2017生活中的生命科学论文

【关键词】生命科学技术;基因组学;生物芯片技术;针灸学

生命科学是21世纪的前沿学科,随着人类基因组研究计划的完成,人类更壮观的生命科学时代已向我们走来。针灸学是生命科学的分支学科之一,针灸学研究不仅是针灸学的,更是生命科学研究的一个重要组成部分,所有适合生命科学研究的理论、技术与方法,都同样适合针灸学研究。

1 生命科学与针灸学

针灸通过调整脏腑的阴阳气血、虚实正邪等达到治疗作用。它将疾病的病理过程作为一个整体,根据机体不同状况,选用不同穴位和不同针刺手法,影响多靶点和疾病过程的多个环节,激发机体自身内在的调整能力达到治疗目的。其整合作用不仅表现在影响疾病的病理过程,对体质改善也有作用,在解决疾病易感性方面优势明显。当前,人类的疾病已由以感染和营养失调为主的单因素疾病转向以机体自身代谢和调控失常为主的多因素疾病,以多环节、多靶点的整合调节为特点的针灸学,具有发展的独特优势。现代生命科学对生命层次的整体性认识及各层次间的功能网络联系理解,与中医整体观是不谋而合的,在思维模式上有许多相似之处,不同的是表述方式和研究层次的差异。引入生命科学技术研究针灸既不会脱离中医整体观念等基础理论,而且还会使针灸研究更加客观化、定量化,使针灸的抽象思维建立在科学实验的基础之上。针灸学的任务是应用针灸的方法探索生命科学并在临床上应用其成果。利用多学科交叉的理论与技术优势研究针灸学,必将为解决当代生命科学重大问题做出突破性贡献。

针灸作用涉及到神经、内分泌、免疫等多种调节系统的相互作用,不同针刺条件可能会产生不同疗效,传统方法无法同时了解不同系统间动态作用,针灸的研究总是难以深入发展。针灸刺激可以引起人体各系统生理、生化水平上的多项指标的同步变化,失去了它治疗某种疾病机制上的相对特异性,难以取得突破性进展;针灸对某些基因表达具有一定调控作用,但针灸的调控无靶基因,且不清楚针灸对结构基因的功能有无调控;某些研究结果不能很好的指导临床。

人类基因组计划的突破,成为分子水平上理解机体器官以及分析与操纵分子DNA的又一里程碑,与之相发展并衍生一系列现代生物技术前沿：基因组学技术、生物芯片技术、蛋白质组学技术和生物信息技术。生命科学的发展从形态分类到细胞生物、分子生物。从研究方法途径来说,解剖学、细胞学、分子生物学互相渗透结合在一起,如果针灸不在细胞层次、分子层次、结构与功能关系层次、信号传递与效应层次、基因型与表现型层次上进行学科交叉,吸收最新观念、方法、技术,就会被淘汰。

2 生命科学技术的应用与针灸学研究

针灸研究吸收、借鉴现代生命科学的新成果,可使针灸疗法更加科学化,现代生命科学的发展为针灸现代化提供了千载难逢的良机。针灸临床和基础研究的成果已经并将继续为充实生命科学提供客观资料,为进一步探索生命科学开辟新的思路。经络现象、腧穴功能、经穴-脏腑相关、针灸调节作用及机制、针刺麻醉和针刺镇痛原理等研究结果,涉及到不少目前尚未能被生命科学解释的问题。

基因组学从分子水平辩证地研究整体的功能和联系,它从细胞超微结构及分子相互作用阐述了生命的物质基础,再经综合分析,用现代系统论、控制论、信息论和协调论等学说,把“孤立”的物质与组成整体的所有器官联系在一起,把局部的作用和整体的健康状况联系在一起。基因组学研究充分认识到基因之间相互联系的复杂性,反映出基因组学与中医(针灸)学在思维方法学上的趋近性,显示出研究思路与方法相互渗透的可能性。许多学者着手于研究针刺对早期基因家族、神经肽、神经递质、激素及其相关受体的影响及基因技术在针灸基础研究

中的应用,发现针灸可能对某些疾病或病理现象具有一些基因水平的调节作用。我们应当从调控基因的功能着手治疗疾病,进行针灸的多环节、多靶点的调节作用研究。

生物芯片技术的发展不仅为生命科学的诸多领域研究带来一场革命,而且给我国新药的研究和开发以及中医药现代化带来了一次新的契机。基因芯片中的DNA微阵列可同时对大量基因的表达水平、突变和多态性进行快速准确的检测,观察针灸作用后大量基因表达改变的情况,不仅使我们能够了解到各种基因表达的变化情况,而且能够对基因间相互作用的关系和调控的渠道有初步的了解,有利于研究针灸这种全方位、多靶点作用的整体治疗方法及治疗过程中复杂的基因表达调控机制。抑制削减杂交技术是通过自身前后所提取的cDNA杂交,抑制并扣除其表达相同的非目的基因,而显示出两者表达有差异的目的基因。对于研究针灸这类作用靶点广泛,涉及大量未知基因表达的研究特别有用,对研究针灸的分子疗效及基因表达调控机制有重要意义。

蛋白质组学是对机体或组织或细胞的全部蛋白质的表达和功能模式进行研究,能清楚地表述细胞或组织或机体在特定时间和空间上表达的所有蛋白质。中医认为,疾病的发生主要是人体整体功能的失调,证候是疾病发展过程中某一阶段的病机概括。证候既然是有规律的病理表现,就必然有其物质基础支配机制。中医证的本质是细胞内基因诱生性表达的细胞因子,证的基本发病机制是由于细胞因子网络功能紊乱的结果。细胞因子的本质是多肽,即蛋白质组研究的主要内容之一。从蛋白质水平可以反映细胞或组织特异性表型和表达模式,与临床症状和体征有必然内在联系

。针灸作用突出的是多层次、多脏器、多水平调理过程,与整体和全局为出发点的蛋白质组学有着天然的亲和性。双向电泳、色谱、蛋白质芯片及质谱分析等技术为蛋白质组学研究针灸提供支持。生物体在生长、发育和适应环境的过程中蛋白质始终处于动态的变化过程,采用对基因组的表达产物-全套蛋白质的研究对于针灸现代化具有重要的意义。

针灸发挥作用的基本环节是效应物质与生命分子之间的直接或间接的相互作用。针灸效应必然会引起从遗传信息到整体功能实现中的分子、细胞、器官、整体多个层面的结构与功能状态的改变。虽然决定这些结构与功能的基础是基因,但其直接的决定因素主要是基因翻译后的蛋白质。以蛋白质表达为指标,采用蛋白质组相关分析技术,以蛋白质调控改变和功能修饰为研究方向,比较分析针灸前后组织、细胞的蛋白质组,进行针灸效应的多环节、多靶点调整作用的研究,使我们能在分子水平了解针灸的作用靶点及方式、代谢途径,有可能对针灸作用机理取得突破性进展;研究针灸对蛋白质表达谱的影响,依据针灸经典处方中不同穴位对应基因及蛋白表达点以及表达量,与穴位配伍及刺激参数相关联,分析处方组成中各穴位间的密切关系,阐明针灸处方的组成原理;确定针灸不同经脉对应基因及蛋白表达靶点,并根据表达量的多少与对应脏腑相关联,同时分析不同经脉对应基因及蛋白靶点之间的相互作用,探讨经脉-脏腑相关。