中西医结合创新人才培养基地附件5doc-关于公布南方医科.docx

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1、附件五：学生论文集南方医科大学本科生创新教育基地科 研 论 文 集南方医科大学中医药学院南方医科大学中西医结合本科生创新教育基地序 言创新是科研的灵魂，是一个民族生存和发展的关键。在当今科技发展日新月异的知识经济时代，培养本科生的创新能力应当成为一所学校的核心任务。南方医科大学2007年初提出建立本科生创新教育基地的设想，中西医结合学科经过专家评审，被列为南方医科大学首批30个本科生创新教育基地之一。在学校和学院领导的关心支持下，我们于2007年3月31日举行了基地启动仪式。创新基地的负责人，南方医科大学中医药学院中医内科学教研室主任罗仁教授给首批进入基地学习的63名同学讲授了第一堂课中医证候

2、研究方法。从中医核心概念的创新研究谈起，引导同学们的创新思维能力，受到广大学生的高度赞扬，培养了同学们的创新意识，增强了他们参加创新基地学习的兴趣和信心。创新必须站在前人工作的基础之上，所以，按照罗仁主任的统一安排，创新基地给同学们安排的第一项任务就是学习如何收集信息、整理文献并撰写文献综述。全部学生分为7组，每组根据带教老师的研究内容撰写综述1篇。在各位带教老师的悉心指导下，经过老师和同学们多次交流和共同努力，目前，共完成了8篇综述的撰写，在此汇集成册，以便同学们交流学习。南方医科大学中西医结合本科生创新教育基地2007年7月20日目 录蛋白组学在中医药研究中的运用1代谢组学与中医药研究8基

3、因组学与中医证候的研究现状及展望12基因组学与中医药研究18脾虚证的细胞信号转导研究进展21数字化中医26细胞因子与中医药研究36血清药理学的研究概况43 中西医结合创新人才培养基地论文集蛋白组学在中医药研究中的运用温建燔 陈孟循 翁国媚 余水岸 邱远婵黄维瑜 李雪梅 钟 凡 黄 丽 汪 芳（南方医科大学中西医结合创新人才培养基地）指导老师:李娟摘要：蛋白质组学是研究在特定时间和空间上某个细胞或某种组织的基因组表达的全部蛋白质，是一个在时间和空间上动态的整体，它与中医的整体性和系统性具有一定的内在联系，其理论和技术可能为中医药发展提供现代科学的实验与理论依据。蛋白组学在中医学中的运用，使中医现

4、代化又向前迈进了一步。关键词： 蛋白组学 证候 中药有着数千年历史的中医药学，是中国人民在长期和疾病作斗争的过程中所得出的极为丰富的经验总结。但却很难被现代科学技术及理论所解释和(或)接受。近年来提出的蛋白组学，为当前的中医药学的有关研究，提供了进一步发展的平台。为此，本文就蛋白质组学进行中医药研究做一概述。一、 蛋白组学的概念及内容蛋白组学(proteomics)是以蛋白质组为研究对象,在整体水平上研究蛋白质的组成与调控的活动规律的一门新兴学科。2001年Science把蛋白质组学列为六大研究热点之一。蛋白质组（proteome）的概念是澳大利亚 Macquarie大学的 Wilkins和

5、Williams于 1994年首次提出的，它指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。蛋白组学(proteomics)是研究在特定时间和空间上某个细胞或某种组织的基因组表达的全部蛋白质，是一个在时间和空间上动态的整体。它主要涉及：研究蛋白质组的功能，即蛋白质组功能模式的研究；研究蛋白质组的组成成分，即蛋白质组表达模式的研究。目前研究主要集中在后者。蛋白质组学与经典的蛋白质科学研究相比不完全相同。蛋白质组学不是按照传统的方式孤立地研究某种蛋白质分子的功能,而是应用各种蛋白质

6、组学技术研究某种蛋白质在复杂的细胞环境中的功能。它旨在列出全部蛋白质的细目,弄清每一个蛋白质的结构和功能及蛋白质群体内的相互作用,对比在疾病和健康状态下它们的表达水平的变化。蛋白质组学有两个特点：观察一组蛋白质的动态变化；技术要求较高。它的关键技术包括双向凝胶电泳 (2一DE)技术、生物质谱 (MS)分析技术、生物信息技术、高通量技术和数据库等。现阶段蛋白质组的研究可分为3个主要步骤:应用双向凝胶电泳、“双向”高效柱层析分离蛋白质;应用氨基酸组成分析、C-或N-末端氨基酸序列分析及质谱分析鉴定所分离的蛋白质;应用生物信息学数据库对鉴定结果进行存储、处理、对比和分析。二、蛋白组学在证候研究中的运

