中药组学前沿技术发展与应用

［ ％ｒ ２ ｄ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ￣ Ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ｉ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ］
收稿 日期 ： ２ ０ １ ７ — ０ ４ — １ ５
修 回 日期 ： ２ ０ １ ７ － ０ ４ — ３ ０
本文 为编者根 据陈士林研 究 员 在２ ０ １ ６ 年 国家食品药品监督管理总局新 药审评 中心举 办的“ 思与行 ” 讲 坛上的演讲稿整理而成。 通讯作 者： 陈士林 ， 本刊执 行主编 ， 研 究 员， 博士生导师 ， 主要研 究方向： 中药资源学。
际化进程 。但是 ， 对中药成分产生的遗传背景 、 摄入后对人体环境 内基 因的影响等 问题还不清楚 ， 以本草基 因 组 学（ Ｈ ｅ ｒ ｂ ｇ ｅ ｎ ｏ ｍ ｉ ｃ ｓ ） 为代表的 中药组学前沿技术为 中药成分的生物合成 、 中药新品种选育、 中药材鉴定等方面
的研 究提供 了新 的方 法 ， 也 将促 进 中药领 域 取得 更 多的 成果 。本 文就 中药组 学前 沿技 术的研 究进展进 行 综述 ， 为 中药领 域相 关研 究提 供 参考 。 关键 词 ： 本 草 基 因组 学 药用模 式 生物
术 期 刊 上 发表 ， 研究 成 果 的认 可 度 也 会受 到影 响 。为
摄人后如何影 响人体环境 内基因等 ， 这些 中药现代化
进程 中 的关键 问题 尚未 得 到深 人研 究 。 ２ ０ ０ ８ 年， 本课 题 组 提 出“ 本 草 基 因组 学 ” 概念 。本 草基 因组 学 （ Ｈｅ ｒ ｂ ｇ ｅ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ｓ ） 是 利 用组 学 技 术 研究 中药
１ 创 立药 用模 式 生物研 究体 系
成就 ， 其主要的技术背景是化学成分研究 ， 中药的现代 研究多是针对 中药 的有效成分及其药理活性 。药物成
分 的合 成 途径 、 积 累机 制 、 遗传 生物 学背 景 以及 药物 在
在近代 的医学领域 ， 医学家常用斑马鱼、 线虫等模 式动物进行验证实验 ， 植物学领域有拟南芥等模式物 种， 农 业有 水稻 、 烟 草等模 式 物种 进行 科学 研 究 。这些 学科的研究成果都有基因组背景清楚 的模式生物体系
来 支撑 ， 各 项研 究成 果 在实验 室 中可 以被 重复 、 验 证和 证实 ， 容 易得 到 国际 主流科 学 家 的认 可 ， 比如 仅 线虫 的 相关 研 究 就 产 生 过 ３ 个 诺 贝 尔 奖 得 主 。一 直 以来 ， 中 药缺少 一 个模 式 物种体 系 ， 相关 研究 成果 在其 他 国家 、 研 究 机 构 不 能被 有 效 的 验证 ， 因 而较 难 在 国 际顶 级 学
物种体系的建立奠定基础。 １ ． １ 灵芝基 因组学研 究— — 灵芝药用模 式真菌研 究体 系
２ ０ １ ２ 年， 本课题组提出灵芝成为首个药用模式真 菌， 通过 基 因组解 析技 术研 究 真菌 次生 代谢 产 物发 现 ， 灵芝 是一 种非 常 好 的模 式 生物 。这 项 工作对 后 续功 能
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ４ ２ ／ ｗ ｓ ｔ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ３ ． ０ ０ ７
基 因组 学
转 录组 学
合 成 生物 学
Ｄ Ｎ Ａ条 形码
标 准 汤剂
中 图分ห้องสมุดไป่ตู้类号 ： Ｒ ２ ８ ２ ． ５
文献 标识 码 ： Ａ
近年来 ， 中药 领 域 取得 了举 世 瞩 目的研 究 成果 和
第十 九卷
第三期
★Ｖ ｏ １ ． １ ９ Ｎ ｏ ． ３
模 式 物 种 体 系 可以 促 进 研 究 者 取 得 很 好 的 研 究 成 果
（ 罔 １ ） 。
２ 转 录组学研究一 有效候选 基因和发掘 分子育种 标记
１ ． ２ 丹参 基 因组 学研 究揭 示活性 成 分合成 途径
此， 本课题组进人基因组学领域进行研究 ， 为中药模式
中药基 因组学 、 生物信息学及数据库等理论与实验技 术 。本草基 因组学 的主要研究 内容是生物遗传背景 、 遗传信息 ， 将基因组学和多种组学技术相结合 ， 研究 中
药 的模 式 物 种 体 系 、 合成生物学 、 药 用 植 物 选 种 和 育 种、 培 育 优 良品种 、 基 因鉴 定 、 代 谢途 径 等 ｒ １ ， 。本文 主
基原物种 的遗传信息及其调控 网络 ， 阐明中药 防治人 类疾 病 分 子 机 制 的学 科 ， 从 基 因组水 平 研 究 中药 及 其 对 人 体 作 用 的前 沿 科 学 。 主要 涉 及 中 草 药 结 构 基 因
组、 转录组 、 功 能基 因组 、 蛋 白质 组 、 代谢 组 、 表 观基 因 组、 宏基 因组 、 基 因组 辅 助分子 育种 、 中药合 成 生物学 、
世界科学技术一 中医药现代 化★专题 讨论一 ： 思与 行一 精准医疗 下的中药研发及ｉ 平 ｛ 介系列讲坛
中 药组 学 前 沿技 术发展 与应 用六
陈士林
（ 中 国中 医科 学 院 中药研 究所 北京 １ ０ ０ ７ ０ ０ ）
摘 要 ： 近年来 ， 中药领 域 取得 很 多研 究成 果 和 成 就 ， 受 到 国 际社会 广 泛 关注 ， 同时也 推 动 了 中医 药的 国
基 因发 掘 、 有 效成 分合 成途 径 、 品种 选 育 以及指 导生 产
要对“ 本草基 因组学” 的最新研究成果进行综述 。
都起到 了很好的推动作用 。目前 ， 本课题组朱英杰博 士 等 完 成 的基 因 组 学 揭 示 灵 芝 的 生 物 活 性 机 制 相
关 研 究 已经 发 表 了许 多 高 水 平 的 论 文 ， 可 见 有 一 个