中藥學

本草基因組學

陳士林，宋經元

摘要：中醫藥學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的提出和完成，對人類疾病的認識和治療開啟了全新篇章。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難以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；中藥藥性研究主要集中在化學和藥理方向，其生物學本質認識不足從根本上制約中藥藥性的深入研究；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；中藥基因資源是珍貴的國家戰略資源，國際競爭嚴峻，韓國、美國、日本等國家已啟動人參、甘草、茯苓等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。在此背景下，筆者將組學技術引入中藥學研究，提出本草基因組學（herbgenomics）學科概念，即利用組學技術研究中藥基原物種的生物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。主要理論體系涉及中草藥結構基因組、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、中藥生物信息學等9大內容。本草基因組學的實驗方法包括9大技術：高通量測序技術、遺傳圖譜構建技術、物理圖譜構建技術、基因文庫構建技術、突變體庫構建技術、組織培養及遺傳轉化、蛋白質分離純化與鑒定技術、4大波譜技術及聯用、基因組編輯技術等?；诒静莼蚪M學的理論體系與實驗技術，形成了該學科的7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、基因資源保護與利用、中藥質量評價和控制、中藥新藥研發、指導相關學科研究。本草基因組學作為新興學科，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，指導藥物開發及合理用藥；另一方面建立含有中藥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，創新天然藥物研發方式，推動中藥農業的科學發展。

來源出版物：中國中藥雜志, 2016, 41(21): 3881-3889

入選年份：2016