7、用1运用蛋白组学进行证候研究的可行性1.1认知上的可行性 一方面，证是指在疾病发展过程中某一阶段的病理概括，从中西医结合医学的角度 ,中医证本质是指引起证发生发展的物质基础 ,这些物质决定着证的发生发展的动态变化过程 。蛋白质是人体功能表现的物质载体，随着内、外环境变化 ,人体各个系统产生各种因变活动 ,表现为各种症状。在疾病的发展过程中，证的诊断需要对各种症状归纳、综合，从而判断为某证。因而 ,将蛋白质组学应用于“证”的研究 ,能明确反映一系列症状的物质基础 ,还可以进一步了解不同蛋白组分的在证表现的差异,沟通了“实体结构”和“功能模拟”的桥梁 ,这与“证”自身特有的认知方式相符合。另一方面

8、，证具有从系统的、宏观的方面来把握生命科学的典型特征，充分表现了明显的整体性。而蛋白质组学研究反映的是疾病过程中蛋白质表达的动态演变过程。这与中医辨证论治的认识方法具有极大的相似性。因此，在中医药现代化研究中，证候形成与发展的基本规律 ,可以从不同层次“整体”的蛋白质活动的角度来揭示和阐明其理论与技术特点。申维玺等提出中医证的基本发病机理是由于细胞因子网络功能紊乱的结果;而细胞因子的本质是多肽 ,即蛋白质组研究的主要内容之一3,4。可见蛋白质组学对蛋白质研究的整体观念同中医对疾病认识的整体性有很多的共同之处。1.2 技术上的可行性 蛋白组学作为一个的生物工程，其研究非常艰巨。但随着蛋白组学技术

9、（前面已述）的建立,使同时分离数千种蛋白质的技术成为现实，减少了由于样本成分复杂而造成的干扰或个体差异 ,提高了样本的均一性和复杂性 ,而同时又保持对多样品、多蛋白的同时分析 ,从而把每个蛋白放在一个具有相互参照的背景里。从中可看出蛋白组学技术的不断发展，将为证本质的研究提供了技术支持。同时在进行中医证的现代化研究中，蛋白组学的运用可能能够揭示中医证候的科学内涵,从而制订出证候参照标准 ,有助于疾病的早期诊断和治疗。在蛋白质组研究的辨证论治的基础上，应用现代科学语言，对传统中医理论更好的阐释 ,更容易在国际上得到认可 ,使中医走向世界。因而从蛋白质组学研究角度来探讨中医证实质具有可行性，以蛋白

10、质作为证候规律研究的物质基础 ,用蛋白质组学研究手段和方法对这一物质基础进行定量和定性 ,了解其变化规律 ,对了解证候实质及临床辨证的规范化具有十分重要的意义。2研究的难点及解决方法目前已有不少学者在蛋白组学水平上对证的实质研究作了有益探索 ,取得了一定的进展，给证候的进一步研究带来更多机遇与启示。但同时能否全面诠释证候的本质 ,以及在研究现状中遇到的种种障碍，引发我们对研究难点和解决方法的思考。2.1中医的证候整体性、复杂性 中医证候是疾病过程中某一阶段机体对内外致病因素的综合反应，包括了体质特征、脏腑经络气血、阴阳等的失衡及相互间的关系，具有临床表现复杂性、发生机制多样性、病理生理及生化等

11、微观检测指标缺乏特异性的特点。目前蛋白组学的中医证候研究尚缺乏能够反映中医特色的研究思路和技术支撑，因此如何实现用蛋白质组学阐释这样一个涉及多系统、多器官其显然任重而道远。例如：中医血瘀证通常分气虚血瘀、气滞血瘀、寒凝血瘀、血热血瘀等, 现代医学将各种原因所致的全身或局部组织器官的缺血、缺氧、血循环障碍以及血液流变性和黏滞性异常而导致各组织器官水肿、炎症渗出、血栓形成、组织变性、结缔组织增生等一系列的病理变化 ,概括在血瘀证的病理实质中。但中医学非常重视人体的统一性和完整性及其与自然界的相互关系，因此中医的血淤不仅仅是血液系统的改变，如果将血瘀证与血液高黏状态等同起来，用单一的理化指标代替整体

