摘要:介绍医学分子生物学与现代医学相辅相成。
医学分子生物学促进了中医药的研究:医学分子生物学在中医理论基础的研究、中医临床的研究和中药研究中的应用,及医学分子生物学在中医药研究上的应用和展望。
关键字:医学分子生物学中医药应用及展望医学分子生物学时分子生物学的一个重要分支。
它与基础医学、临床医学密切结合,研究生物大分子的结构、功能及相互作用与疾病发生发展的关系。
因而广泛地融合到中医药领域中,成为现代中医药学的重要基础。
医学分子生物学与临床各学科广泛交叉和渗透,形成了一些交叉学科,极大地促进了中医药学的发展。
医学分子生物学促进中医药的研究医学分子生物学与传统中医药学分属于两个不同的理论体系,但二者都研究生命现象和生命本质,只是研究的方法不同而已。
近年来,中医药研究在继承的基础上借鉴现代科学和分子生物学技术,拓宽研究思路,在中医药现代化方面开辟了一个新的研究领域。
一、医学分子生物学在在中医基础理论研究中的应用中医学发展的核心任务是基础理论的发展,而半个世纪以来中医基础理论研究尚无突破性进展,迅速发展的生物医学为中医药研究提供了最先进的技术平台,将现代生命科学的理论和技术与中医学相互渗透,必将促进中医药的基础理论研究的突破。
近年来的研究表明,从分子水平去研究中医,不仅证实了中医理论的科学性,而且能有机地沟通功能与物质之间的联系。
中医以阴阳学说来解释生命运动变化的对立统一性,如何从客观入手,揭示阴阳学说的物质基础和一般规律?过去曾从植物性神经——交感神经系统和副交感神经系统机能变化进行了不少研究。
1973年美国生物学家Goldberg根据cAMP、cGMP这一对环核甘酸对细胞功能的相互对抗、相互制约,保持一定比例关系和相对平衡作用,提出了生物控制的阴阳学说,认为这就是东方医学的阴阳学说的物质基础【1】。
近几年来我国对cAMP、cGMP与中医阴阳学说进行了研究。
不少文献报道阳虚者cGMP水平升高,cAMP/cGMP比值下降;阴虚者cAMP水平升高,cAMP/cGMP比值升高。
进一步分析cAMP、cGMP与阴虚、阳虚的关系,可见阳虚者主要表现副交感神经系统活动加强的临床证候;而阴虚者主要表现为交感神经系统活动加强的临床证候。
由于环核甘酸是传递细胞信息、调节细胞代谢、影响细胞功能的重要物质,对某些疾病的发生、发展和治疗具有重大意义,所以,把环核甘酸看作阴阳的物质基础之一,在临床上具有很大实用性。
中医脏象学说认为脏腑之间存在着生理上的相互联系,病理上的相互影响。
如心主血,肝藏血,肝阳上亢可致中风,肝郁气滞可引起心血瘀阻。
现代医学证明,高血压、动脉粥硬化、冠心病与肝关系密切。
如肝脏对脂肪代谢过程亢进,可引起内源性甘油三脂水平升高,血浆低密度脂蛋白(LDL)和胆固醇升高,肝脏释出较高脂肪时,促使血管内皮增生,并易形成高浓度脂类过氧化物,血管壁内cAMP水平下降,前列腺I2合成减少,导致血小板聚集,血栓形成,进而可导致动脉粥样硬化,造成冠心病发生或发展。
而很多降血压、降血脂、治疗冠心病的中药都入肝经或心经,不少与调整血浆或血小板的环核甘酸有关【2】。
以上说明中医脏象学说是有医学分子生物学基础的。
二、医学分子生物学技术在中医临床研究中的应用分子生物学的研究结果表明,人类遗传病、肿瘤、心脑血管病等多种疾病与基因的突变、缺失、插入、表达异常、调控异常有密切关系【3】。
运用中医药治疗这些疾病疗效显著,而且毒副作用小,如根据中医“肾主生殖”理论,运用肾气丸治疗男性不育等男科疾病,其机理为肾气丸能促进体内雄性激素睾酮与核内受体结合,进而启动DNA转录并促进RNA合成【4】。
王振义等【5】从分子水平上研究早幼粒细胞白血病的发病机理,运用砒霜治疗白血病,印证了中医“以毒攻毒”的治法,疗效十分理想。
运用中药联合核糖核酸进行疑难杂症的治疗,也是中西医结合治疗的一个新的开端。
杜元才【6】使用丹参佐以核糖核酸治疗肝硬化腹水,可能与RNA优先进入肝细胞,在丹参的协同下较持久保持其信息大分子的完整性,改善肝脏微循环及促进肝细胞正常代谢有关。
张培宇等【7】使用四君子汤配合RNA,可从不同角度提高晚期化疗患者的免疫功能,改善人体一般生理状态,并可提高化疗完成率。
在中医辨证论治原则下,使用中药制剂能够从分子水平得出疗效确切的客观依据,不仅证明了中医药的有效性,而且提示了中医药治疗这类疾病有着广阔的前景。
