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【金秋计划】蛋白质组学在中药药性研究中的应用

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    2024/09/08
  • 私聊

中药/天然药检测

  • 药性是一种概念,而药性物质则是具体存在的客观实体。从现代药物学的观点来看,评估一个药物的效果和靶点是其中一个关键要素,另外一个关键要素则是了解药物在机体内的运行和代谢途径,即作用导向[16]。在这一框架下,蛋白质组学技术在中药药性研究中具有重要作用。整理现有资料发现,蛋白质组学技术多被用于四气、归经、毒性及中药药性的关键影响因素——配伍方面的研究,而在五味及升降浮沉的研究相对欠缺。因此,基于中医基础理论,以整体观和辨证论治为指导思想,积极运用蛋白质组学技术探寻中药分子作用机制,对揭示中药药性的科学内涵具有重要意义[17]

    四气理论的蛋白质组学研究四气最早指代四时之温、热、冷、寒的气候变化,在“天人相应”哲学观念及阴阳学说的影响下《神农本草经》中首次提到:“药有寒、热、温、凉四气”,将“四气”明确为药性的概念。随着后世诸多本草名著的沿用并不断完善和发展,对四气的认识得到了进一步的深化。到了宋代,为了区别于气息之“气”,寇宗奭的《本草衍义》提出:“凡称气者,即是香、臭之气,其寒、热、温、凉则是药之性。”改气为性这一论点被后世医家所采纳。无论称之为“气”还是“性”,皆指药物所具有的内在特性,也是对药物功能的概括。因此《神农本草经百种录》中有云:“入腹则知其性”。不同的性表达出不同的功能,李东垣在《医学发明》云:“热病以寒治,寒病以热治。”由此可见药物四性的确立与运用是药物对机体的作用所引起的反应的总括,主要是相对于所治疗的疾病的寒热性质而言,反映了中药对人体阴阳盛衰、寒热变化的作用倾向[18]。中药是一个复杂的化学成分体系,药理作用广泛且繁杂。因此,要深入理解和阐释中药四气的科学内涵,需要超越传统研究方法,将物质基础与药理作用综合起来进行全面系统的研究。王厚伟等[19]采用全电性离子色谱法分别获得温热中药(仙茅、干姜、肉桂)和寒凉中药(金银花、黄连、知母)的蛋白色谱峰,并甄选出相同药性中药的共有药性标识峰,为检测中药的药性物质基础提供了新思路。李毅等[20]则运用双向凝胶电泳(two-dimensional gel electrophoresis2-DE)和质谱技术,探究了温热中药对于寒证模型大鼠的肝线粒体蛋白组影响。研究发现,温热中药主要通过增强糖、脂质代谢和蛋白质的合成来提高能量代谢活跃,改善寒证症状。李晶等[21]采用蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interactionPPI)网络分析具有活血化瘀功效的温苦肝中药姜黄和延胡索、寒苦肝中药赤芍和丹参的主要活性成分和靶点,结果表明温性、寒性蛋白网络通过不同的靶点共同参与调节血液循环、脂质代谢等生命活动,从分子网络水平阐释了寒热药性的具体特性。王秋红等[22]运用二维液相色谱串联质谱技术(two-dimensional liquid chromatography-tandem mass spectrometry2D-LC-MS/MS)探究辛热中药附子、干姜、花椒对正常大鼠能量代谢和相关蛋白表达有影响。结果表明附子、干姜、花椒等中药通过增加体内热量生成和提高对能量的利用来影响机体的能量代谢。这些研究结果诠释了药性与功效的内在联系,为中药性味理论提供了科学依据