12、血瘀证 ,这样必然导致对中医证的曲解。2.2脏腑的定位在中医证的诊断过程中，证是通过以八纲整体定病性，脏腑经络气血津液宏观定病位，明确主、兼证，舌脉合参，从而判断出来的。藏象学说是中医特有的关于人体生理、病理的系统理论，其中的脏腑实体结构知识人体整体功能的某种内在结构之一，和现代生理学的解剖结构是不同的。这势必会给现代证的蛋白组学带来严重的障碍。任何的蛋白组学的研究都需要先在机体器官、组织和细胞水平的定位准确下进行研究。因此 ,在研究证候基因组学、蛋白质组学时 ,首先就要对研究病证的脏腑准确定位。而中医藏象学说的认识理论础并不完全来自对人体解剖结构方面的知识 ,更主要的是基于人与外界环境是一个

13、统一体的整体观念 ,用唯物辩证法思想加以阐明的一种生理观 ,脏腑不仅是指形态单位 ,更是指功能单位。如症见面色痿黄 ,胃脘或腹部痛势绵绵 ,痛而喜热喜按 ,口泛清水 ,倦怠乏力 ,四肢不温 ,舌胖淡、苔白 ,脉缓弱者辨为脾阳虚证。显然 ,这里的脾远远超出解剖器官上的内涵 ,而主要是一种功能概念。因此 ,对于中医证候中的笼统的 ,功能上的脏腑 ,人为具体而准确的定位 ,是违背中医基本理论和实际的。解决的方法可以从中医证的理论体系出发，制作出植物、动物模型，与患者在蛋白组学的现代医学知识进行分析。如：肝郁证，中医理论认为情志病因即心理应激是导致肝郁证的重要因素，而心理应激主要损害部位在神经、内分泌

14、、免疫系统，关键在中枢神经系统的海马，劳动次研究肝郁证的功能蛋白组学是主要的取样部位应为神经、内分泌、免疫系统的组织，特别是海马。3蛋白组学在中医证上的研究进展谭秦湘5等人在肝郁证异病同证患者与正常人血清中初步筛选出 12个差异蛋白点 。这12个差异蛋白点，其中 spot73仅在正常组中表达，在肝郁证三组中缺失; spotl71(mp - 1) 仅仅在肝郁证疾病三组中表达 spot563、71、535、54、538、43、50、530、115、119均在肝郁证三组表达上调。这个明显的蛋白差异提示，肝郁证异病同证患者与正常人血清的蛋白组有明显的差异。而下一步证侯差异蛋白的鉴定、功能验证及进一步扩

15、大研究范围 ,则有赖于蛋白组学研究技术。朱亨炤等6用高血压性脑出血（HTCH）患者血清MBP含量与正常对照组比较表中结果显示高血压性脑出血患者血清MBP含量较对照组有明显增高。HTCH中医不同证型的血清MBP含量表中显示高血压性脑出血中医各证型的血清MBP含量差异显著。而经q检验发现除风火上扰清窍型与痰热内闭心窍2型血清MBP含量差异无显著性意义外，其余差异均有显著性意义，从而说明血清MBP含量是反映中医各证型病情轻重的较敏感指标，对中医各证型鉴别诊断具有一定意义。吴红金等7应用蛋白质组技术对冠心病血瘀证病人与正常人血浆中的蛋白质进行分析,发现冠心病血瘀证病人血浆与正常人相比有 3 个蛋白质下

16、调和 6 个蛋白质上调 ,经质谱鉴定 ,其中表达上调的蛋白质有免疫球蛋白、纤维蛋白原、粒酶 ,表达降低的蛋白质有 CD44SP 等 ,并提出纤维蛋白原、粒酶可能作为诊断冠心病血瘀证的5标志物。钟小兰等8认为通过对中医证候产生前后蛋白质组学的研究来探索中医证型产生的物质基础并了解其变化规律 ,研究证候与蛋白质组学之间的关系,建立“证候 -蛋白质表达谱 ”,以此来揭示中医证候的科学内涵 ,能够为中医辨证的客观化提供依据和方法。曾星等9进一步对原发性高血压肝阳上亢患者外周血单个核细胞的蛋白质组进行了双向电泳分析 ,将 10 例原发性高血压肝阳上亢患者及 10 例正常对照者外周血单个核细胞的总蛋白进行

