代谢组学在中药研究中的应用
[摘 要]中药(Chinese herbology、Traditional Materia Medica),是指在汉族传统医术指导下应用的药物。近年来得以飞速发展的系统生物学,尤其是代谢组学的高通量、整体性的研究技术和研究思路,对中药方剂中活性物质的分析方法及其代谢产物的药代动力学分析提供了新思路和新方法。代谢组学是后基因组时代新近发展起来的一门科学,目前已成为中药物质基础研究的重要组成部分。代谢组学是中药物质基础研究的重要技术平台之一,能准确反映整体的代谢物图谱直接认识生命体的生理和生化状态。在中药现代化研究中,代谢组学方法和技术的应用具有广阔的发展前景,尤其是在药物作用机制、中药物质基础、中药药代动力学,中药安全性评价,中药质量研究等方面具有重要理论意义和应用价值。代谢组学将为中药现代化研究拓展思路。
代谢组学(metabonomics,metabolomics)是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思路,利用现代分析技术定量测定生物体液(如尿液、血浆、组织提取液等)中的内源性代谢产物,考察生物体在不同状态下(生理病理状态、给药前后等)其代谢产物的变化,通过代谢物图谱的整体分析直接认识生理、病理及生化状态,结合化学信息学分析方法确定内源性小分子代谢物成分的变化模式,获得相应的生物标记物群,表征或揭示生物体在特定时间和环境下的整体功能状态。实际最早来源于20世纪70年代由Devaux等人提出的代谢轮廓分析( metabolic profiling)。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。近年来,代谢组学研究思路与方法在中药药效作用、临床疗效、质量控制、药效物质基础、体内代谢等研究领域得到了广泛应用[1, 2]。
中药即中医用药,为中国传统中医特有药物中医药学不仅是中华民族灿烂文化的重要组成部分,也是世界人民文化的精华。它过去为中华民族的繁衍昌盛立了大功,今后仍将为世界人民的健康事业再立新功。。中药药效物质基础是指中药及其复方中发挥药效作用的化学成分,它是阐明中药作用奥秘的关键,是中药质量控制的基础与核心,是中药材及其产品安全、有效和质量稳定、可控的保障[3-5]。
1.代谢组学的基本思想
代谢组学效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想,利用现代先进的分析手段对生物体液( 血浆、尿液、组织提取液等) 中的一些小分子物质进行系统的测量和分析。通过分析外源性物质( 如药物、食物、环境等) 对生物体所产生的整体效应,认识机体的生理病理及生化状态,结合模式识别和专家系统等分析方法确定生理病理状态下及外源性物质刺激引起的内源性代谢物组的变化规律,获得表征生物体在特定时间和环境下的整体功能状态与生物标志物。研究对象是生物样本,包括细胞提取物、细胞培养液、生物体液等。代谢组学[1]又分为4个层次: 代谢物靶标分析(metab-olites target analysis) ,代谢轮廓分析(metabolic profi-ling analysis) ,代谢组学(metabolomics) ,代谢指纹分析(metabolic fingerprint analysis) [6, 7]。
2.代谢组学的研究特点与方法
2.1代谢组学的研究特点
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