分子生物学与中药开发分析

分子生物学与中药开发分析

刘彩丽

哈尔滨昊美生物科技有限公司 黑龙江 哈尔滨 150000

摘要：分子生物学技术是现代先进技术，该技术研究方向为生物大分子结构，及其相关功能，通过此种研究揭示生命现象本质。为提高中药开发质量和效率，本文针对中药开发中分子生物学应用进行研究，主要阐述了利用DNA分子技术进行中药种类鉴定、分子生物学中药药效成分分析以及药理分析等方法和成效。

关键词：中药开发；分子生物学；DNA分子检定；药物成分分析；药理分析

前言：在世界医学构成中，中药是重要构成之一，但是中药应用发展受到传统技术限制。分子生物学技术发展后，可有效应用于中药开发，促进科学鉴别中药种类和品质，分析有效成分基因表达，指导科学改良培育中药品种，对于发展中药资源和丰富基因资源具有重要意义。

1 DNA分子鉴定

中药资源分布广泛，种类构成复杂，常见不同来源、不同品种的药材混淆。在分子生物学技术尚未成熟时期，鉴别中药的主要依据是药材形态差异，由专业人员根据药材外观形态等进行甄别和分类。但是此种分类方法鉴别质量具有不稳定性，鉴别准确性与鉴别人员主观意识和实际处理经验密切相关。在形态分类学鉴别的实施前提是宏观观测质量、药材个体性状描述等，鉴别结果可靠性较低，经常出现不统一结论，鉴别工作开展难度较大。分子生物学技术对于研究生物DNA差异分析有良好的应用价值，通过分析遗传物质，可准确区分物种，从而对药材进行鉴别。真伪药材具有不同的DNA形态表现，应用RFLP技术可检出珍品药材所具有DNA片段，以特定DNA片段作为测序依据制备DNA探针，使用该探针，可高效率识别中药药材，提高中药检定准确度和效率^[1]。

分子生物技术中分子标记鉴别是针对性鉴别中药的应用技术。分子标记鉴别在中药鉴定中应用范围比较广泛。部分中药药材在经典形态分类中较易发生混淆，通过此种方法可精准鉴别西洋参与人参等相似名贵药物部分。部分药材在形态上存在一定差异，但是具有一致性DNA序列，应归属同种，例如冬虫草、甘肃虫草，两者5.8SrRNA基因具有相似性，而且ITS2间区DNA序列存在一致性。动物药材鉴别中，许多药材无法从形态上进行迅速鉴别分类，以龟甲为例，该类药材分类众多，人工识别难度较大而且效率较低，现代中药鉴别技术引入分子生物技术，分析其生物线粒体基因片段序列，制作DNA模板，可作为该类药材专用DNA分子鉴定方法。此种生物DNA模板不仅可应用于龟甲，而是可作为生物鉴定模板制作的思路，在动物类中药中广泛应用。相关研究显示，从生物体中提取DNA片段后采用PCR技术扩增基因片段，测序分析基因片段，可针对动物分泌物实施DNA分子标记，科学鉴定该类药材。

RAPD技术可有效鉴别同种药材不同地理群体存在的基因分化情况，以此评价药材道地性。通过RFLP和RAPD分析，可鉴别家种中药与野生与野生中药，评价药材品质。DNA分子鉴定还可用于鉴定某种药材的DNA分析，例如，冬虫夏草菌丝体自然生成和人工发酵产生时在基因表现方面存在差异。DNA分子刻划对于促进生药质量标准化有积极意义，例如，根据日本中药药材管理要求，白苍术、关苍术、北苍术、茅苍术虽然都为苍术类药材，但其中前两者被划分为白术，后两者在用药时作为苍术使用。中药药材经过处理后形态发生变化，有些药材通常被制作为粉剂使用，难以通过形态区分药材差异，例如，鹿血粉、纯蛇粉、龟鳖胶囊等在外观上无法有效鉴别，采用DNA鉴别手段可迅速加以区分。DNA分子鉴定还可用于区分雌雄株，评价药种、药苗纯度等，考古发掘出的中药药材也可通过此种方法鉴别，例如古莲子DNA鉴别等，即采用¹⁴C检测方法。