17、对比 ,结果高血压肝阳上亢病例检测到 917 个点 ,其中为其独自所有的点有 515 个 ,认为这 515 个点7可能与高血压肝阳上亢证候相关。谢文光等10对脂多糖致热毒血瘀证大鼠的血清研究，研究发现有 13 个蛋白点出现非常明显的含量变化 ,与正常组比较热毒血瘀证组有 2 个蛋白的点容量值显著降低 ,11 个蛋白的点容量值显著增高。梁腾霄11等将20例危重病患者 24h内测查血清白蛋白（以最低数据为准），同时进行急性生理和慢性健康评分和中医虚实证候判定。按死亡和好转分为两组，对比不同预后危重病患者血清白蛋白水平的差异；按八纲辨证中虚实为纲领分为虚证组和实证组两组，对比两组危重病患者血清白蛋白

18、水平的差异。结果发现血清白蛋白与预后的相关性，死亡组和好转组比较，血清白蛋白水平有显著差异；虚证、实证与血清白蛋白相关性，血清白蛋白水平有极显著差异。提示危重病患者监测血清蛋白组水平对于评价病情的预测死亡危险性是有意义。本研究样本量较小，研究结论有一定的局限性，但从中可看到趋势的存在，有待进一步研究。三、蛋白组学在中药研究中的运用中药的现代研究以中医药理论为指导,通过经典技术方法与新的科学技术方法的交叉,学科科学技术与方法的综合运用,动物实验研究方法与临床研究方法的紧密结合等,中医药研究取得了不少进展,例如: 20世纪60年代，青蒿素和天花粉的突破性进展，以及1989年美国发现天花粉蛋白能抑制

19、HIV繁荣复制和繁殖。 中药现代化研究取得令世人瞩目的成就，但在巨大的中药宝库中，这只是沧海一粟，要很好挖掘中药宝库，需要与不断兴起的科学理论和技术相结合。近年来兴起的蛋白组学，可能能够加快中药现代化发展。1. 运用蛋白组学进行中药现代化研究的可行性中医药学是在父辈经验理论积累和呈传下发展起来的。它的发展史造成其具有固守性,但它又有接受外来医药知识的融合性，以及现代科学的创新性。干祖望12指出 ,中医药知识与外来医药知识的结合早在唐代就有所记载 ,当时的中医药学家孙思邈已经接触到印度的吠陀医学 ,并将其融入到中医药学理论中.20世纪中叶DNA,双螺旋结构的建立,标志着分子生物学的形成,从而为蛋

20、白质组学的研究奠定了基础,科学需要进步,中医药的研究也需要与时惧进,无论是单味药还是中药复方研究开发等,都需要充分利用现代科学,而蛋白组学正为中药的发展提供了一个平台.方药成分进入人体内发挥疗效的基本环节是药物分子与人体内分子之间的直接或间接的相互作用, 这是一个涉及多成分、多靶点、多途径的过程。 中药治疗的重点在于调整机体功能状态 ,提高机体抗病能力,这种作用必然会引起从遗传物质到细胞器、细胞、器官、整体多个层面的结构与功能的调整,其中最基础的调整点是相关功能蛋白,最终最直接的影响层面是相关蛋白质,通过蛋白质表达谱和表达产物的差比性分析 ,可以提示疾病发生和发展的分子水平调控规律 ,进而可能

21、揭示中药成分的作用靶点作用环节和作用过程。2.运用蛋白组学进行中药研究的难点及解决方法中药中的化学成分多样 ,而且对某种疾病发挥药效常常是多种成分的综合作用。 当两个以上中药组方后，组合药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程中出现新的物理效应和化学效应，这将导致中药复方在发生作用过程中出现拮抗、相加或协同作用,以致蛋白质表达发生更大变化,从而产生一种或几 种原单药所不具备的效能。其中新出现的物理性状或化学成分正是中药疗效关键所在。药物作用于蛋白的靶点多, 不同配伍组方的中药复方药物具有多活性多组分、多途径的特点。但是中药复方在整体水平上发挥作用的中药靶点仍属空白。因而筛选中药复方中的有效成分，

22、比较分析靶点差异性是中医药研究和开发的重点和难点。因此建立中药蛋白质图谱,通过比较探索方剂组方原则及其配伍规律与蛋白质图谱变化关系，发现中药的作用靶点，揭示药物分子之间相互作用以及药物与环境因子之间相互作用，从而最终阐明中药复方在功能蛋白质分子之间复杂的网络作用机制，为发现并筛选药物新靶点、开发新药提供理论基础3.蛋白组学在中药研究上的进展3.1 蛋白组学在单味中药上的研究宋元英等13运用SELDI-TOF MS蛋白质芯片分析了中药（黄芩苷、栀子苷、胆酸、珍珠）不同组分对小鼠缺血脑组织蛋白质表达谱的影响，结果发现黄芩苷、栀子苷对5373Da、5707Da及15103Da的靶点蛋白均有明显影响；

