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    中藥藥理學的概念精選(九篇)

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    中藥藥理學的概念

    第1篇:中藥藥理學的概念范文

    一 教師應向學生介紹相關的感性材料,使學生獲得必要的感性認識

    教師應向學生介紹相關的感性材料,使學生獲得必要的感性認識,這是學生形成概念和掌握規律的基礎。

    在物理學習中,使學生對所學習的物理問題獲得生動而具體的感性認識是非常必要的。在物理教學中,如果學生對所學習的物理問題還沒有獲得必要的感性認識,還沒有認清必要的物理現象,教師就急于向學生講解概念和規律,采用“填鴨式”的教學,學生靠灌輸得來的“概念”和“規律”就將是空中樓閣。其實,當學生對教師介紹有關的物理現象和物理事例有了比較充分的感性認識,而學生自己用已學的知識又無法合理地說明和解釋這些現象與事例時,便會有強烈的求知欲。例如,我們都有這樣的體驗,一個身高體壯的大人從你身旁走過,不當心碰了你一下,可能使你打個趔趄,甚至摔倒。但是,如果碰你的是個瘦小的小孩,盡管他走得跟那個大人一樣快,打趔趄甚至摔倒的可能不是你,卻是他。學生便會產生“這究竟為什么?這到底是什么?”的探究心理,這種探究心理,這種對學習內容的濃厚興趣,正是學生學習概念掌握規律的內部動機。可見,當我們考慮一個物體的運動效果時,只考慮運動速度是不夠的,還必須把物體的質量考慮進去。物理學上把物體的質量和速度的乘積叫物體的動量。

    每一個物理概念和規律都包含著大量的具體事例。在物理教學時,特別需要注意的是,并不是具體事例越多越好,為了幫助學生能在感性認識的基礎上進行分析,我們教師必須精選典型事例,這樣才能收到預期的效果。

    二 引導學生正確進行科學抽象,由感性認識上升到理性認識階段

    在學生形成概念,掌握規律的過程中,引導學生正確進行科學抽象,由感性認識上升到理性認識階段,這是形成概念,掌握規律的關鍵。觀察同一個物理現象,不同的學生會得出不同的結論。因為在每一個物理現象中,存在著多種因素的影響。如果把握不住抽象思維的正確方向,就會得出錯誤的結論。例如,在“馬拉車”的問題上,盡管學生把牛頓第三定律背得滾瓜爛熟,思想上總還認為“馬對車有拉力,車對馬沒拉力”或者“馬對車的拉力大于車對馬的拉力”。學生“最有力的證據”是:反正是馬拉著車向前走,而不是車拉著馬向后退。學生主要是固執地盯住了馬拉車向前走這一直觀的表面現象,而沒有對車,馬的啟動過程以及車,馬與路面之間的作用力做深入細致的餓分析。

    三 理解所學概念和規律

    學生對相關物理問題的感性材料進行科學抽象,得出結論后,為了強化概念和規律,還得使學生理解所學概念和規律,那么學生怎樣才算形成了物理概念呢?至少明白為什么要引入這個概念,能說出這個概念是如何定義的,對于物理量要記住它的單位,對于有定義式的物理量要記住它的定義式,明確概念的適用范圍,弄清楚一些容易混淆的物理概念之間的區別和聯系。

    第2篇:中藥藥理學的概念范文

    關鍵詞: 物理概念;引入;形成;鞏固

    中圖分類號:G623文獻標識碼:A文章編號:1003-2851(2009)10-0137-01

    物理學是一門自然科學,它是由基本概念、基本規律等方面組成的,而物理概念是物理學的基礎,是物理現象、物理規律的本質屬性在人們頭腦中的反映,它是進入理性認識的第一步,是進一步學習物理知識的基礎,只有在掌握了物理概念的前提下,才能理解物理現象,掌握物理規律,解決物理問題。所以搞好物理概念的教學,對提高中學物理教學質量是至關重要的。

    一、概念的引入

    所謂概念的引入,就是在前面所學知識的基礎之上,引入一個新的物理概念。要搞好新概念的引入,教師吃透教學大綱,把握好教材是關鍵。教師需熟練掌握所引入的新概念與前面所學知識的內在聯系,了解學生已有的知識,才能在課堂上恰如其分地給學生提出新的概念。引入新概念的方法是多樣的,可以根據學生已有的知識,層層設問,逐步引導,由表及里,不斷深入;也可以一石驚天,突發疑問,引起學生的思考與重視;或者首先設計一個有關的實驗,引導學生觀察,利用學生已知的物理現象和概念加以比較分析等。

    二、概念的形成

    學生新概念的形成,必須是正確而清晰的,不能似是而非,含糊不清。為了使學生能夠正確掌握、深刻理解一個新概念,不僅要從多個角度去講清它的內涵,如定義、定義式、單位及物理意義等,還要講清它的外延,將這一概念同相關的概念加以對比,弄清它們的聯系與區別,從根本上去把握、理解新概念,并通過適當的例題引導學生深入認識。

    例如,在把電場強度這個概念引入后,邊做演示實驗邊分析:在電場中的某點,放入的檢驗電荷所受電場力的大小與檢驗電荷所帶電量有關,電量增加,電場力增大;電量減少,電場力就減小,但電場力與電量的比值不變(即電場力與電量成正比),且在電場中不同的點,這個比值一般不同,同一點這個比值不變,與檢驗電荷電量的大小、電性無關,只是電場力的方向與檢驗電荷的電性有關:正、負兩種電荷在電場中的同一點所受電場力的方向相反。如果我們知道了電場中各點的這個比值,就可確定任何一個檢驗電荷在電場中任何一點所受電場力的大小及方向,這樣,整個電場的力的性質也就清楚了。于是,我們定義:在電場中某點的檢驗電荷所受的電場力與所帶電量的比值,就叫做該點的電場強度。若用E表示電場強度, F表示電場力,q表示電量,則電場強度的定義式為E=Fq。電場強度是一矢量,規定:正檢驗電荷在電場中某點所受電場力的方向為該點電場方向,也就是電場強度的方向。電場強度的單位是由力的單位和電 量的單位根據定義式來確定的,在國際單位制中,力的單位是N,電量的單位是C,則電場強度的單位就是N/C。

    從教學實踐來看,學生只有理解了,才能變成自己牢固掌握的知識。因此,對于闡明一個概念的物理意義,要有足夠的重視,以便于使學生能夠具體而確切地去理解新概念。電場強度的物理意義是:電場中某一點的電場強度在數值上等于單位電荷在該點所受的電場力。可見,電場強度雖是由檢驗電荷所帶電量和在電場中所受的電場力來定義的,但電場強度與檢驗電荷的有無、電性及電量大小無關,它是表征電場的力的性質,描述電場強弱的物理量,只與場電荷及觀察點在電場中的位置有關。而放在電場中的電荷所受的電場力,則是由電場中某點的場強E和所放電荷q兩者決定的。電場力的大小為F=qE。電場力的方向與所放電荷的正、負有關,若所放電荷為正電荷+q,電場力的方向與該點場強方向相同;若所放電荷為負電荷-q,則電場力的方向與該點場強方向相反,而且場強E和電場力F的單位也不相同。通過上述分析講解,同學們對電場強度這個概念引入的目的、建立的基礎及它在物理學中的意義和作用就可以初步掌握了。

    三、概念的鞏固

    鞏固新獲得的概念,是使學生理解概念、掌握概念的必經之路,目的是使學生能夠熟練地駕馭概念、應用概念去分析解決問題,在應用過程中培養能力,對新概念的鞏固可以采用多種不同的方式。首先是引導學生正確理解、應用新概念。可在課堂上有針對性地列舉一些有關的物理現象或物理問題,讓學生用獲得的知識來解答,或采取同學們相互提問,共同解答,展開討論的辦法,調動學生的學習積極性,達到使全體學生理解概念,掌握概念之目的;其次是有目的地給學生精選一些典型的題目,加強課后練習,鼓勵學生主動地應用概念去分析研究身邊的物理問題,通過反復練習,舉一反三,使學生對概念逐步由感性認識上升到理性認識,并牢固地掌握它;再次,在講授了一個新概念之后的教學中,要不失時機地聯系復習這一概念,加強鞏固;第四,教師要善于發現學生對概念的錯誤理解和認識片面的地方,并采用不同方式及時進行糾正和彌補,如果糾正和彌補方法得當,也可以給學生造成強烈印象,達到牢固掌握概念的目的。例如,有的學生總是認為電場強度與檢驗電荷有關,這時可引導學生設想有一場電荷,它在它的周圍空間建立了電場,各點有各點的場強,怎樣測得?用檢驗電荷,取走檢驗電荷(場電荷還在)還有電場嗎?各點場強變了沒有?學生自然會得出結論。

    第3篇:中藥藥理學的概念范文

    關鍵詞:人才培養;歷史教學;新課改;新理念;新手段

    新課改已經在全國推廣,在歷史教學中,如何才能把新課改的理念滲透到平常的課堂教學中,提高課堂教學質量。

    一、更新教學觀念

    傳統的教學是教師苦講,學生苦聽,苦記,學生所學內容是死的,根本不能靈活運用。而新課改的要求是:注重培養學生的獨立思考能力和創新精神,引導學生大膽質疑、深入探究問題,引導學生在教師的指導下,能夠主動地、創新地學習。這就對教師提出了更高的要求:要改變原來以教師為中心,轉為以學生學為中心;要使以前的課堂從“一言堂”變成 “群言堂”,引導學生積極參與到課堂教學中來,讓他們體驗到參與的快樂,真正成為學習的主人。例如我在教第一冊中國古代史第一課“中華文明的起源”時,為了引導學生積極參與到教學之中,我設計這樣一個問題:“假如你生活在當時的環境下,你會如何生存下來?”學生自由討論回答,發散他們的思維,穿越到古代,這樣學生學習的積極性就調動起來了,課堂氣氛馬上活躍起來,興奮的暢談自己“古代的生活”,這樣,學生不僅深刻地理解了本課的知識,還收獲了快樂。

    二、更新課堂教學模式

    教材換了,教學方法也應該做相應的調整,教學模式進行更新,才能適應新課改的需要。新教材編排的體系,促進了學生全面發展、體現了學生綜合素質。要貫徹新教材的教學理念,就必須建立一種全新的開放式課堂教學模式。這也就決定了歷史課堂必須具有探究性和開放性,要有更深更廣的探究的空間。教師在課堂上要營造一個濃厚的探究氛圍,并時刻關注他們在探究過程中出現的各種問題,使學生在探究的過程中發現問題、理解問題、解決問題。通過觀察,我發現,學生主要通過旅游、看歷史故事書籍、影視劇對古代歷史以及歷史人物了解得比較多。所以,我就經常進行歷史故事大擂臺賽,開展說說你對影視劇歷史人物的看法等活動,來調動學生學習歷史的積極性。同時,我發現,學生喜歡對問題進行辯論,于是,我因勢利導,在歷史課堂上,經常設計一些問題,讓學生展開充分的討論,例如,商鞅變法是成功了還是失敗了?他最后被五馬分尸值不值?武則天是中國歷史上唯一的女皇帝,你對女人當皇帝有何看法?通過這一系列的問題,讓學生收集資料,尋找證據,駁倒別人的觀點。學生尋找論據、辯駁的過程,就是他們學習進步的過程。課堂引入辯論,符合學生的認知特征和心理,減少了枯燥的歷史理論和概念的灌輸,符合生活,符合實際,并且使學生能夠興趣盎然地參與到課堂中來,達到了良好的課堂效果。當然,也可采用小組討論、合作探究、交流展示等新的課堂教學模式。