    中药四气理论不仅体现了中医药特色,也是药性理论的核心内容。近年来,中药四气理论研究无论是在古代文献整合还是数据分析、现代化科学实验方面,均取得了突破性的创新成果[18]。然而,目前大多数四气理论研究集中于寒、热药,但中药本身存在寒热不明显的一面——平性,相关研究较少[25]因此,未来揭示中药四气理论的科学内涵的研究策略应注重多维性系统性完整性的研究,采用宏观与微观结合,综合运用多种现代技术建立系统的分析体系,推进药性理论发展。3.2 归经理论的蛋白质组学研究归经理论的产生和发展,是历代医家长期医疗实践通过药物疗效总结而成的。早在先秦时期就已有药物定位概念的记载,如战国时期,《韩非子·卷第七》中记载:“疾在腠理,汤熨之所及;在肌肤,针砭之所及也;在肠胃,火齐之所及也;在骨髓,司命之所属,无奈何也”。到了东汉末年,出现了《黄帝内经》《神农本草经》《伤寒杂病论》等一系列经传著作,为药物归经理论体系的形成奠定了坚实的基础[26]。如《灵枢·五味论》:“五味各有所走,各有所病。”《神农本草经》中提到的“五芝”条:“赤芝味苦益心气,黑芝味咸益肾气,青芝味酸补肝气,白芝味辛益肺气,黄芝味甘益脾气”。张仲景《伤寒杂病论》以脏腑论杂病,以六经论伤寒,分经用药,对中药归经理论的形成产生了深远的影响[27]。金元时期,易水派张元素吸纳前辈医学典籍理论精华,结合自身临床经验,对六经、脏腑辨证体系进行完善[28]。在其所著《医学启源》中,首次将归经内容作为药性记载,明确提出了“入某经”的概念,并总结了分经用药的方法[29]。明清时期的医药学家继承张元素的理论思想,使归经理论走向成熟、规范。当今学术界持续开展对归经理论的文献研究和实验研究旨在揭示其内在的科学内涵。应用蛋白质组学技术比较对照动物组织或细胞的蛋白质表达谱和经中药干预后蛋白质表达谱的差异,从而找到与中药可能相关的靶点蛋白质,为阐明中药归经理论提供了新的研究思路[30]卢贺等[31]运用2-DE和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ ionization time-of-flight massspectrometryMALDI-TOF-MS)技术研究鹿茸对关节炎大鼠膝关节软骨蛋白质表达的影响。研究发现,鹿茸可以提高骨关节炎大鼠肝、肾组织中的环磷酸腺苷/环磷酸鸟苷水平,与其在中医理论中的归属一致。马笃军等[32]通过iTRAQ2D-LC-MS/MS技术对牛膝醇提取物诱导兔骨髓间充质干细胞软骨分化进行了蛋白质组学分析,并构建了蛋白质相互作用网络。研究结果显示,牛膝醇提取物可以诱导兔骨髓间充质干细胞向软骨方向分化。“肾---骨”关联紧密,肾藏精,精生而滋养骨髓,这与牛膝归肾经相一致[33]Hua[34]采用2-DEMALDI-TOF-MS对当归对血虚小鼠模型血液富集作用的综合代谢进行分析。发现当归可通过调节内源性代谢物和蛋白质表达水平,起到治疗血虚证的关键作用,并且治疗后肝脏的活性氧水平显著降低。易辉燕等[35]运用iTRAQ联合LC-MS/MS技术研究当归提取物对电离辐射损伤小鼠脾的影响和作用机制,研究发现当归提取物可以下调脾脏中的细胞表面糖蛋白表达,对脾脏具有一定的保护作用,这与其归肝、心、脾经相符合。滕杰等[36]运用数据库搜索等技术构建次生代谢物-蛋白受体网络探索吴茱萸的归经,结果发现34个高度选择受体,其功能及分布与吴茱萸传统归脾、胃、肝、肾经高度一致。

    研究证明,中药进入机体后,在组织器官部位的浓度越高,其结合性越强,药物的作用效果也越好,通过蛋白质组学分析中药对机体蛋白质的调控作用,验证中药归经理论的科学性,揭示中药的作用机制,并发现新的中药活性成分,为中药归经理论的研究和应用提供了有力的支持和指导。
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  • xiahuanihao

    第1楼2024/09/10

    中药药性发展前进!

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