23、胆酸、珍珠母对5373Da、15103Da靶点蛋白有明显影响。中药对蛋白表达具有多靶点性和差异性。姜楠等14 观察桂皮醛对酵母致热大鼠的解热作用及其对下丘脑蛋白质组的影响 ,发现桂皮醛后发热大鼠有解热作用 ,并显示桂皮醛组与模型组匹配率为86 %,多个蛋白质点表达量有不同程度的改变 ,其差异表达的蛋白质点可能参与了解热过程。邵宁生等15 观察玄参治疗大鼠内毒素血症的血清蛋白质组变化 ,发现通过调节某些蛋白点的变化可能是玄参治疗内毒素血症的疗效的分子基础。以上例子说明单位中药能作用于相应蛋白靶点，影响蛋白质的表达并产生疗效。3.2 蛋白组学在中药复方上的研究周军等16 应用蛋白质组技术 ,对酵母

24、发热大鼠模型和桂枝汤治疗组下丘脑组织中蛋白质表达进行比较 ,发现在给予桂枝汤后有 8 种蛋白表达增强 ,6 种蛋白表达降低 ,1种蛋白等电点发生了改变 ,差异蛋白数量约占可分辨蛋白点的23 %。樊粤光等17，研究中药生脉素对骨质疏松症作用的分子机制。首先建立了骨质疏松症大鼠模型，进一步比较研究生脉素对大鼠骨蛋白质组的影响，结果一共筛选、鉴定到10个差异表达蛋白。此外,还比较研究了卵巢切除术前后骨质疏松症大鼠骨蛋白质组变化。实验结果表明切除术后雌激素的缺乏改变了骨组织中硫氧还蛋白过氧化物酶1、肌浆球蛋白轻链多肽2和泛素结合酶E2的表达。其中泛素结合酶E2已经被证明参与了骨质疏松症形成，而硫氧还蛋

25、白过氧化物酶1和肌浆球蛋白则为新发现的骨质疏松症相关蛋白。中医药复方通过蛋白组技术研究可以找出方剂的蛋白作用靶点，从而明确复方的分子水平机制，进一步推动中医药事业的发展。郭平等18运用法、流式细胞术和蛋白质组学方法分别测定了四物汤对（人骨髓成纤维样基质细胞系）增殖、细胞周期及蛋白质表达的影响。结果发现四物汤能促使的12种蛋白质表达上调,5种下调。刘丽丽等19 采用250-1腹腔注射制成化学损伤型血虚证小鼠模型,利用蛋白质组学技术研究四物汤治疗后的差异蛋白质组。研究发现使小鼠骨髓中12个蛋白表达上调、3个蛋白表达下调,四物汤可使造模后这些表达改变的蛋白有不同程度恢复。对比这两个研究，可推断四物汤

26、对血虚证的治疗，是通过作用于多个蛋白质靶点,间接发挥补血作用。同时也提示我们在建立中药蛋白组学数据库时，需要综合考虑试验研究的模型和各系统（或部位）蛋白组的差异，以此来确定中药适应证蛋白组的特异性。四.蛋白组学在精气学说、针灸研究中的运用1.运用蛋白组学进行精气学说研究中医学的精气学说认为精气是构成人体的基本物质，是人体生命的动力。精气与蛋白质有着很大的相似性，刘海婴等20认为人体中的气实质是蛋白质组整体功能的集中和综合体现。并认为利用蛋白组学理论能够在一定程度上解释中医学的精气学说。但这只是在理论上把精气学说与蛋白组学联系在一起，没有进行系统地实验与理论研究。2. 运用蛋白组学进行针灸研究针

27、灸作为中医学的重要组成部分，它有着被世人所承认的疗效。但是传统科学理论和技术手段却难以解释其作用机制和物质基础。为了加快针灸学的研究，国内有些学者运用蛋白组学对针灸学进行了研究。例如石学敏等21在探讨早期介入“醒脑开窍”针刺对脑梗死超早期、急性期患者的神经功能缺损、临床疗效的影响及作用机制的同时，采用了蛋白质组学技术对大脑中动脉阻塞（MCAO）模型大鼠不同脑区组织进行研究，初步建立了大鼠脑皮质、海马蛋白质组数据库，并以蛋白质组学技术发现了一系列与脑缺血性损伤相关的蛋白，及针刺作用靶蛋白，说明“醒脑开窍”针刺治疗脑缺血性卒中是通过多途径、多靶点、多层次的整体调整作用的结果，可能是由多信号途径介导