    三、更新教學手段

    傳統的教法,老師一只粉筆、一本書,從頭講到尾,下課學生背,這種現象必須改變。面對新教材教師一定要深入研究問題,巧妙營造環境,激發學生積極探索問題,來培養學生思維能力。通過層層設問,教師要讓學生學會如何發現問題和解決問題。教材形式發生變化,要想體現新的課改理念,這就要求教師使用各種不同的教學手段,而且會使用現代化的教學手段,這樣才能吸引學生的注意力。海量的信息需收集,大量的圖片需展示,大量的實物需展示,大量情境要用多媒體展示,這樣才能有助于學生學習。比如,在講“鄭成功”時,就播放了一段電影《鄭成功》的片斷,把學生帶進歷史的“情境” 中去,盡可能地使學生身臨其境,感受那段波瀾壯闊的歷史,學生看過之后很激動,然后再跟隨教師學習這一段歷史,效果很好。所以,每一課的歷史情境,我都盡量制成多媒體課件,然后配上音樂、動畫、視頻等,上課時,學生會興奮起來,大大地提高了學習效率。當然,如有條件也可參觀歷史博物館,進行現場教學,一定要突破課堂的限制,由課內延伸到課外。

    四、更新作業設計

    教材的變化,課程理念的變化,學生學習方式的變化等等,都要求作業也要做相應的變化。傳統的作業,學生不是背書就是寫練習冊。只能應付考試,沒有任何利用史料解決問題的能力,所學知識都是死的,這種作業必須改變。這要求歷史教師要鼓勵學生充分利用豐富的網絡資源,查找一些歷史人物、歷史事件的詳細信息,豐富自己的歷史知識。比如,在學習完第18課“和抗擊沙俄”后,組織學生觀看了電影《鄭成功》,作業是:談談當時鄭成功為什么能?康熙帝為什么能打敗沙俄?布置一些探究性的作業,讓學生自己去查資料,然后形成自己的觀點。比如:你認為秦始皇是暴君還是英雄?允許學生有自己的觀點,只要自圓其說即可。

    新穎作業的設計,能讓學生碰撞出創新的火花,鍛造出創造性的思維。創新型,探究性的作業和社會實踐作業也必然受到學生的歡迎。同時學生可以運用不同的思維進行思考問題,突破傳統,從而提高了學習歷史的興趣。

    第4篇:中藥藥理學的概念范文

    一個學科的形成和發展,首先是這個學科研究方法的形成和發展。中藥的藥理研究自20年代初,陳克恢研究麻黃[1]以來,研究方法逐步完善,研究領域日益擴大,研究水平不斷提高,形成了自己的學科體系,這就是中藥藥理學。其中一個重要標志,就是中藥藥理動物模型的研究和應用。中藥藥理動物模型是中藥藥理學獨具一格的研究方法,它使中藥藥理學從中藥和藥理學脫胎而出,形成了獨特的學科體系。基于此,有必要對中藥藥理動物模型進行整理、探索,為進一步指導中藥藥理學發展、豐富實驗動物學的內容起作用。故本文試圖較系統地論述中藥藥理動物模型的概念、作用,分析中藥藥理動物模型的現狀,探索中藥藥理動物模型的發展方向。

    1 中藥藥理動物模型的概念

    中藥藥理動物模型是指在中藥藥理研究中建立的具有人類病證表現的動物實驗對象和相關材料,它包括人類疾病動物模型、人類證候動物模型、人類病證動物模型三部分的內容,它既是實驗動物學的范疇,又是中藥藥理實驗方法學的核心。

    2 中藥藥理動物模型的作用

    2.1 中藥藥理動物模型是中藥藥理學的基石 中藥藥理學是以中醫藥理論為指導,用現代科學方法,研究中藥對機體的作用和作用機理、以及體內過程,從而闡明其防治疾病原理的科學。它包括中藥藥性藥理、中藥實驗藥理、中藥臨床藥理三部分的內容。而中藥藥理動物模型在中藥藥性藥理、中藥實驗藥理、中藥臨床藥理的研究中均發揮著重要作用。

    2.1.1 中藥藥理動物模型是中藥藥性藥理的研究手段 中藥藥性藥理包括四氣、五味、歸經、升降浮沉、補瀉、毒性等方面的藥理研究,而中藥藥理動物模型是中藥藥性藥理的研究手段。如梁氏用溫熱藥建立熱證動物模型,再用寒性中藥龍膽草、黃連、黃柏、銀花、連翹、石膏治療,觀察中藥寒涼藥性的藥理學基礎;用寒涼藥建立寒證動物模型,再用熱性中藥附子、干姜、肉桂、黨參、黃芪、白術治療,觀察中藥溫熱藥性的藥理學基礎[2]。又賁氏應用血虛肝脾損傷動物模型,研究中藥當歸、熟地、川芎、白芍的歸經藥理[3]。

    2.1.2 中藥藥理動物模型是中藥實驗藥理的研究基礎 中藥實驗藥理是中藥藥理的研究核心,中藥實驗藥理主要是應用實驗動物、器官、組織、細胞研究中藥功效的藥理作用,揭示中藥功效的現代內涵。中藥功效是中醫辨證論治體系在藥學中的體現,對中藥功效的揭示,必須以中醫證的研究為基礎;而中藥藥理證候動物模型是中醫證在實驗研究中的載體,故中藥藥理動物模型是中藥實驗藥理的研究基礎。如研究補氣藥人參、白術、茯苓、甘草組成的四君子湯對小腸推進運動的影響,結果四君子湯能抑制正常動物離體器官小腸的運動[4],對正常在體動物小腸推進運動無明顯影響[5];但能增加脾虛動物小腸推進運動[5,6]后者與臨床實際相符,與補氣藥健脾益氣功效相符,是健脾益氣功效在腸功能中的體現。這個例子說明,建立和使用中藥藥理動物模型,才能真正揭示中藥的功效,豐富中藥實驗藥理的內容。

    2.1.3 中藥藥理動物模型是中藥臨床藥理的橋梁 中藥臨床藥理學研究方興未艾,但學科有待建立。由于正常動物的結構形態、功能代謝與人類的病理狀態相差甚遠,故必須應用中藥藥理動物模型來連接中藥實驗藥理與臨床藥理的研究,為中藥臨床藥理的有效性和安全性評價奠定基礎。

    2.2 中藥藥理動物模型是中醫藥現代化的突破口 中醫藥的學術發展相當緩慢,其原因就是缺乏實驗研究體系,缺乏與現代自然科學的溝通與融合,忽視基礎理論的研究,未建立起自己的科研規范、指標體系和方法論,致使其理論研究對實踐缺乏推動作用,與世界醫學缺乏共同語言。而中藥藥理動物模型就是在中醫藥理論指導下,應用現代科學方法,以實驗動物、器官、組織、細胞為研究對象,建立的具有人類病證表現的實驗模型。彌補了中醫藥研究的不足,成為中醫藥理論與現代科學的中介部分。故中藥藥理動物模型的研究與發展,必將促進中醫藥的現代化。

    2.3 中藥藥理動物模型是實驗動物學發展的新領域 中醫以系統-綜合醫學模式為特征,堅持功能主義的原則和 視角來研究人體。在中醫藥理論指導下對中藥藥理動物模型生物學特征的認識,將彌補現代以形態結構為原則進行研究的不足,建立新的指標體系,豐富實驗動物生理學、實驗動物醫學和比較醫學的內容。而中藥藥理動物模型的研制與增加,又將豐富實驗動物病理學和動物實驗技術的內容,對實驗動物疾病的病理過程和實驗操作技術進行重新認識。故中藥藥理動物模型的建立與深入研究,將成為實驗動物學發展的新領域。

    2.4 中藥藥理動物模型是中藥新藥有效性評價的工具 中藥新藥有效性評價,可用正常動物觀察藥物對生理狀態下各種生理、生化、形態等方面的影響,以判斷新藥的療效。但生理狀態與病理狀態有本質的區別,對藥物的反應常有質的不同。有些藥物對正常動物無藥效作用,而對中藥藥理動物模型則有治療作用,如清熱藥對發熱動物有降溫作用,而對正常動物體溫則無影響。因此,僅用正常動物不能全面準確地評價新藥有效性,必須選用中藥藥理動物模型,觀察新藥對病理狀態的影響,才能更準確地評價其有效性。故中藥藥理動物模型是中藥新藥有效性評價的工具。

    3 中藥藥理動物模型的現狀

    中藥藥理動物模型自唐·陳藏器《本草拾遺》首次記載用精米喂貓、犬造成腳氣病模型以來,中藥藥理動物模型已初具規模,分為中藥藥理疾病動物模型、中藥藥理證候動物模型、中藥藥理病證動物模型三類。

    3.1 中藥藥理疾病動物模型 中藥藥理疾病動物模型分為誘發性疾病動物模型和自發性疾病動物模型。誘發性疾病動物模型是研究者通過使用物理、化學、生物等因素作用于動物,造成動物組織、器官或全身一定的損害,出現某些人類疾病的功能、代謝或形態結構方面的改變。如發熱動物模型、四氧嘧啶糖尿病(消渴)動物模型、肥胖癥動物模型等。自發性疾病動物模型是指實驗動物未經任何有意識的人工處理,在自然情況下,發生染色體畸變、基因突變,并通過定向培育而保留下來的疾病模型,如無胸腺裸鼠、重癥肌無力小鼠、青光眼兔、高血壓大鼠、肥胖癥小鼠等。

    3.2 中藥藥理證候動物模型 中藥藥理證候動物模型,自60年代鄺安建立第一個類“陽虛”動物模型[7]以來,已用200多種方法,復制建立了腎虛證、脾虛證、肺虛證、心虛證、血瘀證、血虛證、肝郁證、寒證、熱證、痹證、里實證、厥脫證、溫阻證、溫病等證候動物模型。中藥藥理證候動物模型是指在中醫藥理論指導下,在動物身上復制的中醫藥證候,是中藥藥理動物模型獨具一格的有別于人類疾病動物模型的方法。而中藥藥理證候動物模型的研究還遠遠不能滿足中藥藥理學發展的需要,急待增加研究投入,提高研究水平。

    3.3 中藥藥理病證動物模型 中藥藥理病證動物模型包括兩方面的內容。一是用現代醫學的人類疾病動物模型與中醫證候動物模型嫁接,建立病證結合動物模型。如高脂性疾病血瘀證動物模型、失血性貧血血虛證動物模型、感染性休克厥脫證動物模型等。把現代醫學的辨病論治與中醫學的辨證論治結合起來,中西匯通。另一種是在中醫藥病證理論指導下,建立中醫病證結合動物模型[8]。這方面的工作急待開展,以深化中藥藥理模型的研究,糾正證候動物模型難于深化、不好應用的不足。

