創(chuàng)建中藥活性篩選新模型——訪浙江大學藥學院副院長樓宜嘉教授
在實驗室里，不用動物就可以進行中藥復方的藥效篩選，用以闡明復方中分別行使“君、臣、佐、使”的物質成分及其功效，這似乎不太容易被人們理解。而浙江大學藥學院藥理與毒理研究室利用胚胎干細胞體外定向分化為心肌細胞的特性構建了藥效篩選模型，用于篩選以心肌細胞為藥物作用靶點的中藥有效成分并獲得了成功。實驗證明，他們選用的中藥能顯著地提高胚胎干細胞定向分化為心肌細胞的百分率，達90%以上，并且具有很好的量效關系。這是一個高效率、高仿真兼顧，藥效與機制研究并存的藥效篩選模型，可望借此模型在創(chuàng)新藥物研制、中藥活性物質藥效評價領域建立高效率篩選平臺，應用前景十分廣闊。該項研究受國家自然科學基金的資助，到目前為止，該課題組申請的發(fā)明專利“胚胎干細胞體外定向分化藥效篩選模型的構建及應用”也已被受理。為此，記者采訪了浙江大學藥學院副院長、博士生導師、藥理與毒理研究室主任樓宜嘉教授。
樓宜嘉說，中藥復方是中醫(yī)用藥的主要方式，但中藥復方中各味藥材發(fā)揮的藥效作用尚未用現代理論闡明，影響了中藥的國際化、現代化。因此亟待將其活性成分歸類，尋找其作用的規(guī)律性。若采用一種既能體現現代理論與技術，又能反映中藥復方“君、臣、佐、使”藥效作用特征的生物信息測試系統(tǒng)，那么在評價中藥復方藥效的基礎研究中就有其獨到之處。20世紀90年代初，國外學者就開始將胚胎干細胞分化為心肌細胞，建立了體外心肌發(fā)生模型，主要用于發(fā)育學研究和組織工程學研究。但在國內這方面的研究不多。迄今為止還未見有關藥物介導胚胎干細胞體外定向分化為心肌細胞干預效應研究的報道。
, 百拇醫(yī)藥
她介紹，胚胎干細胞是從早期胚胎內細胞團或桑椹胚分離出來能在體外長期培養(yǎng)的高度未分化的全能細胞系。它具有在體外保持不分化狀態(tài)的無限增殖能力，當處于合適的培養(yǎng)條件下，可定向分化形成多種單一類型的細胞，如心肌細胞、神經細胞等。若利用胚胎干細胞多潛能高度未分化的特性，并利用其在特定環(huán)境下(如含藥物的條件培養(yǎng)液)可定向分化為多種單一類型細胞或類組織樣結構的特點，構建藥效篩選模型，就能重現復方中藥作用于胚胎干細胞分化過程中基因狀況、轉錄調控、相關活性因子而導致分化潛能改變的內在聯(lián)系，從而獲取完整的從基因到下游產物的一系列生物信息，提供全面的生物信息和豐富的藥物作用靶點。同時由于心肌形成的連續(xù)發(fā)育過程易受環(huán)境改變的干預，對培養(yǎng)微環(huán)境中藥物存在很敏感，可供評價的指標也很豐富。因此應用該藥效篩選模型，只要中藥復方中微小的方劑組分更動，就可分析判斷分化信息異同，因而能很好地進行中藥復方藥效的現代基礎研究。
課題組早在2001年9月開始開展這方面的研究工作，并于2002年1月獲得國家自然科學基金資助，正式啟動中藥誘導胚胎干細胞定向分化為心肌細胞藥效篩選模型構建與應用研究。由于心肌發(fā)育依賴性特殊基因表達、心肌結構蛋白表達、離子通道形成等作用都是受發(fā)育控制的，所以該項研究選用的藥物是溫腎陽中藥材。按照中醫(yī)理論，腎陽衰微可致心陽不足，補腎益陽則心陽得養(yǎng)，心腎協(xié)調，使痰濁得化，心脈相通。利用該藥物改變胚胎干細胞培養(yǎng)微環(huán)境，可促使胚胎干細胞定向分化為心肌細胞，而改變方劑中“君、臣、佐、使”中的任何一味或幾味，都可相應地引起分化過程中生物信息的改變。在胚胎干細胞定向分化過程中，可采集到核酸層面和蛋白層面的生物信息及其轉錄、翻譯過程中的信號傳導和修飾過程。課題組采用該藥效篩選模型，獲取藥物對胚胎干細胞的影響及其介導胚胎干細胞分化過程中的一系列生物信息，探索其與某些重大疾病發(fā)生起源的可能相關性。研究證明了他們所選用的中藥可極顯著地誘導胚胎干細胞定向分化為心肌細胞。
, 百拇醫(yī)藥
樓宜嘉告訴記者，該藥效篩選模型的構建與應用是中藥現代化基礎研究新的生長點。中藥復方研究的最大難點就是其化學成分復雜，要基本闡明一個方劑中“君、臣、佐、使”的不同作用，必須有一個合適的高保真、高效率的生物學載體，能夠基本反映中藥的多層次、多靶點作用特點，胚胎干細胞定向分化模型能夠基本滿足該條件。區(qū)別于目前生物信息學研究的核酸層次上的DNA芯片技術和蛋白質層次上的二維電泳及測序質譜技術，胚胎干細胞定向分化模型重演了基因按照特定的時間、空間表達的過程，因此可在細胞水平最大程度體現生命現象的整體性和保真性。在與中藥共培養(yǎng)過程中，胚胎干細胞定向分化模型可提供中藥多種成分影響生命現象的基本生物信息，與芯片技術等采集生物信息有互補作用。通過對胚胎干細胞定向分化信息的有效物質基礎研究，能充分體現對中藥復方中“君、臣、佐、使”的分層評價，能有的放矢地根據其組方不同而影響干細胞定向分化的生物信息，尋找復方中藥中分別行使“君、臣、佐、使”的藥用價值的物質。, http://www.www.srpcoatings.com(周 穎)
