基因芯片技术在中医药研究中的应用

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自20世纪90年代初，美国Affymetrix公司的Fodor博士提出并开始基因芯片技术以来，基因芯片技术已在医学的各领域显示出广阔的应用前景。由于其具有高通量、快速、样品用量少、高信息量等优点，世界上许多国家和地区纷纷着手进行基因芯片的研制和开发工作。我国政府对人类基因的研究也非常重视。2000年7月3日，我国首家DNA公共数据建成并投入试运行。我国也首次获得了一批人类全长新基因等重要研究成果。，我国政府正在积极规划今后五年人类基因组的研究方向。
中医药学在世界医学发展史上曾处于领先地位，数千年来对我国和世界人民的健康做出了巨大的贡献。但是受传统观念和技术的影响，中医药学的发展十分缓慢，目前主要面临两大挑战：一是中医药自身的突破和发展，二是中医药如何能被世界人民所接受。而两个问题的焦点就是中医药的现代化。正如杨焕明教授所说，基因组学是中医药现代化的最佳切入点。可以预见，把基因芯片这种系统、全面、综合的研究思维方式应用于中医药学，必将为中医药研究带来又一次跳跃性的发展。下面就基因芯片技术在中医药领域的可能应用作一简要的概括和分析。
一、在中医证的研究中的应用
对“证”的认识是中医学的核心问题。证的形成机理十分复杂，它包含着全身不同系统、不同组织及细胞、分子水平的综合变化。证的研究之所以没有突破性进展，笔者认为关键就在于没有明确的量化指标，从而无法从指标的变化中认识其本质。在证的理论形成中，还包含有以方测证的重要内容。我们可以利用这一思路，当对某一证的动物模型，或在疾病的模型基础上通过辨证，区不同的证的动物模型的主要组织病变了解后，便可以用基因芯片技术观察有关组织基因的变异，以了解证与证、证与病、证与体质之间的差异。当辨证论治取效后，再采用基因芯片技术观察治疗前后有关组织基因转录的差异，来解释证和辨论治在基因水平上的机制与因果关系，以发展证及证治的中医基础理论。
二、在经络现象研究中的应用
针灸治疗方法简洁、方便、有效，在国际上具有广泛的影响。古代对经络现象的认识并不是建立在严格的科学实验基础上的，但经络理论能够有效指导临床，就应该有其物质基础。我们可以根据针灸经络理论，采用基因芯片技术观察不同穴位、不同刺激方法、频率和强度导致有关组织基因转录的差异等，观察针灸治疗不同疾病和相应证的具体途径，从而揭示经络现象的深层本质。
三、在中药品种鉴定研究中的应用
我国中药资源十分丰富，商品药材的种类繁多，经典的来源、性状、理化性质鉴定方法，并不能满足中药真伪优劣鉴别的需要，尤其是不能满足对如动物药材、道地药材、加工炮制的药材以及中药复方制剂组分鉴定等的需要。利用基因芯片技术可以通过对待检样品与标准样品杂交后进行荧光检测及结果分析，实现快速、准确的中药基因鉴定，从而实现中药材的标准化、规范化、优质化。
四、在中药资源的丰富和优化研究方面的应用
中药材来源于自然界，其品种的多样性由生物多样性决定。近年来随着生态环境的恶化和人为的过度垦伐，一些生物物种已濒临灭绝，因而严格限制其应用于临床。如犀角、虎骨、穿山甲、雪莲等等。利用基因技术可以对这些濒危物种进行研究，找出其特征性的基因，并通过基因工程技术，实现生物物种的大规模繁殖。对于不能克隆的物种，可以通过DNA序列的相关性，寻找其亲缘关系相近的物种，发现其药用的替代品，实现中药资源的丰富和优化。
五、在中药药理学和毒理学研究中的应用
药物作于人体，都有其作用部位的“靶点”。凡对病有效的方药，必有其“靶基因”。利用基因芯片技术比较用药前后基因表达谱的改变、不同时间和用量基因表达谱的差异等分子机制，可以从深层次认识中药的作用机理，并对其做出正确合理的评价。这将有利于指导临床用药和丰富发展中医药理论。
六、在中药新药研究中的应用
新药的研制一般是根据疾病的发病机制确定药物的作用靶点，建立相应的药物筛选模型，发现先导化合物，将其开发成新药。而所有的药物都是直接或间接地通过修饰、改变和影响人类或病原微生物的基因表达或表达产物的功能而产生疗效。基因芯片及其相关技术可用于大规模的药物筛选，减少大量的动物实验和临床工作，加快新药研制的步伐。另外，把基因技术应用于新药的研究，还可以提高我国新药研究的水平，加速中药进入国际大市场的步伐。海洋是人类生命的起源，海洋生物作为新兴的药物来源，已成为世界各国新药研制的热点。我国自古就有以海洋生物入药的习惯，利用基因芯片技术分析发现这些药物的活性基因组分，并利用基因工程技术进行大规模生产，将极大地提高我国海洋药物的研制水平。