    4 中藥藥理動物模型的發展方向

    中藥藥理動物模型在今后一個時期內,主要是應總結分析中藥藥理動物模型的理論,加大中藥藥理證候動物模型和中藥藥理病證動物模型的研制,建立中藥藥理動物模型的科研規范、研究體系,為中藥新藥研制和開發、中藥藥理研究、中醫藥學術發展、中西醫合流提供堅實的實驗基礎,也將為我國實驗動物學的發展增添新的內容。

    參考文獻

    1 陳克恢,Schmidt T. Pharmacol Expt Therap,1924;24(5)∶339

    2 梁月華.北京醫科大學學報,1987;19(1)∶54

    3 賁長恩.北京中醫學院學報,1991;14(增刊)∶23

    4 黃樹明,等.中醫雜志,1988;(9)∶60

    5 彭 成,等.中藥藥理與臨床,1995;11(5)∶6

    6  聞集普,等.中藥藥理與臨床,1992;8(2)∶27

    第5篇:中藥藥理學的概念范文

        1學科性質確定教學方法

        臨床中藥學是在中醫學、中西醫結合醫學學科中的專業基礎學科,在中醫基礎學科與中醫臨床學科之間起著重要的“橋梁”作用,有了《臨床中藥學》及稍后的《方劑學》,才使得理、法、方藥成為一體,為以后成為臨床醫師的學生,提供傳統的、經典的同時也是具有鮮明中醫特色的用藥知識。臨床中藥學亦是中藥學學科群中的重要學科,為其他二級學科提供圍繞臨床安全、有效、合理使用中藥而進行現代研究的依據,同時又將各二級學科分化深入研究后的成果,在新的層面上進行綜合,用以促進中藥學以效用為主的不斷發展,并且將這些新知識及時轉化為臨床中醫師的知識構體。臨床中藥學與其它相關學科有著廣泛的聯系。其與方劑學的關系緊密,實為硬幣的兩面,都以藥物的功效為研究的主要內容,但臨床中藥學重在逐一闡明各單味中藥的全部功效,結合臨床實用隨時進行功效內容的增減及用語的規范,使之記述完整而準確;方劑學主要為了闡明某藥在某方中所發揮的某種或幾種功效,而且更關注的是復方的整體功效。其與中藥藥理學的關系互補,二者關注的都是中藥的功效,但中藥藥理學的側重是從現代藥理的角度回答“為什么”,而臨床中藥學的重點在于從臨床的角度回答中藥“干什么”,二者互為補充。其與臨床各科內容交叉,在學習的初期,諸如胎動不安、陰暑、陽暑等概念已先期出現,中藥的功效是對藥物、對臨床表現的反應,是從對證治療、對癥治療中抽象出來的,不理解這些概念,則無法準確地理解中藥學性能、功效和主治。其與基礎學科前后呼應,可以說對中藥的正確應用是中醫診斷學、中醫學基礎的實際檢驗,在某種意義上,中藥即是中醫基礎理論的試金石。臨床中藥學與其它學科聯系的廣泛性,確定了多維比較的必要性。

        2多維比較闡釋教學內容

        《臨床中藥學》的目錄是專業學科中最長的,總論部分涉及性能、升降、毒性等共性內容,更難學習的則是各論部分,單味藥物涉及性味、歸經、基源、功效、主治、不良反應等諸多方面,藥物之間或性同味異,或功效描述相同而主治不同,或主治相同而側重有異,因此比較的角度是教學的關鍵。在教學中我們注重從以下幾個方面對藥物進行比較。

        2.1病證的比較將不同章節但能治療相同病證的藥物進行比較,如阿膠、白茅根、白薇、鱉甲、側柏葉、大薊、地骨皮、海浮石、海蛤殼、槐花、黃芩、藕節、蒲黃、茜草、青黛、桑白皮、生地黃、仙鶴草、小薊、血余炭、梔子、紫珠草皆能治療肝火犯肺。類似有脾胃氣虛、心脾兩虛等。

        2.2癥狀的比較比較治療相同癥狀的不同藥物之間的差別,如治療胎動不安,紫蘇治療氣滯者,黃芩治療胎熱者,白術治療脾虛氣弱者,杜仲治療肝腎虛虧者。類似的比較有疹出不暢、疼痛等。

        2.3基源的比較比較基源相同藥物之間的區別,如槐花與槐角同出一物。前者用其花蕾及花,后者用其果實。二者性味、功用相似,均能涼血止血,清肝瀉火,治療血熱妄行之便血痔血及肝火上炎之目赤頭痛。槐角止血作用弱于槐花,但清降泄熱之力較強,兼能潤腸通便,故對于便秘、痔瘡腫痛或兼有出血者較宜。槐花清熱之力不及槐角,無潤腸之功,但涼血止血作用較強,對于大腸火盛之便血、痔血尤為對證。類似的有桑葉、桑枝與桑椹等。

        2.4名稱的比較比較名稱相近的藥物之間區別,如白術與蒼術、肉桂與桂枝等。

        2.5功效的比較比較功效相近的藥物之間的區別,如三棱與莪術,二者均具有活血行氣,消積止痛之功效,皆可用治癥瘕積聚,血瘀經閉,心腹瘀痛,食積氣滯之脘腹脹痛。但三棱偏于破血,莪術偏于行氣。類似的還有麻黃與桂枝、荊芥與防風等。

    第6篇:中藥藥理學的概念范文

    關鍵詞:中藥;分子中藥學;分子中藥;方證組方;現代中醫藥

    1 引言

    一個毋庸置疑的趨勢――作用緩和,具有適應多樣性的中藥制劑將成為21世紀的主流藥物。其原因,一是因為基因組織學、組合化學、高通量化學、計算機化學等新技術的發展及對人體生物過程認識的深化,加速了新藥研制的進程;二是全球人口老齡化,導致預防和治療慢性及老年性疾病、代謝失衡、神經退化性疾病和癌癥的藥物成為研究的重點。

    中藥預防和治療慢性疾病具有神奇的功效,我國幾千年來的人民健康得益于此。中藥對機體的影響機制主要呈現出多器官、多組織或多經絡水平上的多個藥物化學分子的脅同作用,并達到生理適應與平衡。由此可見,中藥在體內的物效基礎是以中藥中的有效分子的作用來實現的。所以,采用現代藥學檢測技術,探討和發現中藥體內的有效分子,并在原食中藥中表征后,再進行方證組方和研制新藥,將成為未來創新藥物研制的重要方法和手段。這是一條反向思維的研究思路,筆者認為該思路理論上是可行的,但實施起來還有許多技術難題需要解決,如中藥體內有效分子的 “捕獲”與檢測;有效分子與原食中藥的藥學處理之間的聯系;有效分子的表征方法等等都是棘手的問題。

    我國的傳統中醫藥業在19世紀以前曾聞名于世,甚至一度引領世界醫藥的發展方向。然而,進入20世紀,中華民族因戰爭連綿貽誤了傳統中醫藥的發展,而西方醫藥工業迅猛崛起,特別是現代醫學技術的空前發展,人們對疾病譜和藥物治療有效性與安全性的認知能力不斷提高,導致目前我國中醫藥事業面臨巨大壓力,甚至生存問題。那么,造成這種窘迫局面的根本原因是什么呢?筆者認為:第一是傳統的中醫藥理論與現代中醫藥新觀點缺乏有效地傳承或契合。如傳統中醫藥理論“八綱辨證”和“辨證論治”是談用藥須根據臨床發病特征,進行標本兼治的組方與治病的原則,雖然這一理論幾千年來一直指導著傳統中醫藥臨床實踐,其重要性不僅是傳統中醫藥理論體系的精髓,而且對形成現代中醫藥理論體系亦具重要指導作用;但它們同時也明顯存在“應用抽象”和“隨證變方”等不確定性缺陷。所以,傳統中醫藥理論比較適于中醫藥臨證醫學的實踐,對于現代中醫藥學的發展特別是研制中藥新藥明顯不相適應。第二是缺乏傳統中醫“證”的實驗模型,致使傳統中醫藥理論難予研究與求真,同時也導致現代中醫藥理論的創新乏力。第三是中藥多以復方治病即使是單味中藥,其有效成分也是多組分的;基本不能解釋其物效基礎。由此可見,中醫藥事業的發展關鍵在于創建正確的現代中醫藥理論體系,以及設計和建立能夠揭示傳統中藥治病物效基礎的方法或模型。

    2 “分子中藥學”概念的形成

    2.1 中藥的藥性特征

    眾所周知,中藥的性味是由中藥中的多組分化學成分所決定的。正因為這樣,導致了中藥臨床藥性的多靶點(同時作用于機體的多個器官或多個組織、多個基因或蛋白質等)和多樣性(即多效應,特別是有效性和毒副反應等)。對此,岳鳳先[1] 給現代中藥賦予的內涵是“中藥應具備與中醫藥學理論體系相適應的特征,包括藥物本身性能(以中醫藥學獨特術語表述,如寒、熱、溫、涼四氣和酸、苦、甘、辛、咸五味;臟腑、經絡、衛氣營血等歸經;升、降、沉、浮等);藥物功效以中醫藥學對人體狀況認識的對應術語表述(如滋陰、壯陽、理氣、活血、疏肝平胃、軟堅散結、清熱解毒、治實秘或虛秘、治寒喘或熱喘等);與藥物的配伍遵從君臣佐使等關系,并組成一個功效整體,施治于人,起到防治疾病的作用;具備上述三點基本內容,并可按中醫藥學理論使用的藥物稱為中藥”。岳老還指出,中藥治病同時存在“宏觀”優勢和“微觀”劣勢;故提出“現代科學化中藥”的概念,其內涵一是具備上述中藥基本內容,可按中醫藥學理論使用;二是中藥基本內容,須用現代科學闡述其物質和生物活性兩方面內容。

    李石生[2]認為,中藥常以混合物或分子群中各成分的協同、增效或拮抗的方式治療具體疾病。現代構效關系研究表明,盡管一味中藥含有多種化合物分子,但并非全部分子都是有效成分,而往往是其中一些具有一定骨架的化合物或不同骨架分子組成的分子群表現出特定的生理活性或治療作用。李氏把這種治療作用用中藥理論概括并歸納為一定的性味體現;即從分子水平上確定了中藥所含有的分子群或主要成分與中藥性味之間的對應關系。基于此,李氏團隊提出了“分子藥性假說”;即一是分子具有藥性,其藥性具有規律性;二是中藥化學成分具有分子多樣性指分子骨架的多樣性和特定骨架分子個數的多樣性;三是中藥的藥性多樣性具有多靶點作用機制。

    2.2 中藥的藥性基礎

    岳老和李氏團隊的觀點提示我們:中藥化學成分分子多樣性的本質是中藥藥性多樣性。所以,一味中藥的性味、歸經所具有的多樣性主要取決于起作用的化學成分的性味。由于組成中藥的分子多樣性及其藥性的多樣性,決定了中藥對機體的作用往往是多靶點的機制。由此說明,中藥是由特定藥理活性的分子組成,這些分子不僅具有特定結構,而且分子或分子群作用于人體能產生構效反應。