28、的。 本研究的完成对今后针灸学科发展具有重要的理论和实用价值。五.展望蛋白组学是一门新兴的生命科学技术学科，作为系统生物学的重要分支被中医学界广泛关注和重视，其理论与方法被用于中医学整体观念的基本内涵、证候本质及中药药效机理的探索。蛋白组学的引入可能为中医药现代化研究找到新的突破口。随着蛋白组学技术的成熟，运用蛋白组学进行中医药研究，可能能确立一套证候的实验室标准，让中医诊断更加客观化，同时也可能克服当前这种只能通过以西医实验室检验为标准的辅助诊断，走出中西医病证一些勉强结合的尴尬局面，也能保留中医特色。运用蛋白组学对中医进行研究，能更好的做到宏观辨证与微观辨证相结合，延伸了中医的诊断范畴，例

29、如乙型肝炎，可以通过对该病的蛋白组研究，然后与相应的已知证候蛋白质组比较，确定其证候类型，做到有证可辨。在中药研究方面，利用蛋白组学，可能能够发现中药的作用机制和有效成分。在很多稀有中草药被禁止使用的情况下，通过蛋白组学技术可能能找到有效的替代品。 然而，蛋白组学在中医药学领域中的运用，还存在着诸多问题 。首先蛋白组学作为一门新兴学科，其技术还不够成熟，在分离和高通量鉴定极端性质蛋白质如：极酸、极碱、小分子蛋白、低丰度蛋白质等能力仍然有限，对蛋白质组学研究产生的海量信息进行综合分析，处理能力还需要大幅度提高。其次，蛋白组学也存在信号通路蛋白相互影响,靶位点难以确定等缺点。再次，当前利用蛋白组学

30、研究中医证候只是单一证候与正常组比较，而很难做到与相关证候对比研究，实验结果只能证明蛋白质组或/和蛋白靶点与该证候有关系，而不能证明是该证候所特有，对证候的本质研究有一定的局限性。还有，大部分中医证候还没有一个公认的标准，当前通过蛋白组学研究中医证的本质只能用一些有公认标准中医证候研究。中医的整体观不仅仅是人体整体观，中医还强调了大整体，即“天人合一”，当前利用蛋白组学研究中医药，与中医理论的系统性和整体性要求还有较大的差距。 从以上探讨中可以看出，蛋白组学研究是中医药现代化的有效手段之一，但是也有一定的局限性，中医药现代化还需要传统的理、化和生物学，以及整个系统生物学协同研究。参考文献：1张

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36、时间的变化,研究生物体系的代谢途径一种技术1。 代谢组学测定的对象是生物标本生物体液(如血液、尿等)、细胞提取物、细胞培养液和组织等。它研究的手段包括核磁共振(NMR)，液一质联用(LCMS)，气一质联用(GCMS)，色谱(HPLC，GC)、紫外检测器的毛细管电泳CE/UV等。2 2. 代谢组学在药物研究中的应用2.1药物作用模型的鉴别和确证 新药发现和开发领域中基因组学和蛋白质组学等新技术的应用,发展并推进了药物作用靶位或受体的发现和鉴别。从整体观念来看,新药的发现最终必须在整体动物的药理和疾病模型上予以证实,才能将生物活性化合物转化为候选化合物进入开发研究。代谢组学作为一种系统方法,能在鉴

37、别和确证药理和疾病模型上发挥作用。代谢组学研究可以区别不同种属、不同品系动物模型的代谢状态,鉴别与人体疾病状态的差异,寻找人类疾病、药效和毒性的适宜动物模型。在用动物实验的结果,或细胞水平的实验结果预测人的实验结果,生物标志物起着桥梁的作用。对于实验动物模型所得到的反映毒性的关键基因表达指纹与人有高度的相似性,表明发生在动物模型的分子损伤和效应与人相似。实验动物模型与人桥接标示物的关系32.2药物作用机制的研究药物的作用机制的研究就是研究药物在这种调控作用中所起的作用和如何起作用。代谢组学研究“代谢指纹图谱”,它不仅研究药物本身的代谢变化,而且主要是研究药物引起的内源性代谢物的变化,更直接反映

