过程,是一个综合的调控网络,以上通路分析表明,新双龙方可干预多条通路对心梗大鼠整体机能进行调节的作用,并且具有比组分更广泛的疗效.2.4 复方与组分共同调控的差异基因分析NSLF 与TSA 共同调控了73个基因,NSLF 与TGS 共同调控了160个基因(见图2).新双龙方与人参总皂苷的作用靶点具有较多的相似性,人参在复方中可能发挥着主要药效作用,这与本课题组[14]0042高等学校化学学报 Vol.33 采用心肌细胞模型研究双龙方的保护作用机制所得结论一致.复方与2个组分共同调控的靶点基因有35个,提示与新双龙方药效机制密切相关.其中18个基因在3个给药组及SHAM 组均有显著差异,表明新双龙方可直接调控这些靶点基因的表达,部分基因在TGS 组与TSA 组中的表达趋势与SHAM 组不一致(见表2),但NSLF 组却使这18个基因均有回转向正常水平的趋势.另外17个基因只在给药组中存在显著性差异,推测其对病理分子起到间接的调控作用.采用MAS3.0软件对这些差异基因进行GO(Gene Ontology)分析发现,所涉及的生物学功能中生理过程方面富集最多,所以主要根据这些基因参与的生理过程进行功能注释(表2中列出已有明确功能注释的部分基因).Table 2 List of selected differentially expressed genes in NSLF ,TSA and TGS group * Gene symbol Ratio NSLF TSA TGS SHAM Gene ontology annotation(Biological process) Flnb 0.312.084.060.45Repair vascular injuries Np 42.602.500.424.50Xenobiotic metabolism,defense Fhl 10.370.430.440.37Development,cell differentiation Gpr 1800.420.460.140.44Regulation of vascular remodeling Lif 0.400.420.370.37Positive regulation of cell proliferation Wdr 780.460.410.180.47Proteolysis Ndrg 20.400.320.280.22Development,nervous system development,cell differentiation Olr 8060.190.370.160.21G⁃protein coupled receptor protein signaling pathway Ppef 10.082.420.170.27Detection of stimulus during sensory perception Got 10.480.460.330.39Oxaloacetate /amino acid metabolism,glycerol biosynthesis RGD 15652380.060.130.440.23Glucose metabolism,metabolism Sdhc 0.470.310.440.35Tricarboxylic acid cycle Gpr 560.100.490.280.23Neuropeptide signaling pathway Cacna 1b 0.460.460.220.14Ion transport,calcium ion transport Cacna 1d 2.880.282.14Ion transport,calcium ion transport Slc 39a 43.633.082.01Ion transport,zinc ion transport Car 70.460.160.39One⁃carbon compound metabolism Maml 10.450.230.26Notch signaling pathway Slc 3a 10.450.440.25Glucose metabolism,transport,amino acid transport Cyp 2e 10.310.430.33Oxidation reduction Cpxm 22.122.133.86Proteolysis,cell adhesion *Denote no significantly differences.2.5 复方与组分共同调控基因的功能分析结合表2中的注释分析差异基因的功能作用,以确定与新双龙方药效机制最为相关的调控分子.Cacna 1d 和Cacna 1b 基因均与钙离子转运(Calcium ion transport)相关.Cacna 1d 基因编码L 型Ca 2+通道亚基Ca v 1.3,L 型钙通道是细胞兴奋过程中Ca 2+内流的主要途径,在收缩与骨骼肌㊁心肌及平滑肌的激活中起主导作用,负责动脉平滑肌的肌肉收缩,是临床上治疗高血压及心绞痛的药用靶点[15].Cacna 1d 基因可能参与到缺血心肌细胞钙离子通道的Ca 2+内流的调节机制中,提示与药效机制密切相关.Cacna 1b 基因编码N 型Ca 2+通道亚基Ca v 2.2,N 型钙通道也可调节系统心血管功能.Slc 39a 4基因与锌离子转运相关,锌作为人体近百种酶的辅酶,可影响多种酶的活性,促进核酸代谢和蛋白质合成等过程.Flnb 和Gpr 180基因分别主要在血管内皮细胞(ECs)和血管平滑肌细胞(VSMCs)中表达.ECs 和VSMCs 是血管的主要组成细胞,其损伤会导致血管无法正常扩张,它们的迁移与增殖异常是心血管病血管重建的主要特征之一.Flnb 参与修复血管损伤过程,且在心室和室下区高表达,与药效机制直接相关.Got 1,RGD 1565238,Car 7和Slc 3a 1基因分别与草酰乙酸㊁葡萄糖㊁一碳化合物和氨基酸代谢等相关;Wdr 78和Cpxm 2基因与蛋白质水解(Proteolysis)相关;Sdhc 基因与三羧酸(TCA)循环相关.