    2.3 分子中藥學概念

    依據中藥是由特定藥理活性的分子組成這一事實,筆者2002年提出“分子中藥學” 理論[3]。其內涵是研究和分析中藥的分子組成、結構、理化性質及其藥理活性規律。分子中藥學理論,其意義一是最大限度地應用了現代生物醫學工程技術,諸如層析、液質、超微粉碎、超臨界二氧化碳萃取、新吸附、膜分離和濃縮技術,噴霧或冷凍干燥以及發酵工程等技術,來研究中藥的分子組成、結構特征、理化性質及其藥理和毒理作用,取得了巨大成就;二是該理論有助于解釋中藥多效應和多靶點的特性機制,并為現代中醫臨床的辨證論治賦予新的內涵;三是分子中藥學理論不僅是對傳統中醫藥理論的繼承、發展與創新,更重要的是指出了現代中醫藥科學的研究內涵;四是有助于創新中藥即“分子中藥”的發現和研制。有理由相信,未來的中醫藥一定是在繼承和發揚了傳統中醫藥理論的“現代中醫藥系統觀念”指導下的飛速發展的“分子中藥”。必將開創中藥現代化與產業化新時代。

    3 分子中藥學的內涵

    分子中藥學是現代中醫藥的重要理論。由于分子中藥學主要研究中藥的分子藥學、分子藥理學、分子毒理學、分子制劑學和分子藥物臨床藥理學等內容,就必須采用現代醫學,特別是包括相關或不相關學科的科學技術與之適應。如血清藥理學、基因表達、分子探針等理論與技術正被用于中藥藥理學研究中;計算機自動控制,圖像分析處理、KDD等技術為建立更敏感和規范化的中藥藥理模型提供了新的研究方法;生物芯片可用于中藥成分的真偽鑒定,有效成分篩選及藥理藥效研究等領域;研究源于中藥中具有特定化學結構和明確藥理活性的分子,探討兩個或多個分子的復方制劑、藥理、毒理及臨床療效等等,均屬于現代中醫藥學研究范疇。

    4 分子中藥學研究的必要性

    4.1 分子中藥學研究是現代中醫藥學發展的必然

    中藥是治療疾病的重要物質基礎,而中藥的藥性即療效是中醫治病成功的關鍵。因此,現代中醫藥學的發展不僅要求繼承、發揚傳統中醫藥理論,發揮其臨床優勢及制劑特色;更重要的是要充分利用現代科學技術、方法和手段,借鑒現代醫學、藥品標準和規范,開發和創制既符合中醫藥理論又能合法進入國際醫藥主流市場的現代中藥;只有傳統中醫藥的大“革命”,才能使傳統中醫藥適應現代社會的發展和現代中醫藥臨床的實際需求。

    4.2 節約和保護中藥材資源是中醫藥事業發展的關鍵

    人類的生存有賴于自然生態的平衡,這是世人皆知的道理。據文獻記載[4]全球可以入藥的中藥材共有12807種,其中植物藥有11146種,動物藥1581種,礦物藥近100種,此外還有加工類藥50種左右。目前,僅有不到1%中藥材可以人工栽培并能入藥使用,可見大量的中藥材是在自然條件下生長并被使用的。由于人類對中藥材資源保護不利,加之生態環境被破壞,植物藥材被過渡采挖,再加上違背生態規律的不科學采收等行為,已至少造成3000種中藥材物種消亡或瀕危絕種的境地[56]。另外,中藥材在傳統臨床應用過程中,一方面解除了人們的疾苦,但同時也存在自然資源極大的隱形浪費。所謂隱形浪費指的是中藥單行或復方制劑治愈一種疾病不可能是制劑中的全部成分或有效部位,而往往僅是其中的某個或某幾個,甚至代謝產物等活性分子產生療效。那么,與制劑一同食入的非活性物質對受治疾病是無用的,但對于其它疾病未必無用。所以,我們把隨制劑帶入體內與治療作用無關的中藥中的分子稱為中藥材資源的隱形浪費。不論中藥材物種的自然消亡或瀕危,還是中藥材資源的隱形浪費均暴露出直接使用中藥(或飲片)煎湯劑,或者中藥復方僅粗提取后制成制劑在臨床使用中存在的嚴重缺陷和弊端。所以,加快分子中藥學的研究進程,盡快推進中藥的分子化和研制分子中藥新藥,將是節約和保護中藥材資源、促進現代中醫藥事業發展的最明智的策略。

    4.3 分子中藥學實施策略

    具體的對策:一是最大限度地應用現代科學技術獲得分子中藥。以中醫藥理論為依據,充分利用現代醫學科學技術成果,建立高效、準確、快速的中藥有效成分的分離、純化方法;研究化合物或有效部位等中藥藥效物質基礎,探索和建立分子中藥(或分子復方中藥)物質基礎的研究理論與方法;建立規范的分子中藥藥理作用評價動物模型,評價方法和指標;開展分子中藥的方證組方理論基礎研究,科學地闡明其藥效,作用機理及方證組方規律的科學性。加強分子中藥毒理學理論和方法論研究,以探討分子中藥的配伍、禁忌及配伍使用減毒增效的作用機理。二是分子中藥的生產工藝工程化。分子中藥學研究能夠積極引進和消化吸收已經成熟的先進生產和檢測技術。如超臨界液體萃取、樹脂吸附、膜分離和濃縮、噴霧或冷凍干燥、一步造粒、毛細管電泳等技術,并在分子中藥的生產中應用,提高分子中藥的生產質量和效能。改造目前中藥生產中相對落后的提取、分離、精制等技術,采用計算機和標準程序控制或優化生產工藝,逐步實現分子中藥的工業化生產。三是分子中藥產品化和標準化。從中藥中獲得分子中藥是傳統中藥的集約放大,更是傳統中藥方劑的指數富積,必將極大地豐富傳統中醫藥學概念意義上的中藥產品,而同時使標準化的產品比傳統中藥產品更科學、更嚴謹、標準的檢測方法更易操作。對于大量分子中藥的數據與信息,采用現代信息技術和數據庫加以收載、分類和編目,是分子中藥的產品化和標準化重要任務之一,這不僅利于總結現代中醫藥學研究成果,而且還可以在借鑒中藥及其方劑的傳統使用經驗的基礎上,分別建立國際分子中藥、天然藥物市場、中藥化學成分、藥理作用、毒副反應、臨床療效、藥用有效成分或有效部位等現代中醫藥信息數據庫,促進現代分子中藥的產品化和標準化;此舉對促進我國乃至全球中醫藥事業的發展具有重要意義。

    5 結語

    分子中藥學概念的產生是時展的必然結果,或者說現代的人需要現代的思想和使用現代的中藥。所以,現代中醫藥學的精髓在于新時代賦予傳統中醫藥學現代的新理念和新科學。人類文明的不斷進步,造就科學技術的不斷發展;同樣,伴隨著分子中藥學理論的不斷完善,分子中藥的廣泛使用,分子中藥新藥的不斷創制和面市,現代中醫藥學的進步和發展必將促進現代中醫藥學的繁榮和昌盛。然而,現代中醫藥理論體系還是初步的,特別是分子中藥學作為一門學科不僅需要同道們的認可,更艱難的是尚需業內人士付出時間和卓越的努力去實踐、檢驗和發展。振興中醫藥是中華民族的偉大事業,繼承和發展傳統中醫藥是歷史賦予我們的神圣職責。

    參考文獻:

    [1] 李石生,鄧京振,趙守訓,等. 中藥現代化研究的關鍵在于建立科學的現代中藥理論體系――分子藥性假說的提出[J]. 中國中西醫結合,2000,20(2):8384.

    [2] 岳鳳先.中藥與西藥的未來[J]. 中國實驗方劑學,2002,(S1):568577.

    [3] 王四旺,謝艷華,孫紀元. 中藥現代化與“分子中藥學”[J]. 中國醫學月刊,2002,1(9):743745.[4] 楊光. 試論中藥現代化[J].北京中醫, 2000,(1):1315.

    [5] 索風梅,陳士林. 論瀕危中藥替代品的研究[J]. 亞太傳統醫藥,2006,2(4):6872.

    [6] 黃璐琦,郭蘭萍,崔光紅,等. 中藥資源可持續利用的基礎理論研究[J]. 中藥研究與信息,2005,7(8):46.

    Molecular Composition Theory of Chinese Medicinal Materials

    and Modern Traditional Chinese Medicine

    WangSiwang

    (Institute of Materia Medicain In School of Pharmacy,The Fourth Military Medical University,

    Xian 710032, China)

    第7篇:中藥藥理學的概念范文

    1高等農業院校的《中藥學》精品課的特點

    高等農業院校是整個高等教育系統中的重要組成部分之一,是培養和輸送多層次農業所需人才的重要基地,更是農業科研成果的主要發源和創新之地。目前,我國的農業從傳統農業向可持續發展的現代環保型大農業邁進,這對高等農業院校來講更是前所未有的承擔著為農業培養優秀人才、科研創新和社會服務的重要功能,為農業技術現代化、促進農業發展、為社會主義新農村建設服務為前提[3]。吉林農業大學根據國家的發展需要,在藥用植物專業的培養方案和課程體系的基礎上,在全國高等農業院校中創辦了第一個中藥學專業,在實踐中使中藥學專業的課程體系和人才培養方案比藥用植物專業更全面、更符合中醫藥發展的規律,同時凸顯了高等農業院校中的中藥學專業的特色和優勢,即學生通過理論和實踐教學能夠獲得從中藥資源、中藥材的種植和養殖、采收加工和炮制、化學成分的提取分離和鑒定、藥理活性的研究、不同劑型的制備、制劑分析、質量標準的制定及新產品的研制等從上游到下游的整個知識體系,知識鏈比較系統和完整,貫穿整個知識體系的紅線是中醫藥學基礎理論。《中藥學》精品課是列入吉林農業大學中藥學專業和中藥資源開發利用專業人才培養方案和課程體系中的專業基礎課和必修課,在整個中藥專業課程體系中起著指導性作用。《中藥學》課講授得好壞直接影響到中藥專業學生對整個中醫藥知識體系的理解;也影響到將來學生畢業后能否按著中醫藥本身的特點和規律去從事研究、開發、應用中藥的工作。

    2《中藥學》精品課建設的意義

    通過《中藥學》精品課建設,使本科生在學完基礎課后,向專業課過渡時通過《中藥學》課程得到良好的銜接,使學生能夠把所學的知識融會貫通,通過實習不僅從藥材的藥用部位進行分類,掌握鑒別特征,而且也從功效上進行分類,牢固各類藥的功效與應用等方面理論知識,在講授傳統中藥理論基礎上,也與現代中藥的保健功能等相結合和簡要講授主要有效成分和主要藥理作用,這樣使中藥學的講授與生活實際相結合,而且也為后續中藥化學、中藥鑒定學和中藥藥理學等多門課程進行了鋪墊和較好的銜接,還增加了趣味性,提高了解決問題的能力。《中藥學》精品課為本科生傳授了中藥學基本理論知識和按著傳統的中醫藥特色的思維方式,同時也為中藥生藥學科輸送后備力量提供基礎。