38、体内生物化学过程和状态的变化。通过认识体液“代谢指纹图谱”变化的原因,阐明药物作用靶点或受体。4象人体这样复杂的多细胞系统,有赖于遗传信息和神经及体液因素的正常传递,而这种信息传递在相当程度上依赖于各种受体。从药物学角度看,则依据药物分子与受体分子之间的反应规律,在药物分子结构和效应的关系基础上,发现新药并最终使新药具有更好的疗效和更少的毒性和副作用。52.3药物的临床前毒性评价临床前安全性评价的目的是提供新药对人类健康危害程度的科学依据,预测上市新药对人类健康的危害程度。药物毒理学的目的是观察和测定化学物质对机体引起的损害,而在研究中能够提供更多重要信息的,是毒性病理学的研究。用新技术新方法

39、进行毒性机理的研究,是国际上一个重要的发展趋势。代谢组学已经作为一种独立的技术被广泛地应用于候选药物的毒性评价,还被几家制药公司纳入其药物研发方案中。许多生物化学、毒理学和临床化学的问题,都可以用基于高分辨1HNMR的代谢组学来加以阐述。从生物体液的1HNMR谱图可以得到大量的代谢物数据,并由此确定毒性的靶器官,推导出毒性的生化机理,发现损伤的发生、发展和消失过程中的生物标记物6。Nicholson研究小组利用NMR技术,建立分析平台，对结果进行重建性分析和改进等，在药物的毒性评价方面做了大量的卓有成效的工作。COMET(ConsortiumforMetabonomicToxicology)联

40、盟,根据已知毒性物质的病理效应对被检测的生物组织进行分类。现在,COMET正在建立老鼠尿中和雄性动物血清中代谢物的NMR谱图库,研究人员大约要对150种典型药物进行研究。73. 代谢组学与中医证的模型代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后, 系统生物学的重要组成部分, 是系统研究代谢产物的变化规律, 揭示机体生命活动代谢本质的科学, 具有整体动态、综合与分析等方法学特点, 与中医的系统整体观相近。8中医药的现代化研究正面临借鉴新观念和新技术, 寻找合适的切入点, 来促进自身发展的机遇。代谢组学将为中医药现代化研究提供一种非常有用的技术手段。3.1代谢组学与现代中医证型结合的可能性代谢组

41、学与现代中医药研究是可以结合的。首先，中医学重视诊疗中的整体观, 强调辨证论治, 在对生命和疾病等问题的认识方面与西医学有着根本的区别。西医学在结构理论、理化性质、效用机制等方面强调原理清晰, 对疾病的治疗针对性强, 有着一定的优势; 而中医药的成分多样性、治疗多靶点、多途径却正好与疾病的复杂性相一致。多年来, 中医药现代研究,多遵循的是西医学理论框架, 如选择单一的病理、生理、生化指标进行研究, 忽略了中医药和西医学对疾病认识的不同。中医认为,“有诸内必形诸外”, 传统上通过利用四诊方法获取患者信息, 以揣推体内的变化, 获得所谓病证本质的认识。代谢组学研究则是通过对体内、外的血液、尿液等成

42、分的测定, 通过与正常或比照的差异分析来了解体内的异常代谢状态。代谢组学在方法学上具有无创、在体、动态等特点, 与中医学诊治中整体动态性原则具有很大的趋同性。其在思路上, 通过获取体内动态代谢变化的综合信息来了解其可能受影响的部位和环节,这与中医“据外揣内”有着很大的内在同一性。而且代谢组学所提供的新技术可以克服中医传统“四诊”方法的局限, 为从生物代谢的视角认识中医药的现代内涵提供可靠依据。93.2中医证候动物模型的可行性中医和中兽医近似相同的理论基础 ,决定了中医证候动物模型的可行性 ,而中医证候的非量化现实又使得具体操作难度较大。研究中医证候动物模型必须在中医传统理论的指导下进行 ,这就

43、需要明确关于中医“证候 ”的三个特点: 包括了病因、病位、病性、病势等多方面信息; 由一种或多种因素所致; 不一定有西医的病理学指标或形态异常。明确上述特点并结合疾病动物模型的制作过程 ,提出中医证候动物模型的制作流程如下。1、造模方法；2、动物选择；3、评价指标。3.3以下是近年来一些代谢组学与中医各种证型的研究进展1、同型半胱氨酸水平与冠心病中医证型相关性的研究显示：同型半胱氨酸的代谢失司，水平升高反映了机体本元亏虚，标实停聚的病变过程，其本身也可视为病理产物。同型半胱氨酸水平升高是冠心病的独立危险因素之一。同型半胱氨酸水平在心血瘀阻、痰阻血脉两证型中较心肾阴虚、气阴两虚明显升高，血清同型