这些基1042 No.11 吕琳星等:基因芯片用于组分中药新双龙方的配伍机制研究2042高等学校化学学报 Vol.33 因功能还涉及细胞分化(Cell differentiation)㊁发育(Development)㊁氧化还原(Oxidation reduction)㊁免疫应答(Immune response)和防御(Defense)等.2.6 实时荧光定量PCR结果分析结合通路分析及重点基因的功能分析,选取与新双龙方药效作用机制直接相关的Cacna1d基因(Ca2+转运)和Flnb基因(血管修复),表2中Ratio值显示这2个基因在复方及组分中有不同的表达趋势,采用荧光定量PCR进行验证.图5纵坐标Ratio值表示假手术组与给药组相对于模型组的表达水平.由图5(A)可见,与SHAM 组相比,大鼠心脏组织中Cacna1d基因表达在造模后(M组)显著下降,而在NSLF组中显著升高,其次是TGS组,表达量有回升趋势,而在TSA组无明显变化;由图5(B)可见,Flnb基因表达在造模后显著升高,在NSLF给药组中显著降低,而在TSA及TGS组中均无回转趋势.这2个基因在不同组中表达变化的趋势与芯片结果基本一致,表明芯片数据可信.Fig.5 Verificantion of Cacna1d(A)and Flnb(B)gene through quantitative real time RT⁃PCR The vertical axis represents the ratio of gene expression level in SHAM,NSLF,TSA and TGS group samples to those in M group after nor⁃malization with the housekeeping gene GAPDH.Differences between the groups were analyzed by one⁃way ANOVA using T⁃test(n=6).A val⁃ue of P<0.05was considered statistically significant. *”denote significantly differences.The results confirmed the consisitency between mi⁃croarray and real time RT⁃PCR.2.7 组分中药新双龙方的药效机制讨论对新双龙方与组分共同调控基因的初步分析结果表明,其可通过多个途径干预心梗疾病,而对于阐释新双龙方的作用机制,有必要进一步探讨这些靶点基因的调控作用.Cacna1d基因与新双龙方药效机制密切相关,研究发现,缺失Cacna1d基因会引起心动过缓,房室传导阻滞[16],而心脏中钙电流的主要作用是引起心脏收缩,并产生自律性及房室传导,Cacna1d基因可能通过阻滞缺血心肌细胞钙离子通道Ca2+内流,降低胞浆内的Ca2+浓度,从而影响心肌收缩,降低心肌细胞耗氧过程,减少能量消耗,起到保护心脏的作用.另外,血管修复相关基因Flnb也是新双龙方治疗心肌梗塞的重要靶点.研究发现,在人脐静脉内皮细胞中敲除基因Flnb后,内皮细胞的迁移能力降低,抑制了血管内皮生长因子(VEGF)诱导的血管新生过程[17],因此Flnb可能促进内皮细胞释放VEGF,从而有利于梗死后大鼠缺血心肌部分的血管新生[18].人Gpr180基因编码1个内膜厚度相关的受体,最初被发现作为重要因素是因为对血管损伤的兔模型主动脉进行导管插入后其表达上调, Gpr180缺乏的小鼠对实验性内膜增厚有抑制作用,证实此基因的产物在血管重建调节中起到重要作用[19].Gpr56基因在癌症发展中可以介导VEGF信号通路和血管新生,其过表达会抑制新陈代谢[20],推测其对梗死区的细胞新生起到了一定的调节作用.Sdhc基因编码琥珀酸脱氢酶线粒体酶(SDH),是三羧酸循环和线粒体有氧呼吸链中的重要酶复合物,O2-的产生是SDH引起的[21],主要负责内源性氧化应激过程.Sdhc可能通过对线粒体内有氧呼吸的调节来影响细胞的氧传感通路,对细胞活性产生一定作用.Ndrg2基因在心脏组织中高度表达,其在急性缺血再灌注(I/R)损伤后的心梗组织中发生显著变化,Ndrg2被c⁃Myc抑制,可能参与了I/R损伤后心肌梗塞大鼠的细胞凋亡机制[22].研究发现,Lif 基因即白血病抑制因子,可诱导一些具有心肌细胞特异性的靶基因表达,Lif与BMP⁃2能促进急性心梗后的左心室功能,并且增强微血管密度[23].FHL家族在肥厚型心肌病小鼠模型对心血管系统及横纹肌的发育㊁维护中有重要作用,研究发现,Fhl1基因在房颤病人中显著上调,在心脏重塑机制中起到重要的调节作用[24].Maml 1与Notch 信号通路相关,Notch 是细胞间相互通讯,调控细胞发育的重要通路,与心脏发育有密切的关系,激活/阻断Notch 信号通路都会导致房室管的发育异常[25].Got 1,RGD 1565238,Car 7和Slc 3a 1基因与代谢相关,由于大鼠心肌缺血时造成缺氧,使心肌细胞有氧代谢减弱,产能减小,导致心脏活动所需能量缺乏,引起复杂的物质代谢紊乱,同时代谢废物也不能被及时有效清除,新双龙方可通过调节大鼠体内物质代谢改善缺血区心肌细胞内的能量供应,从而改善缺血冠脉侧支循环,对心脏起到保护作用.