    3建立《中藥學》精品課的富有創新性和特色的現代教學方法體系

    3.1啟發式教學

    傳統《中藥學》課程的教學手法是以教師為中心,主要采用單一課堂講授的教學方法,實施的是“填鴨式”教學[5],通過課程組的改革,《中藥學》課的課堂講授特點是靈活應用了啟發式教學方法,學生在生動活躍的教與學的互動中得到了知識。課堂教學上,激勵學生提問題,并對提問題的同學采取獎勵制度,培養學生的提出問題、分析問題的能力,使教學內容在生動活躍的教與學的互動中進行,得到了良好的教學效果,做到了融會貫通。

    3.2多媒體輔助教學

    傳統教學模式即“黑板加粉筆”的教學方法[6],沒有立體感的圖片幫助進行教學,僅憑聽覺信息是非常抽象的,學生常常感覺難以理解,激發學生學習興趣,加強實踐能力培養多媒體技術能將既往的教學媒體,如:投影、幻燈、錄像、掛圖、板書等與計算機多媒體技術充分結合起來,圖片、動畫、錄像及解說等媒體被廣泛采用形成教學軟件,使單調乏味的中藥學課程,尤其是中藥基礎理論知識內容形象地體現在聲音、圖像、影視和動畫中,使其抽象的概念具體化,枯燥的內容形象化。使一些抽象的概念變成直觀的顯現,把繁雜的語句變成直觀易記的視窗,使中藥學的內容變得有趣、多樣和實用化。

    3.3課外活動小組輔助教學

    結合課外科研小組的活動,把課堂內容付諸實踐。筆者指導了1999級、2000級和2001級三個年級的本科生的中藥學科研小組的創新發明活動,都獲得學校的“優秀指導教師獎”。在學生的創新發明活動中,主要體現在中醫藥理論的指導下,結合所學的《中藥學》知識和其他課程的知識,進行不偏離中藥特點的小型的中藥現代化研究。三個小組的研究成果“三棵針口腔潰瘍散”、“鹿角女性保健酒的研制”和“鹿角果凍的研制”都得到了有關專家的好評。同時,筆者為全校學生開設全校選修課,達到了對不同專業學生普及《中藥學》基本理論和常識的目的,得到好評。

    3.4開展《中藥學》精品課的雙語教學

    大膽嘗試雙語教學,課題組已經進行了六個年級的《中藥學》雙語教學,在教學實踐中不斷探索,努力找到適合吉林農大特色的雙語教學方法。在《中藥學》雙語教學過程中,針對學生的實際情況,首先用漢語講授每章的內容,之后用英語總結,課件中盡力做到英漢兩種文字,使得一些專業術語重復出現,加深印象,使英語授課學時達到50%以上。另外,每輪《中藥學》的雙語教學過程中,都有1個學生用英語演講的環節,每班分5組,每組做英文中藥學課件,派1名代表講,其他同學用英語回答老師提出的問題,經過6輪課程,深受學生歡迎,同時提高了學生的自信心、團隊精神和綜合素質。實踐證明適合農大學生英語水平的雙語教學值得進一步提倡,這不僅是一個課程問題,更重要的是對學生將來的進一步深造、就業、出國等都有積極地促進作用。尤其在中醫藥已被發達國家民眾廣泛認可的今天,國家需要大批的能夠用英語講解中醫藥的人才。《中藥學》課程的雙語教學為中醫藥走向世界提供優秀人才方面起到重要作用。

    4開展《中藥學》精品課的實踐教學

    首先有1周的中藥學實習,是在理論課結束后的第二學期,在中藥鑒定實習的前一周,讓學生綜合中藥學與中藥鑒定學的知識,從基源、性狀、顯微、理化、尤其是性味歸經、功效、應用、劑量及有毒無毒等方面,通過觀察具體中藥,復習、鞏固、強化、記憶所學的知識,使中藥學課程內容融會貫通,真正成為學生頭腦中知識結構的重要組成部分。其次,利用第二課堂活動,和大學生挑戰杯科技創新活動等相結合,通過開放中藥鑒定與中藥實驗室、邀請專家做中醫藥知識講座等途徑使學生的中藥學知識以擴展和延伸。

    5考核方式方法體系改革

    成績的考核包括:平時成績(作業成績、考勤情況、提出問題的獎勵成績)和終結性考試成績(筆試、以小組為單位的演講口試)。通過考核方式的改革,使《中藥學》這門課程在整個中藥專業的課程設置中起到指導性作用。不僅為學生傳授傳統的中醫藥學知識,而且為學生提供一個中醫藥學特色的思維方式,即使中藥專業的學生能更好的將中國傳統中醫藥辨證施治的理論與現代醫藥知識有機的結合起來。

    第8篇:中藥藥理學的概念范文

    在改革探索中,我們首先在教學計劃中增加以中醫臨床常用中藥來源植物識別及栽培的《中藥植物學》課程,從而從制度上保證課程的正常開設。在教學改革方面,我們主要從實踐教學的課時安排、教材補充、藥用植物園原植物識別、中藥標本室植物標本及中藥飲片識別、中藥采收及收獲中藥的實驗室觀察等方面嘗試改革,現總結如下。

    1.1實踐教學課時的安排:

    實踐教學課程一般與理論教學安排在同一學期,并且實踐教學內容通常在相應的理論教學結束后進行。為了保證學生全面學習中藥植物的生長發育全過程,中藥植物學課程分設在第二及第三學期。其中,第二學期主要進行中藥植物學及栽培學基礎知識、中藥植物園幼苗及開花期原植物識別的教學活動,第三學期進行中藥植物園果期原植物識別、中藥標本室植物標本及中藥飲片識別、中藥采收及收獲中藥的實驗室觀察的教學活動。近幾年的教學實踐證明,通過合理安排教學內容,我們將課時安排做這樣的改變可以使學生在學習的過程中系統地了解中藥原植物從幼苗到收獲的全過程;并且,由于《中藥學》安排在第三學期,因此,學生在學習《中藥學》之前就已經進行了《中藥植物學》的學習,有利于提高學生學習中藥學的興趣,同時,感性認識的積累對學生以后學習理論知識也具有積極的作用。

    1.2補充知識點,編寫教材,完善學生的知識體系:

    為了使學生能夠更好地認識、鑒別中藥原植物,我們結合多年教學經驗編寫,并由中國醫藥科技出版社出版了《中藥植物學》教材,以中醫臨床常用中藥材為對象,介紹其來源,包括植物的形態、生理功能、分類鑒定及栽培基礎理論,并首次提出“中藥植物學”概念。全書分為緒論、中藥植物學形態及分類、中藥植物栽培、各論四大部分。在各論部分,詳細介紹每一味中藥材的來源、藥性、功能主治、采集加工、栽培及植物形態,使學生可以系統掌握中藥從栽培到采集加工及臨床應用的相關知識,豐富并完善學生的知識體系。

    1.3中藥原植物識別與藥材的采收:

    采取中藥植物園原植物識別和標本室臘葉標本觀察相結合的方法,帶領學生識別中藥的基原植物。為了讓學生能夠更加直觀地觀察生活狀態下的植物,我院在校園內建設占地40畝的中藥植物園,園內按照一至兩年生草本區、多年生草本區、喬灌木區和藤本植物區四個大區規劃種植中藥400余種,其中,300余種為全國高等中醫藥院校規劃教材《中藥學》中所載的大部分常用藥材,其余品種為當地常用藥材。在植物的營養生長期,根據植物開花的先后次序,盡量將具有相同功效的中藥原植物歸類講解,并重點注意讓學生識別易混淆植物,如金鐘花、迎春花和連翹的區別,白玉蘭、廣玉蘭、望春玉蘭、辛夷、二喬玉蘭的區別,木犀科丁香和桃金娘科丁香的區別等;同一植物的不同入藥部位,如板藍根和大青葉,枸杞和地骨皮,蘇子和蘇葉,半夏和掌葉半夏,桑葉、桑枝、桑白皮和桑椹等,以便開拓學生的視野,為以后理論課的學習打下基礎。在中藥材的收獲期,帶領學生采收中藥。為了保護中藥資源以及增加學生對中藥材的資源保護意識,我們主要采收種子、葉類和花類藥材以及部分需要更新的根類藥材,讓學生從采收、晾曬到簡單的炮制過程全程參與,在此過程中學生們不僅能夠了解生藥及中藥炮制的知識,也能夠培養學生對動植物資源的保護以及合理用藥的意識。此外,學院標本室也保存了部分亞熱帶、熱帶植物標本,以彌補藥用植物園缺少此類植物的不足。

    1.4中藥飲片的識別:

    結合理論課的講授以及藥用植物園收獲的藥材,讓學生在實驗室觀察中藥飲片,重點講解飲片的色澤、氣味、鑒別特征,比如,杜仲斷面有膠狀的細絲粘連、大血藤有棕紅色放射狀排列的髓射線等。在課堂上,引導學生調動視覺、觸覺、嗅覺與味覺等感官進行觀察,加深學生對中藥形、色、氣、味等的感性認識,并與中藥學理論知識以及以后中藥藥理學的學習相結合,更好地掌握中藥的藥性理論。此外,學院的中藥標本室中也存有近500種中藥標本,按照中藥的功效進行分區存放,其中,每一味中藥都配備相應的圖文介紹,包括中藥的基原植物、入藥部位、采收時間、炮制方法、功效及用法用量等。學生在課余時間可以充分利用標本室的資源,以鞏固加深在理論及實踐課上所學到的知識。

    2結語

    第9篇:中藥藥理學的概念范文

    [關鍵詞]本草基因組學; 基因組學; 組學; 中藥

    [Abstract]Traditional Chinese medicine (TCM) has contributad greatly to improving human health However, the biological characteristics and molecular mechanisms of TCM in the treatment of human diseases remain largely unknown Genomics plays an important role in modern medicine and biology Here, we introduce genomics and other related omics to the study of herbs to propose a new discipline, Herbgenomics, that aims to uncover the genetic information and regulatory networks of herbs and to clarify their molecular mechanisms in the prevention and treatment of human diseases Herbgenomics includes herbal structural genomics, functional genomics, transcriptomics, proteomics, metabonomics, epigenomics and metagenomics Genomic information, together with transcriptomic, proteomic, and metabolomic data, can therefore be used to predict secondary metabolite biosynthetic pathways and their regulation, triggering a revolution in discoverybased research aimed at understanding the genetics and biology of herbs Herbgenomics provides an effective platform to support chemical and biological analyses of complex herbal products that may contain more than one active component Herbgenomics is now being applied to many areas of herb related biological research to help understand the quality of traditional medicines and for molecular herb identification through the establishment of an herbal gene bank Moreover, functional genomics can contribute to model herb research platforms, geoherbal research, genomicsassisted herb breeding, and herbal synthetic biology, all of which are important for securing the future of medicinal plants and their active compounds In addition, Herbgenomics will facilitate the elucidation of the targets and mechanism of herbs in disease treatment and provide support for personalized precise medicineHerbgenomics will accelerate the application of cuttingedge technologies in herbal research and provide an unprecedented opportunity to revolutionize the use and acceptance of traditional herbal medicines

