| 人参分子生物学 |
| 发布时间:2022-02-18 |
人参(Panax ginseng C.A.Meyer)为传统名贵中药材，具有很高的药用价值和经济价值，人参体现了“上医治未病，上品多滋补”的中医药理论和思维。将人参药材、人参活性成分及药理学机制等研究与分子生物学有机结合成为现代医药科学发展的热门课题。分子生物学（molecular biology)是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。分子生物学的发展十分迅速，新理论与新技术不断涌现，渗透进入生命科学的每一个领域，并全面推动人参研究向各个方面纵深发展。
分子生物学的发展为人参药材鉴定开辟了一条新路。这一技术包括 RAPD、AFLP、PCRRFLP、特异 DNA探针杂交、小卫星、微卫星指纹分析等，由于它是直接分析遗传物质本身，排除了环境因素给药材鉴定带来的干扰，所以比传统方法更准确可靠。利用分子生物学遗传标记技术鉴定人参，具有准确，灵敏性高等优点，传统方法无法比拟，虽然将 DNA分子技术应用于人参鉴别时间还很短，但是随着分子生物学的发展，DNA分子技术同传统的鉴别方法相结合，必将进一步促进人参的品质资源，质量控制等环节的发展，推动中药现代化的进程。
人参生长环境复杂, 易受多种病原微生物侵染, 如人参锈腐病、人参立枯病，使其品质和产量受到严重制约，病害防治主要通过人为施加化学制剂，长期施用导致病害抗药性。初旸以人参全基因草图为基础，进行基因组范围内的抗病基因筛查，系统分析人参抗病基因家族的进化关系及结构特点，结合多个转录本数据的比较, 分析各基因及基因家族的表达模式，分析人参抗病基因在健康状态下不同时空的表达模式和根腐病菌侵染状态下的表达特征。推动了人参抗病性的分子生物学基础、筛选人参抗病性状的分子标记及优良品系选育等方向的发展。
人参皂苷是人参的主要有效成分，具有多种功效，但是在研究过程中，由于多靶点不明确而导致无法定性定量对其作用效果进行检测。因此，大量科研工作者将组学技术应用于人参皂苷活性研究中。转录组研究方法有高通量测序、表达序列标签（EST）、基因表达序列分析（SAGE）、基因芯片、cDNA-AFLP等。蛋白质组学在研究中主要应用的技术手段有双向凝胶电泳、多维液相色谱分离、电喷雾离子化、质谱技术、X射线晶体、核磁共振成像等技术等。代谢组学研究中的分析手段包括核磁共振谱（NMR）、气相色谱-质谱（GC-MS）和液相色谱-质谱（LC-MS）等技术。
随着医学科学与分子生物学的进展，人参皂苷的研究也进入到人参皂苷单体药理学及从基因水平和分子药理学水平揭示其药理学机制的新领域中。近年来，西方学者在分子生物学水平对人参作用于肿瘤、痴呆、老年病、冠心病、内分泌失调、神经系统退行性病变、免疫调节等方面正进行着高水平的研究，并且已经取得相当多的专利。我国在理论研究方面也逐步进入分子生物学领域和受体药理学及其内源性配基的探索，把人参及其深加工产品从以滋补保健为主发展到具有特定适应症的一线治疗药物，为进入临床特殊适应症的阶段提供药理学基础，这对中医滋补壮阳理论的现代研究具有重要意义。
宋志斌利用高通量技术证明人参皂苷可以改善缺血再灌注损伤，增强脑部在缺氧状态下神经细胞存活能力，维持乳酸脱氢酶、谷丙转氨酶保持稳定，减轻机体各器官损伤。王颖应用EST构建了2个表达型λ噬菌体全长cDNA文库，从而丰富人参皂苷的cDNA组。王永刚通过SAGE证明二醇型皂苷的代谢产物Rb2和 Rb3能够抑制血管中肿瘤的发生和转移，Rg3和Rh2可能以抑制肿瘤细胞释放血管内皮生长因子的方式抑制肿瘤血管生成机制。周烨通过基因芯片技术对人参皂苷作用K562细胞的基因表达谱变化，得到结论人参皂苷对其的总体变化趋势是抑制增殖与诱导分化，影响蛋白质合成。李英博通过基因技术得出人参皂苷Rg1对人体神经干细胞有促进增殖、加快生长、促使细胞增大的作用。还有研究通过利用miRNA技术证明S型人参皂苷Rg3具有保护心肌的作用。汪凌昊通过蛋白质组学试验证明G-Rh2对HL-60细胞有增殖抑制作用，可以诱导细胞的凋亡。陈高舒通过荧光差异凝胶筛选经过人参皂苷Rd治疗后的小鼠体内的差异蛋白，发现小鼠记忆相关蛋白UCHL1发生显著提高，证明人参皂苷Rd可有效改善阿尔兹海默病。贾执瑛通过代谢组学检测，发现人参皂苷干预后白细胞介素2、白细胞介素6、血浆γ干扰素、肿瘤坏死因子的含量增高，说明人参皂苷对机体免疫功能有增强作用。
分子生物技术将样本当作一个大的系统，通过对样本的全基因、全表达、全蛋白和代谢产物进行提取、研究和分析，可以全面化地获得样本差异，从而获悉机体的健康状况，而这种优势对于人参活性物质的药理性研究至为重要。生物分子技术的高通量、高灵敏度在人参药材、人参活性成分及药理学机制等研究中不可或缺，相信在未来医药学的研究中组学技术应用于人参、中药材、食品、保健品和药品研究前景更加广阔。
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