樓宜嘉說，中藥復方是中醫(yī)用藥的主要方式，但中藥復方中各味藥材發(fā)揮的藥效作用尚未用現代理論闡明，影響了中藥的國際化、現代化。因此亟待將其活性成分歸類，尋找其作用的規(guī)律性。若采用一種既能體現現代理論與技術，又能反映中藥復方“君、臣、佐、使”藥效作用特征的生物信息測試系統(tǒng)，那么在評價中藥復方藥效的基礎研究中就有其獨到之處。20世紀90年代初，國外學者就開始將胚胎干細胞分化為心肌細胞，建立了體外心肌發(fā)生模型，主要用于發(fā)育學研究和組織工程學研究。但在國內這方面的研究不多。迄今為止還未見有關藥物介導胚胎干細胞體外定向分化為心肌細胞干預效應研究的報道。
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她介紹，胚胎干細胞是從早期胚胎內細胞團或桑椹胚分離出來能在體外長期培養(yǎng)的高度未分化的全能細胞系。它具有在體外保持不分化狀態(tài)的無限增殖能力，當處于合適的培養(yǎng)條件下，可定向分化形成多種單一類型的細胞，如心肌細胞、神經細胞等。若利用胚胎干細胞多潛能高度未分化的特性，并利用其在特定環(huán)境下(如含藥物的條件培養(yǎng)液)可定向分化為多種單一類型細胞或類組織樣結構的特點，構建藥效篩選模型，就能重現復方中藥作用于胚胎干細胞分化過程中基因狀況、轉錄調控、相關活性因子而導致分化潛能改變的內在聯(lián)系，從而獲取完整的從基因到下游產物的一系列生物信息，提供全面的生物信息和豐富的藥物作用靶點。同時由于心肌形成的連續(xù)發(fā)育過程易受環(huán)境改變的干預，對培養(yǎng)微環(huán)境中藥物存在很敏感，可供評價的指標也很豐富。因此應用該藥效篩選模型，只要中藥復方中微小的方劑組分更動，就可分析判斷分化信息異同，因而能很好地進行中藥復方藥效的現代基礎研究。
課題組早在2001年9月開始開展這方面的研究工作，并于2002年1月獲得國家自然科學基金資助，正式啟動中藥誘導胚胎干細胞定向分化為心肌細胞藥效篩選模型構建與應用研究。由于心肌發(fā)育依賴性特殊基因表達、心肌結構蛋白表達、離子通道形成等作用都是受發(fā)育控制的，所以該項研究選用的藥物是溫腎陽中藥材。按照中醫(yī)理論，腎陽衰微可致心陽不足，補腎益陽則心陽得養(yǎng)，心腎協(xié)調，使痰濁得化，心脈相通。利用該藥物改變胚胎干細胞培養(yǎng)微環(huán)境，可促使胚胎干細胞定向分化為心肌細胞，而改變方劑中“君、臣、佐、使”中的任何一味或幾味，都可相應地引起分化過程中生物信息的改變。在胚胎干細胞定向分化過程中，可采集到核酸層面和蛋白層面的生物信息及其轉錄、翻譯過程中的信號傳導和修飾過程。課題組采用該藥效篩選模型，獲取藥物對胚胎干細胞的影響及其介導胚胎干細胞分化過程中的一系列生物信息，探索其與某些重大疾病發(fā)生起源的可能相關性。研究證明了他們所選用的中藥可極顯著地誘導胚胎干細胞定向分化為心肌細胞。
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樓宜嘉告訴記者，該藥效篩選模型的構建與應用是中藥現代化基礎研究新的生長點。中藥復方研究的最大難點就是其化學成分復雜，要基本闡明一個方劑中“君、臣、佐、使”的不同作用，必須有一個合適的高保真、高效率的生物學載體，能夠基本反映中藥的多層次、多靶點作用特點，胚胎干細胞定向分化模型能夠基本滿足該條件。區(qū)別于目前生物信息學研究的核酸層次上的DNA芯片技術和蛋白質層次上的二維電泳及測序質譜技術，胚胎干細胞定向分化模型重演了基因按照特定的時間、空間表達的過程，因此可在細胞水平最大程度體現生命現象的整體性和保真性。在與中藥共培養(yǎng)過程中，胚胎干細胞定向分化模型可提供中藥多種成分影響生命現象的基本生物信息，與芯片技術等采集生物信息有互補作用。通過對胚胎干細胞定向分化信息的有效物質基礎研究，能充分體現對中藥復方中“君、臣、佐、使”的分層評價，能有的放矢地根據其組方不同而影響干細胞定向分化的生物信息，尋找復方中藥中分別行使“君、臣、佐、使”的藥用價值的物質。, http://www.www.srpcoatings.com(周 穎)