    [Key words]Herbgenomics; genomics; omics; traditional Chinese medicine (TCM)

    doi:10.4268/cjcmm20162101

    本草基因組學(herbgenomics)是利用組學技術研究中藥基原物種的遺傳信息及其調控網絡,闡明中藥防治人類疾病分子機制的學科,從基因組水平研究中藥及其對人體作用的前沿科學。涉及中草藥結構基因組、中草藥轉錄組、中草藥功能基因組、中草藥蛋白質組、中藥代謝組、中草藥表觀基因組、中草藥宏基因組、藥用模式生物、基因組輔助分子育種、DNA鑒定、中藥合成生物學、中藥基因組學、中草藥生物信息學及數據庫等理論與實驗技術。

    傳統藥物應用歷史悠久,應用方式多樣,相關研究主要集中在形態識別、化學物質基礎揭示、藥效作用分析、資源調查、人工栽培等方面,但長期以來對傳統藥物基因資源的認識和了解十分薄弱,人才極其匱乏。由于中藥原植物基因組信息缺乏,中醫藥學和現代生命科學之間缺乏溝通的橋梁,新興的前沿生命科學技術很難應用于傳統中醫藥研究,如對于中藥道地性形成和維持的遺傳機制及道地性和藥性的相互關系缺乏深入了解,已嚴重影響了我國道地藥材的資源保護和新品種選育,中藥道地性形成和維持的遺傳基礎研究急需加強;中藥藥性的生物學本質研究亟待加強,多年來中藥藥性研究主要集中在化學和藥理方向,但對于中藥藥性的生物學本質研究還非常薄弱,已從根本上制約了對中藥藥性的深入研究;中藥基因資源是一種珍貴的國家戰略資源,國際競爭嚴峻,韓國、美國、日本等國家已啟動許多中藥基原物種全基因組研究,對我國傳統中藥研究領域造成極大挑戰。另外,由于大多數藥用植物有效成分含量低,分離提取需要消耗大量原料,對天然資源造成極大破壞,也使得多數提取類藥物的生產成本很高。

    本草基因組學作為新興學科,廣義而言是從基因組水平研究中藥及其對人體作用。一方面從基因組水平研究基因序列的多態性與藥物效應多樣性之間的關系,研究基因及其突變體對不同個體藥物作用效應差異的影響,從蛋白質組學角度研究中藥作用靶點,特別是中藥復方的多靶點效應,為中藥配伍提供科學依據,指導藥物開發及合理用藥,為實現個體化精準醫療提供重要信息和技術保障;另一方面建立含有重要活性成分的中藥原植物基因組研究體系,系統發掘中藥活性成分合成及優良農藝性狀相關基因,解析代謝物的合成途徑、代謝物網絡及調控機理,為中藥道地品種改良和基因資源保護奠定基礎,為中藥藥性研究提供理論基礎,對傳統藥物學理論研究和應用具有重要意義,從基因組層面闡釋中藥道地性的分子基礎,推動中藥創新藥物研發,為次生代謝產物的生物合成和代謝工程提供技術支撐,創新天然藥物研發方式,為優質高產藥用植物品種選育奠定堅實基礎,推動中藥農業的科學發展,對揭示天然藥物形成的生物學本質具有重要價值,對培養多學科人才充實到傳統藥物研究具有引領作用。狹義而言本草基因組學集中研究中草藥本身的遺傳信息,不涉及對人體的作用。也就是說狹義本草基因組學主要研究中草藥結構基因組、轉錄組、功能基因組、蛋白質組、代謝組、表觀基因組、宏基因組,以揭示中藥道地性和中藥藥性的遺傳本質。本草基因組學正促進前沿生命科學技術應用到中藥領域,推動中藥研究迅速走到生命科學的最前沿。

    1 本草基因組學的產生和發展

    1.1 本草基因組學的產生 從“神農嘗百草,一日而遇七十毒”的傳說到現存最早的中藥學著作《神農本草經》(又稱《本草經》),從世界上現存最早的國家藥典《新修本草》(即《唐本草》)到本草學巨著《本草綱目》,兩千多年來,中藥學的發展反映了我國勞動人民在尋找天然藥物、利用天然藥物方面積累了豐富經驗。中藥學是中國醫藥學的偉大寶庫,對世界醫藥學發展作出了巨大貢獻。隨著現代科學技術的發展,特別是人類基因組計劃(Human Genome Project)的提出和完成,對人類疾病的認識和治療開啟了全新的篇章,在此背景下,中藥學研究逐漸深入到基因組水平從而導致本草基因組學產生和興起。

    1977年Sanger完成首個物種全基因組測序,噬菌體φX174基因組,大小為5.836 kb[1];人類基因組計劃由美國科學家于1985年率先提出,1990年正式啟動,2000年完成,是一項規模宏大,跨國跨學科的科學探索工程,其宗旨在于測定組成人類染色體(指單倍體)中所包含的30億個堿基對組成的核苷酸序列,從而繪制人類基因組圖譜,并且辨識其載有的基因及其序列,達到破譯人類遺傳信息的最終目的[2-3]。2000年,破譯擬南芥Arabidopsis thaliana全基因組,大小為125 Mb,作為第一個植物全基因組測序在植物科學史上具有里程碑意義[4]。我國藥用植物有11 146種,約占中藥材資源總數的87%[5],是所有經濟植物中最多的一類。同時,藥用植物也是S多化學藥物的重要原料,目前1/3以上的臨床用藥來源于植物提取物或其衍生物,其中最著名的青蒿素來源植物是黃花蒿。

    中國學者應用光學圖譜和新一代測序技術,完成染色體水平的靈芝基因組精細圖繪制,通過基因組解析提出靈芝為首個中藥基原的藥用模式真菌,文章發表在《自然通訊》上,期刊編輯部以特別圖片(featured image)形式進行了推介(圖1)[6],認為該論文表明靈芝對于研究傳統菌類中藥的次生代謝途徑及其調控是一個有價值的模式系統。靈芝基因組圖譜的公布為開展靈芝三萜等有效成分的合成研究提供了便利,隨著這些合成途徑的逐步解析,使得通過合成生物學合成靈芝有效成分成為可能。同時,對靈芝生長發育和抗病抗逆關鍵基因的發掘和認知,將推動靈芝的基因組輔助育種研究,加速靈芝新品種的培育,并為靈芝的科學栽培和采收提供理論指導。

    2009年,陳士林團隊提出本草基因組計劃,即針對具有重大經濟價值和典型次生代謝途徑的藥用植物進行的全基因組測序和后基因組學研究,全基因組測序、組裝和分析策略:測序物種的篩選原則,待測物種基因組預分析,測序平臺的選擇,遺傳圖譜和物理圖譜的繪制,全基因組的組裝及生物信息學分析;模式藥用植物突變體庫的建立和基因功能研究;藥用植物有效成分的合成及其調控研究;藥用植物抗病抗逆等優良性狀的遺傳機制研究及優良品種選育。在此基礎上,詳細介紹了本草基因組方法學研究:全面介紹物種基因組大小、染色體數目測定方法、第二代高通量測序方法、全基因組組裝和基因組注釋方法、基因組比較等生物信息學分析手段、簡要闡述重測序在藥用植物全基因組研究中的應用方法。由此,本草基因組學逐漸形成和完善,包括中草藥結構基因組、轉錄組、功能基因組、蛋白質組學、代謝組、表觀基因組、宏基因組、基因組輔助分子育種、中藥合成生物學、中藥基因組學、中草藥生物信息學及數據庫等內容。基于分子生物學和基因組學的藥用植物鑒別是當前研究的活躍領域,用于鑒別的分子生物學和基因組學技術:AFLP、RFLP、RAPD、DNA微陣列技術(microarray)、DNA條形碼(barcoding)等,基于基因組鑒別的分子基礎是植物分子系統發育關系反映物種進化關系。在這些技術當中,藥用植物DNA條形碼鑒定策略及關鍵技術是最受關注的方向,中藥材DNA條形碼分子鑒定指導原則已列入《中國藥典》2010年版增補本Ⅲ和《中國藥典》2015年版。

    1.2 本草基因組學的發展 2015年國際期刊《科學》增刊詳述“本草基因組解讀傳統藥物的生物學機制”,提出本草基因組學為藥用模式生物、道地藥材研究、基因組輔助育種、中藥合成生物學、DNA鑒定、基因數據庫構建等提供理論基礎和技術支撐(圖2)。目前,藥用植物基因組學與生物信息學已經進入快速發展階段,必將對傳統藥物學產生巨大影響。國內外已經開展青蒿[7]、丹參[8-15]、西洋參[16]、甘草[17]等多種藥用植物的大規模轉錄組研究。基因組序列包含生物的起源、進化、發育、生理以及與遺傳性狀有關的一切信息,是從分子水平上全面解析各種生命現象的前提和基礎。第二代高通量測序技術的飛速發展及第三代單分子測序技術的興起使測序成本大大降低,測序時間大大縮短,為本草基因組計劃的實施奠定了堅實的技術基礎。目前,赤芝[6]、紫芝[18]、丹參[19]及鐵皮石斛[20-21]等重要藥用植物的基因組已完成測序工作并發表,人參、苦蕎、穿心蓮、紫蘇等中草藥基因組圖譜也完成繪制。

    例如為了解析丹參的遺傳背景,陳士林團隊聯合國內外著名高校和研究機構,通過聯合測序技術完成了丹參基因組圖譜的組裝,丹參基因組的完成代表著首個鼠尾草屬物種基因組圖譜的成功繪制。進化分析顯示丹參與芝麻親緣關系更近,估計其分化時間約6 700萬年前。丹參基因組的發表推動首個藥用模式植物研究體系的確立。本草基因組學將開辟中藥研究和應用的全新領域,把握歷史性機遇,將極大提高我國開發中藥資源的能力,增強我國中藥基礎研究實力、提高我國中藥研究的自主創新能力,對于加速中藥現代化進程具有重大的戰略性科學意義,促進中藥研究和產業的快速發展[22]。本草基因組學將使中草藥生物學研究進入一個嶄新的時代――本草基因組時代。

    1.3 學科內涵和外延 根據本草基因組學產生和發展過程,主要從3個方面確定學科的內涵,即理論體系、實驗技術和應用方向(圖3)。本草基因組學形成了高度綜合的理論體系,包括從基因組水平研究本草的九大內容:中草藥結構基因組、中草藥功能基因組、中草藥轉錄組和蛋白質組、中藥代謝組、中草藥表觀基因組、中草藥宏基因組、中藥合成生物學、中藥基因組學、中草藥生物信息學等。本草基因組學的實驗方法主要包括九大技術:高通量測序技術、遺傳圖譜構建技術、光學圖譜構建技術、基因文庫構建技術、突變庫構建技術、組織培養與遺傳轉化、蛋白質分離純化與鑒定技術、四大波譜技術及聯用、基因組編輯技術等。基于本草基因組學的理論體系和實驗技術,形成了該學科的七大應用方向:藥用模式生物研究、闡明道地藥材形成機制、基因組輔助育種、基因資源保護和利用、中藥質量評價和控制、中藥新藥研發、指導相關學科研究。