参 考 文 献[1] LUO Guo⁃An(罗国安),WANG Yi⁃Ming(王义明),LIANG Qiong⁃Lin(梁琼麟),LIU Qing⁃Fei(刘清飞).Systems Biology for Tradi⁃tional Chinese Medicine(中医药系统生物学)[M],Beijing:Science Press,2010:469[2] LI Lian⁃Da(李连达),ZHANG Rong⁃Li(张荣利),LIU Cheng⁃Yuan(刘成源),WU Li⁃Mao(吴理茂),NING Ke⁃Yong(宁可永),LIYi⁃Kui(李贻奎).Traditional Chinese Drug Research &Clinical Pharmacology(中药新药与临床药理)[J],2004,15(3):149 151[3] GAO Rong(高荣),LIU Qing⁃Fei(刘清飞),LI Yi⁃Kui(李贻奎),SHI Jun(史俊),WANG Yi⁃Ming(王义明),LUO Guo⁃An(罗国安).Chinese Traditional Patent Medicine(中成药)[J],2010,32(5):746 749[4] LUO Guo⁃An(罗国安),WANG Yi⁃Ming(王义明),LIANG 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mechanism of New Shuanglong Formula with its two effective components total ginsenoside(TGS)and total salvianolic acid(TSA)on acute myocardial infarction(AMI)rats was compared by cDNA microarray.The model was induced by ligation of the left anterior descending artery,and significant genes were screened(Ratio>2or<0.5)when AMI rats were treated before and after with New Shuanglong Formula and components by genome⁃wide expression profiles.Through comprehensive analysis of significant genes of four groups,the similarities and differences of effect between New Shuanglong Formula and compo⁃nents were analyzed and the synergy of compound compatibility at molecular control level was discussed; meanwhile,quantitative real time reverse transcription⁃polymerase chain reaction(RT⁃PCR)was used to ana⁃lyse Cacna1d gene(associated with Calcium ion transport)and Flnb gene(associated with Vascular repair) which both were directly related to the pharmacological effects.The analysis of significant genes showed the effect on gene expression of AMI rats was different from New Shuanglong Formula to components,the com⁃pound appeared to play a better effect than components.Through clustering analysis of different genes and the comparison of regulation effects by drugs,the compound appeared to play a better effect than componects. Pathway analysis indicates the affects of New Shuanglong Formula and components are mainly through regula⁃ting calcium signaling pathway,MAPK signaling pathway and so on,and the compound involved more path⁃ways;common target genes which are regulated by compound and components were screened,although their expression patterns are not exactly the same,but the compound appear to play a better effect.The results of this study have illuminated the advantage of New Shuanglong Formula from the perspective of molecular con⁃trol.Keywords Gene expression profile;Real time reverse transcription⁃polymerase chain reaction(RT⁃PCR); Compatibility of Traditional Chinese Medicine(TCM);New Shuanglong Formula;Acute Myocardial infarction(Ed.:I,S,K)。

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