2中药有效成分分析

中药用药具有治疗作用，关键在于其中特定有效成分。植物类重要中通常含有挥发油、黄酮、生物碱、多糖或者皂苷等。这些有效成分含量极低，通过分子生物学技术干预，调控关键酶基因合成过程，激活酶活性，可针对性促进其基因表达，提高药物成分含量。此外，许多植物类中药中不仅包含有效药物成分，而且含有毒害性成分，中药配伍中强调药物相生相克相辅相成即是为化解毒性，调控药效。应用现代技术，可通过生物技术干预调控药物基因中有效成分，分析其合成途径，提取合成有效成分的关键酶促反应酶，然后通过分离、纯化处理等步骤，分析其性质，目标明确地分离或克隆基因，明确相关基因表达特征，通过转基因技术人工干预植物类中药基因表达，改良为更符合医学需要的药物类型，提高药材品质采用植物细胞培养方法可实现药物成分工业化生产，例如有效抗癌物质紫杉醇，即已实现生物合成。此种技术也可应用于促进中药药物成分基因结构分析、酶基因工程等生物合成研究。分子生物技术中基因调控研究可促进分离、鉴定药物有效成分，从而有意识地调控植物药材基因，了解相关成分的表达组织、调控机制等，深入了解对生物合成基因产生时空调控影响的顺式作用因子、反式作用因子，对基因因子中组织特异性启动子予以针对性分离，探讨有效成分基因定向表达方法，定位特定细胞或组织。通过此类技术，还可促进研发新型生物反应器，提高细胞培养效率等。

3中药药理研究

中药应用历史悠久，其药效作用有广泛实证，但是影响中药在现代应用和发展的主要因素是中药作用机制不明确，从现代医学角度使用药物存在难度。分子生物学技术可从现代科学角度分析药物成分构成，明确其活性成分，结合人类靶基因研究，综合分析中药药理作用机制，分析中药用药后对机体靶基因的相关性作用。分子生物学研究认为，中药在人体中发挥药效时，主要是干预机体细胞凋亡过程，部分中药可通过药理作用抑制肿瘤因子活性，部分中药成分可促进活血化瘀，部分中药可促进免疫调节，还有部分中药具有延缓衰老的作用等。上述药理作用均与基因调控存在相关性。相关研究显示，细胞凋亡是内外因联合作用影响，内因主要为基因调控，外因是外源性信号影响。凋亡信号对目标细胞产生刺激，发生信号传递，改变凋亡调控基因表达，同时镁离子、钙离子等离子参与作用过程，特定酶被激活，最终发生细胞凋亡。在此种药理作用发生过程中，凋亡基因、促凋亡基因等为主要作用基因，以促凋亡基因c-myc为例，该基因不仅可诱导细胞凋亡，而且可加速细胞增殖。医学研究显示，泌尿系统、心血管系统、免疫系统和神经系统等类疾病、肿瘤以及外科疾病等临床诊断中常见细胞凋亡异常表现。生物碱等中药常见有效成分通常可影响若干种基因表达^[2]。

分子生物技术不仅可以用于中药药理研究，而且可用于分析中药复方分子机理。例如，中药传统汤方中小柴胡汤、四物汤与五苓散，分子生物学研究显示，上述复方汤剂对ACE基因中D型等位基因、DD型等位基因产生作用，因此产生疗效。益气通络方用药后，可见心肌细胞bcl-2活性增强，显示药物成分对该部分基因产生影响。明确相关基因作用机制，可改善中药使用方法，促进中药基因改良，对中药发展有积极意义。

结论：综上所述，中药种类鉴别、药物有效成分分析、作用机制分析等，均可应用分子生物技术完成。应用分子生物学技术对中药开发有重要意义，可提高药物鉴别效率，提高药品检验结果可靠性，明确药物核心作用成分，针对性促进核心作用基因表达，明确药理机制，指导科学改良药物。

参考文献：

[1]关宏炜. 基于反向分子对接理论探讨黄连治疗2型糖尿病效应物质群及其多成分多靶点的分子机制[D].华中科技大学,2019.

[2]韩森,王佃勋,魏佩煌等.基于网络药理学方法的中药寒/热性药物特异性作用分子机制研究[J].辽宁中医杂志,2021,48(08):186-189.