44、半胱氨酸水平可作为冠心病的辩证分型的客观依据之一。102、不同中医证型肝硬化患者血清甲状腺激素变化的意义研究结果表明 ,不同中医证型肝硬化患者 , 其低 T3 、T4 综合征的严重程度分别为: 脾肾阳虚型 肝脾血瘀型 气滞湿阻可以推测其肝硬化患者肝功能衰竭的程度为: 脾肾阳虚型肝脾血瘀型 气滞湿阻型。这给我们提供这样一个思路:我们在中医药防治肝硬化时 ,是否可以使用某些中药调节甲腺激素来达到治疗目的； 同时是否可以动态观察甲状腺激来探求治疗的疗效有待进一步深入研究。113、急性上呼吸道感染中医证型与口咽部微生态平衡相关性初步研究：当口咽部微生态系统呈平衡状态,“正气存内,邪不可干”, 机体不发

45、病; 而当口咽部微生态系统失衡, 正气不足, 卫外不固, 邪正相争, 邪盛正衰, 机体产生疾病。另外中医证型研究发现: 风寒型患者需氧菌中腐生葡萄球菌密集度增高,此是否可作为辨证风寒型的依据之一, 有待于进一步研究。124、肾小管间质病变慢性肾炎患者尿表皮生长因子与中医证型的关系表明：肾小管间质病变的患者, 尿表皮生长因子的差异为肺肾气虚组 气阴两虚组 肝肾阴虚组 脾肾阳虚组 正常人组, 说明不同的中医证型所包含的物质基础不一样,由此可见不同的机体状态, 不同证型病人刺激肾脏产生表皮生长因子的能力亦不相同, 从而提示了临床辨证治疗的重要性。135、慢性胃炎的中医证型与胃肠激素关系显示：胃泌素是

46、胃阴的物质基础;胆囊收缩素在任何证型的慢性胃炎中均处于高值 ,尤其是在气滞型胃炎中较为典型 ,可知胆囊收缩素是脾胃学说中的物质基础。144. 代谢组学与中药现代研究4.1对中药现代基础研究的意义多年来, 中医药现代研究多遵循西医学理论框架, 忽略了中医药和西医学对疾病认识的不同。中医药研究在理论和技术等方面迫切需要建立符合自身特点的系统研究方法，既不能采用单一成分的西药模式 ,也不能采用粗放模糊的传统模式。中药研究的模式必须符合多成分、多靶点、整体调节的基本思想 ,又能以现代技术进行有效的科学表征。代谢组学通过采用NMR、薄层色谱 TLC 、紫外检测器的毛细管电泳 CE/UV等技术分析生物体系

47、中所有的代谢产物 ，克服以往中药研究方法的局限, 为从生物代谢的视角认识中医药的现代内涵提供可靠依据。15因此 ,建立基于代谢组学思想的全新中药研究模式，得出中药组分各种指纹化图谱数据库，并以此作为通用的准则抢占国际标准的制高点，将是中药现代研究的一个基本突破口。4.2在方药作用机制研究中的应用中药作用机制研究主要研究药物在代谢调控中所起的作用和如何起作用 ,这正符合了代谢组学全面而数学化的特点。代谢组学作为一种系统方法, 不仅研究药物本身的代谢变化, 而且主要研究药物引起的内源性代谢物的变化,而内源性代谢物变化能直接反映体内生化过程和状态变化。通过检测获得体液的“代谢指纹图谱”和分析引起代谢

48、谱变化的原因, 可以探明药物作用的靶点。“代谢组学之父”、英国帝国理工大学教授杰里米尼科尔森通过实验发现中药菊花以及丹参中的丹酚酸可以引起肠道菌群代谢变化。另一方面，受体学说已经成为现代医学科学的重要理论,应用代谢组学方法可测定给药动物血清中多种内源性神经递质 Ach、DA、NE、52TH 等的动态变化 ,从而阐明中药的某些作用和起效机制，这是当前对这一领域研究的方向之一。当前对于代谢组学应用在方药作用机制的研究已经取得了一定的成果。例如对利用代谢组学的系统生物学方法揭示中药溶栓机理作用已有了初步认识，并有望用于指导急性脑缺血性脑血管病治疗；另外药理学家利用各种药理模型，结合代谢组学的分析方法，发现四君子汤具有增加胃肠细胞表面黏液蛋白、拮抗乙酰胆碱、促进肝糖