    本草基因組學的學科外延與本草學、中藥學、基因組學、生物信息學、分子生物學、生物化學、生藥學、中藥資源學、中藥鑒定學、中藥栽培學、中藥藥理學、中藥化學等密切相關(圖4)。本草學和中藥學為本草基因組學奠定了深厚的歷史基礎和人文基礎,為本草基因組學研究對象的確定提供豐富候選材料,基因組學和生物信息學為本草基因組學提供前沿理論和技術支撐,分子生物學、生物化學、中藥化學則為本草基因組學提供基礎理論和基本實驗技術支持,生藥學、中藥資源學、中藥鑒定學、中藥栽培學與本草基因組學互相支撐發展,各學科的側重點不同,中藥藥理學、中藥化學為本草基因組學的應用提供技術支持。與以上各學科相呼應,本草基因組學促進本草學和中藥學從經典走向現代、從傳統走向前沿,為中醫藥更好服務大眾健康提供強大知識和技術支撐,擴大了基因組學和生物信息學的研究對象和應用領域,為分子生物學、生物化學、中藥化學走向實踐應用提供了生動案例,推動生藥學、中藥資源學、中藥鑒定學、中藥栽培學從基因組和分子水平開展研究,為中藥藥理學的深入研究提供理論和技術支持。

    2 本草基因組學研究熱

    本草基因組學借助基因組學研究最新成果,開展中草藥結構基因組、中草藥功能基因組、中草藥轉錄組和蛋白質組、中草藥表觀基因組、中草藥宏基因組、中藥合成生物學、中藥代謝組、中藥基因組學、中草藥生物信息學及數據庫等理論研究,同時對基因組研究相關實驗技術在本草學中的應用與開發進行評價,推動本草生物學本質的揭示,促進遺傳資源、化學質量、藥物療效相互關系的認識,以下詳細闡述本草基因組學的研究內容。

    2.1 中草藥結構基因組研究 我國藥用資源種類繁多,因此藥用物種全基因組計劃測序物種的選擇應該綜合考慮物種的經濟價值和科學意義,并按照基因組從小到大、從簡單到復雜的順序進行測序研究。在測序平臺的選擇上應以第二代及第三代高通量測序平臺為主,以第一代測序技術為輔。近年來,紫芝、赤芝、茯苓、丹參、人參、三七等10余種藥用植物被篩選作為本草基因組計劃的第一批測序物種,其中赤芝結構基因組發表被《今日美國》(USA Today)以“揭秘中國‘仙草’基因組”為題報道(圖5),丹參基因組小(約600 Mb)、生長周期短、組織培養和遺傳轉化體系成熟等原因,被認為是研究中藥活性成分生物合成理想的模式植物[23]。丹參全基因組測序完成已推動丹參作為第一個藥用模式植物研究體系形成。

    由于多數藥用植物都缺乏系統的分子遺傳學研究,因此在開展全基因組計劃之前進行基因組預分析非常必要。基因組預分析的主要內容包括:①利用條形碼等技術對滿足篩選原則的待測物種進行鑒定[24-25];②通過觀察有絲分裂中期染色體確定待測物種的染色體倍性和條數;③采用流式細胞術[26]或脈沖場電泳技術估測物種的基因組大小,為測序平臺的選擇提供參考;④基因組Survey測序,在大規模全基因組深度測序之前,首先對所選藥用植物進行低覆蓋度的Survey測序,用來評價其基因組大小、復雜度、重復序列、GC含量等信息。

    遺傳圖譜和物理圖譜在植物復雜的大基因組組裝中具有重要作用。借助于遺傳圖譜或物理圖譜中的分子標記,可將測序拼接產生的scaffolds按順序定位到染色w上。但遺傳圖譜的構建需要遺傳關系明確的親本和子代株系,因此其在大多數藥用植物中的應用受到限制。物理圖譜描繪DNA上可以識別的標記位置和相互之間的距離(堿基數目)。最初的物理圖譜繪制多是基于BAC文庫,通過限制性酶切指紋圖譜、熒光原位雜交等技術將BAC克隆按其在染色體上的順序排列,不間斷地覆蓋到染色體上的一段區域[27]。如今,光學圖譜OpGen[28]和單分子光學圖譜BioNano等[29]依賴于大分子DNA酶切標記的方法常用于物理圖譜的繪制。

    隨著第二代測序技術的快速發展,用于短序列拼接的生物信息學軟件大量涌現,常用軟件包括Velvet[30], Euler[31], SOAPdenovo2[32], CAP3[33]等。基因組草圖組裝完成后,可利用生物信息學方法對基因組進行分析和注釋,為后續功能基因組研究提供豐富的資源。例如,可以通過GeneScan[34], FgeneSH[35]等工具發現和預測基因,利用BLAST同源序列比對或InterProScan[36]結構域搜索等方法對基因進行注釋,利用GO分析對基因進行功能分類[37],利用KEGG對代謝途徑進行分析等[38]。

    2.2 中草藥功能基因組研究 根據全基因組序列和結構信息,中草藥功能基因組研究充分利用轉錄組學、蛋白組學、代謝組學等方法,對藥用植物的功能基因進行發掘和鑒定,研究內容主要集中于構建模式藥用植物平臺、次生代謝產物合成途徑和調控機制的解析、抗病抗逆等優良農藝性狀遺傳機制的揭示等。

    擬南芥、水稻等重要模式植物均具有大規模的T-DNA 插入突變體庫,利用這些突變體庫發掘了大量生長發育、抗逆性、代謝相關的重要基因。丹參等模式藥用植物全基因組序列和大規模突變體庫的建立將為藥用植物研究提供豐富的資源和材料,從而推動藥用植物功能基因研究, 尤其是次生代謝途徑相關基因的鑒定進程,突變體庫中的一些具有抗逆、抗病、高產等優良性狀的突變株系以及轉基因植株也是良好的新種質資源。藥用植物有效成分的生物合成途徑和調控方面的研究還很薄弱,主要集中在長春花、青蒿和甘草等少數物種,一些具有重大商業價值的天然藥物,如紫杉醇、長春堿、喜樹堿等生物合成途徑至今還未被完全解析,已有報道多采用單基因研究策略。本草基因組學為次生代謝途徑相關基因的“批量化”發掘奠定基礎,對次生代謝產物的生物合成及代謝工程等應用領域產生重要影響。

    與生長發育、抗逆抗病、重要遺傳性狀及種質性狀控制相關的基因是藥用植物重要的功能基因,利用基因組注釋信息,發掘優良基因,運用基因工程的手段打破生殖隔離,培育活性成分含量高的具有優良農藝性狀的新品種,為活性成分的大量提取和廣泛臨床應用奠定基礎[39]。中草藥結構基因組將為轉錄組分析和基因組重測序研究提供參考序列,通過對種內或品種間種群個體的轉錄組測序和重測序可快速、準確、大規模地發現SNP,SSR,InDel等分子標記,加速分子標記和優良性狀的遺傳連鎖研究,快速發現藥用植物的表型、生理特征與基因型的關系,提高育種工作效率[39]。

    2.3 中藥組學其他研究 中草藥轉錄組學是中草藥功能基因組學的重要研究內容,是在整體水平上研究中草藥某一生長階段特定組織或細胞中全部轉錄本的種類、結構和功能以及基因轉錄調控規律的科學。中草藥轉錄組研究為鑒定中草藥植物生長發育及抗病抗逆等優良性狀相關的基因功能提供基礎[40-41]。目前,在多數中草藥植物無法進行全基因組測序的情況下,轉錄表達譜研究成為比較基因序列、鑒定基因表達的一種快速方法。通過對中草藥不同組織部位、不同生長時期、不同生長環境下的轉錄組進行比較分析,可有效發掘參與中草藥植物生長發育及抗病抗逆等優良性狀相關基因。

    中藥蛋白質組學是將蛋白質組學技術應用于中藥研究領域,一方面通過比較對照細胞或動物組織的蛋白質表達譜和給予中藥后蛋白質表達譜的差異,可找到中藥的可能靶點相關蛋白質,另一方面不同中草藥及其不同組分例如根莖葉中蛋白質組的差異,以評價中草藥活性成分與其生長過程中蛋白組變化的關系,尋找中藥高活性的機制。不同于其他蛋白質組學,中藥蛋白質組學的研究對象為中草藥本身及用中藥(單體化合物、中藥組份或復方)處理后的生物體(細胞或組織),發現中藥的有效成分及作用機制。中藥蛋白質組學的研究目標包括:中藥藥物作用靶點的發現和確認,特別是中藥復方的多靶點效應,蛋白質組學能更好發現中藥復方的多種靶點,研究中藥植物蛋白質組成差異,闡明中藥作用機制及中藥毒理作用機制,以及為中藥配伍提供科學依據。

    中藥代謝組學結合中草藥結構基因組解析代謝物的合成途徑、代謝物網絡及調控機理,研究內容主要包括藥用植物的鑒別和質量評價,藥用植物品種選育及抗逆研究,初生、次生代謝途徑解析,代謝網絡、代謝工程研究及合成生物學研究等幾個方面,最終為藥用植物品種選育、創新藥物研發和質量安全性評價奠定基礎。

    中藥基因組學從基因水平研究基因序列的多態性與藥物效應多樣性之間的關系,研究基因及其突變體對不同個體藥物作用效應差異的影響,以此平臺指導藥物開發及合理用藥,為提高藥物的安全性和有效性,避免不良反應,減少藥物治療費用和風險,實現個體化精準醫療提供重要信息和技術保障。例如,Sertel等[42]經基因檢測得出53/56的基因上游位置包含一個或多個c-Myc/Max結合位點,c-Myc和Max介導的轉錄控制基因表達可能有助于提高青蒿琥酯對癌細胞的治療效果[43]。又如,銀杏具有顯著的誘導CYP2C19活性效應,研究顯示不同CYP2C19基因型個體,銀杏與奧美拉唑(omeprazole,廣泛使用的CYP2C19底物)存在潛在的中西藥互作關系。Chen等 [44]研究了健康志愿者體內六味地黃丸潛在的中-西藥相互作用以及是否受基因型影響。

    中草藥表觀基因學是針對本草基因組計劃中具有重要經濟價值的藥用植物和代表不同次生代謝途徑的模式藥用植物開展表觀基因組學研究。研究內容主要包含4個領域:分別是DNA甲基化、蛋白質共價修、染色質重塑、非編碼RNA調控。中草藥表觀基因組學將通過研究重要中藥材(藥用生物)的基因組信息及其表觀遺傳信息變化,探索環境與基因、基因與基因的相互作用,解析哪些基因受到環境因素的影響而出現表觀遺傳變化可能提高中藥材的藥效品質,哪些表觀遺傳信息影響中藥的性味等。

    中草藥宏基因組學是以多種微生物基因組為研究對象,對藥材生長環境中微生物的多樣性、種群結構、進化關系、功能活性以及微生物與藥材生長相互協作關系進行研究的一門學科,對于幫助解決中草藥連作障礙等現實問題具有重要指導作用。