三、医学分子生物学在中药研究中的应用1、中药品种的鉴定传统药材鉴定方法主要从药材的形态学特征、理化特性等方面进行鉴定,这种方法对于鉴定特殊部位入药的药材,特别是有效成分含量不足的贵重野生药材难度较大。
目前,应用于中药品种的鉴定的分子生物学技术分为三类:电泳技术、生物免疫技术、DNA分子遗传标本技术。
石俊英等【8】以植物、动物类中药细胞中普遍存在的、受遗传基因控制的蛋白质分子为指标,探索和论证了用凝胶电泳(PAGE)技术从分子水平鉴定的可行性,为中药鉴定学提供了一项新的检测方法和指标。
李先端【9】报道以检测RFLPs进行各种药用植物种内或种间变异的分析,并把生药中残存基因的特定区域扩增克隆,根据检测其碱基序列的差异,来探讨用DNA鉴定生药的可能性。
2、药用植物资源的研究和优良品种的培育药用植物资源的研究和优良品种的培育是生物多样性保护的重要组成部分。
运用分子生物学技术进行分子亲缘的研究,广泛收集并保存药用植物的种质资源,可以筛选药用植物的优良品种并防止现有品种的退化;可以改变穿填中药的遗传性状,培育药用植物的优良品种,提高药材有效成分的含量,增强植物的抗病虫害能力;还可以保存和繁殖那些珍稀濒危的传统动植物的药材,大量生产高品质“道地药材”,在传统药材生产和加工过程中起重要作用,是中药现代化的重要内容。
如胡之璧等【10】应用植物细胞培养技术进行洋地黄培养细胞的生物转化研究。
筛选出高产细胞并获相当好的遗传稳定性,另外已培养出抗癌活性成分三尖杉酯含量高于原植物的三尖杉培养细胞【11】。
邹建华【12】报道使用一个Ri二矢量研究出将外部基因引入到药用植物中的方法,使除草剂耐药性、哺乳动物细胞色素P450和细菌的β-羟基癸酰硫酯脱水酶在植物中转移或表达,或参与除草剂耐受性的特征,或改变其代谢模式。
3、中药有效成分的提取中药有效成分如生物碱、皂苷、糖苷、黄酮等大部分为次生代谢产物。
利用基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等技术可以大量获取原本含量很少的有效次生代谢产物。
中药治病的物质基础是通过其所含的生物活性分子来发挥作用的,因此从分子水平对中药有效成分进行中药药理和临床机制的研究,能够进一步提高疗效并找出科学根据。
目前研究较多的为黄芪多糖和人参皂甙。
运用黄芪多糖(APS)能使小鼠脏器DNA、RNA含量明显增加,证明APS对蛋白质合成是通过RNA含量影响,促进脏器细胞的蛋白质合成,增强细胞功能,并对防止衰老进程有一定的意义【13】。
梁华平等【14】【15】的研究表明APS可促进创伤小鼠IL-2及IL-2R的基因转录表达,对创伤小鼠活化T淋巴细胞内IL-2 mRNA、IL-2R mRNA、IL-2及IL-2R 的降低均具有明显的拮抗作用,并可降低创伤小鼠血浆及活化T淋巴细胞内cAMP含量,增加cGMP含量。
Yokozawa-T等【16】【17】研究人参皂甙Rb2对糖尿病大鼠RNA聚合酶活性的刺激作用,该药能增加聚合酶Ⅰ、Ⅱ活性,增加碳水化合物和类脂类的代谢,增加肝组织中ATP的含量,提示人参皂甙Rb2可促进rRNA和mRNA的合成。
梁华平等【18】的研究表明人参茎叶皂甙可拮抗烧伤所致淋巴细胞IL-2及IL-2R的基因表达受抑。
4、中药分子药理学的研究近年来,随着医学分子生物学和现代药理学研究方法的引入,中药分子药理学已现雏形。
在分子和基因水平上研究中药有效成分或有效部位的作用机制,阐明中药药性理论,建立分子水平上的中药活性检测系统,或以受体和基因为靶细胞开发新药甚至开展基因治疗,将成为分子药理学的重要课题。
中药作用的受体机制和受体的药理学特性表达、中药对基因表达的调控、基因水平上的药物筛选、药物代谢酶及其基因的鉴定和中药诱发基因结构异常的分析等,将成为中药分子药理学研究中既富挑战性又有前景的新领域。
医学分子生物学在中医药研究中的展望目前,中医药学正处于传统科学与现代科学的交汇点。
在传统科学这一层次上,中医药已进入了后科学时期。
中医药现代化研究走向世界,在国际医学大循环中,一方面应通过更广泛的医疗实践来丰富中医药学,另一方面应充分利用医学分子生物学的综合分析方法及先进技术手段,结合现代科学,使中医药研究有质的飞跃,最终实现中医药现代化。
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