    藥用模式生物研究體系的確立是本草基因組學的重大貢獻,該體系具有模式生物的共同特征。從一般生物學屬性上看,通常具有世代周期較短、子代多,表型穩定等特征。從遺傳資源看,基因組相對較小,易于進行全基因組測序,遺傳轉化相對容易。從藥用特點看,需適于次生代謝產物生物合成和生產研究。

    3 本草基因組學的實踐應用

    本草基因組學作為前沿科學,具有很強的理論性,同時該學科涉及的技術方法和理論對中醫藥實踐具有巨大的指導意義。例如,基于中草藥結構基因組開發的DNA條形碼分子鑒定技術被國際期刊《生物技術前沿》以題為“草藥鑒定從形態到DNA的文藝復興”發表,將給傳統中藥鑒定帶來革命性影響;基于中草藥功能基因組和表觀基因組研究闡明道地藥材的形成機制,將對優質中藥生產和栽培技術的改進提供指導;基于本草基因組學構建的基因數據庫、代謝物數據庫、蛋白數據庫等,以及開發的相關生物信息學方法,將為中藥藥理學、中藥化學、新藥開發等提供戰略資源;基于合成生物學技術實現目標產物的異源生產,具有環境友好、低耗能、低排放等優點,將為天然藥物研發提供全新方式。

    3.1 道地藥材的生物學本質研究 道地藥材是優質藥材的代表,既受遺傳因素的控制,又受環境條件的影響。組學技術可提供有用工具闡明道地藥材的分子機制,例如,道地藥材“沙漠人參”肉蓯蓉Cistanche deserticola是中國最具特色的干旱區瀕危藥用植物和關鍵物種,新疆和內蒙古是其重要主產區和傳統道地產區,研究表明,內蒙古阿拉善和新疆北疆是肉蓯蓉兩大生態適宜生產集中區(2類生態型),黃林芳等[45]對兩大產區肉蓯蓉化學成分、分子地理標識及生態因子進行考察。應用UPLC-Q-TOF/MS技術對肉蓯蓉苯乙醇苷及環烯醚萜苷類成分進行分析;基于psbA-trnH序列對不同產地肉蓯蓉進行分子鑒別及分析;通過“中國氣象科學數據共享服務網”,獲得兩大產區包括溫度、水分、光照等生態因子數據;運用生物統計、數量分類等分析方法,對肉蓯蓉進行生態型劃分。UPLC-Q-TOF/MS分析表明,內蒙古與新疆產肉蓯蓉明顯不同,鑒定出16種成分,其中2′-乙酰毛蕊花糖苷可作為區分兩大產地肉蓯蓉的指標成分;psbA-trnH序列比對分析發現,肉蓯蓉不同產地間序列位點存在差異,新疆產肉蓯蓉在191位點為G,內蒙古產則為A,NJ tree分析表明,肉蓯蓉2個產地明顯分為2支,差異顯著;生態因子數據亦表明,肉蓯蓉的兩大氣候地理分布格局,為研究不同生態區域中藥生態型及品質變異的生物學本質提供了一種新思路,也為深化道地藥材理論研究奠定重要基礎。

    另外,針對同一藥材在不同種植區域,開展中草藥表觀基因組研究,明確不同生產區域的遺傳變異,特別是環境不同對藥材表觀遺傳的修飾作用,包括DNA甲基化修飾、小RNA測序分析、染色質免疫共沉淀分析等。此外,土壤微生物也是道地藥材生長環境中的重要因素。采用宏基因組分析土壤微生物群落,為揭示土壤微生物和藥材生長的相互作用提供依據。

    3.2 中藥分子標記用于中藥質量控制研究 本草基因組和功能基因組研究為開發藥材分子標記提供了豐富基因資源。基于基因組的分子標記有AFLP, ISSR, SNP等,基于轉錄組的分子標記有SSR等。當前國際上最受關注的分子標記是DNA條形碼,已經構建標準操作流程和數據庫、鑒定軟件,可廣泛應用于中藥企業、藥房、研究院所和大專院校等。中藥材DNA條形碼分子鑒定指導原則已被納入《中國藥典》,植物藥材以ITS2序列為主、psbA-trnH為輔助序列,動物藥材以COI序列為主、ITS2為輔助序列,在此基礎上,進一步開發了質體基因組作為超級條形碼對近緣物種或栽培品種進行鑒定。該體系可廣泛應用于中藥材種子種苗、中藥材、中藥超微破壁飲片、中成藥等鑒定,已出版專著《中國藥典中藥材DNA條形碼標準序列》和《中藥DNA條形碼分子鑒定》。

    3.3 本草基因資源的保護與利用 隨著本草基因組研究的發展,本草遺傳信息快速增加,靈芝基因組論文被Nature China網站選為中國最佳研究(圖6),迫切需要一個通用平臺整合所有組學數據。數個草藥數據庫已經被建立,例如草藥基因組數據庫(http://)、轉錄組數據庫(http://medicinalplantgenomics.msu.edu)、草藥DNA條形碼數據庫(http:///en)、代謝途徑數據庫(http://)等。但是這些數據庫缺乏長期維護,對使用者要求具備一定生物信息學技能。因此整合DNA和蛋白質序列、代謝組成分信息,方便使用的大數據庫十分必要和迫切。進一步提升生物信息分析方法,更好地利用基因組和化學組信息解析次生代謝產物的生物合成途徑,將有助于有效設計和尋找植物和真菌藥物。

    利用簡化基因組測序技術獲得數以萬計的多態性標記。通過高通量測序及信息分析,快速鑒定高標準性的變異標記(SNPs),已廣泛應用于分子育種、系統進化、種質資源鑒定等領域。利用該技術可以篩選抗病株的特異SNPs位點,建立篩選三七抗病品種的遺傳標記,輔助系統選育,有效的縮短育種年限。通過系統選育的方法獲得的抗病群體,并采用RAD-Seq技術篩選抗病株的SNPs位點,為基因組輔助育種提供遺傳標記,進而有效縮短了三七的育種年限,加快育種進程。利用遺傳圖譜識別影響青蒿產量的基因位點取得突破,于《科學》[7],該文基于轉錄組及田間表型數據,通過構建遺傳圖譜識別影響青蒿素產量的位點。青蒿植株表型的變異出現在Artemis的F1譜系中,符合高水平的遺傳變異。Graham等[7]發現與青蒿素濃度相關的QTL分別為LG1,LG4及 LG9(位于C4)。在開發標記位點用于育種的同時,Graham等檢測了23 000株植株的青蒿素含量,這些植株是青蒿的F1種子經甲基磺酸乙酯誘變后于溫室培養12周的F2、F3代。結果發現經誘變后的材料大約每4.5 Mb有一個突變,其變異頻率小于Artemis中的每1/104堿基對的SNP多態性。該方法能夠識別攜帶有益變異的個體(來源于甲基磺酸乙酯誘變處理),同時亦能識別遺傳背景獲得提升的個體(由于自然變異而導致有益等位基因分離的個體)。Graham等也檢測高產F2代植株青蒿素的含量:盡管F2的植株雜合性較低,但其青蒿素含量比UK08 F1群體植株的含量高。另外,Graham等驗證了基于田間試驗獲得與青蒿素含量相關的QTL在溫室培育的高產植株中高效表達。同時發現,大量分離畸變有利于有益的等位基因(位于C4 LG1且與青蒿素產量相關的QTL)。這些數據證實了QTL及其對青蒿素產量的影響,同時也證明了基因型對于溫室及田間培育的青蒿材料具有極大影響。

    3.4 中藥合成生物學研究 結構復雜多樣的中藥藥用活性成分是中藥材發揮藥效的物質基礎,也是新藥發現的重要源泉。然而許多中藥材在開發和使用的過程中往往面R一系列難題,如許多藥材生長受環境因素影響較大;有些珍稀藥材生長緩慢,甚至難以人工種植;大多數藥用活性成分在中藥材中含量低微,結構復雜,化學合成困難;傳統的天然提取或者人工化學合成的方法難以滿足科研和新藥研發的需求,中藥合成生物學將是解決這一矛盾的有效途徑。中藥合成生物學是在本草基因組研究基礎上,對中藥有效成分生物合成相關元器件進行發掘和表征,借助工程學原理對其進行設計和標準化,通過在底盤細胞中裝配與集成,重建生物合成途徑和代謝網絡,實現藥用活性成分的定向、高效的異源合成,從而提升我國創新性藥物的研發能力和醫藥產業的國際核心競爭力[40]。

    隨著基于高通量測序的中草藥結構基因組學和轉錄組學研究的快速發展,利用生物信息學技術和功能基因組學方法從大量中藥原物種的遺傳信息中篩選和鑒定出特定次生代謝途徑的酶編碼基因,將極大加快次生代謝途徑的解析進程,為中藥合成生物學研究奠定堅實基礎。通過優化密碼子偏好性、提高關鍵酶編碼基因的表達量、下調或抑制代謝支路等方法來優化和改造異源代謝途徑, 按人們實際需求獲取藥用活性成分[40]。

    3.5 中藥作用靶點與個性化治療 中藥蛋白質組學將蛋白組學技術應用于中藥研究領域,對尋找中藥的可能靶點和闡明中藥有效成分作用機制具有重要意義。譬如,蔣建東教授團隊在小檗堿降血脂研究中開展的突出工作[46],以及Pan等[47]利用蛋白組學技術分析丹參酮ⅡA對宮頸癌Caski細胞的抑制作用,發現C/EBP同源蛋白和細胞凋亡信號調節激酶1參與丹參酮ⅡA的抑癌作用。對于中藥復方的相關作用靶點也有報道,Nquyen-Khuong等[48]探討了由栝樓、大豆、中藥五味子和西地格絲蘭提取物組成的混合物作用于人膀胱癌細胞后蛋白質組的表達譜變化,鑒定了多種與能量代謝、細胞骨架、蛋白質降解以及腫瘤抑制相關的蛋白。

    青蒿素及其衍生物青蒿琥酯表現出明顯的體內外抗腫瘤活性,但其抗腫瘤的分子機制并不明確。研究者采用了基因芯片技術,在轉錄水平解析青蒿琥酯抗腫瘤相關的基因。再將表達譜數據導入信號通路分析和轉錄因子分析,結果表明c-Myc/Max可能是作為腫瘤細胞應對青蒿琥酯效應基因的轉錄調控因子,這一結果可能指導針對不同個體采用不同的治療策略[42]。由于銀杏具有顯著的誘導CYP2C19活性效應,通過研究不同CYP2C19基因型健康中國人個體,銀杏與奧美拉唑(omeprazole,廣泛使用的CYP2C19底物)潛在的中西藥互作關系。結果顯示,銀杏誘導CYP2C19基因型模式依賴的奧美拉唑羥基化反應,隨后降低5-羥基奧美拉唑腎臟清除率。銀杏和奧美拉唑或其他CYP2C19底物共同服用可顯著減弱其藥效,還需更多證據支持[49]。這一研究證實個體化治療基于人體基因差異,可能發揮更好療效。

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