代谢组学技术及其在中药研究中的应用

２０１４年８月　第１６卷第８期　中国现代中药Ｍｏｄｅｍ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ　Ａｕｇ．２０１４　Ｖｏ１．１６　Ｎｏ．８　

代谢组学分析技术在中药毒理研究中的应用△　

杨中良　，杨秀云　，李剑　，周怡‘，曲晓璐’　，刘卫东　＇　

（１．上海市浦东新区浦南医院中西医结合科，上海２００１２５；　

２．上海市蓝十字医学科学研究所，上海２００１２５；　

３．浙江省立同德医院内科，浙江　杭州　３１００１２）　

［摘要］　近年来，中药毒性问题已经越来越受到关注，代谢组学单一分析技术已用于中药药理和毒性反应研　

究，且取得了一定的成果。但是，这些分析技术各有优缺点。多分析技术可克服单一分析技术的部分缺点，如气相　色谱．质谱技术（ＧＣ—ＭＳ）和液相色谱一质谱技术（ＬＣ．ＭＳ）代谢轮廓方法已经揭开了马兜铃酸诱导的肾毒性机理。随　着代谢组学技术特别是多分析技术的开发和应用，将大大促进中药毒理研究和安全评估工作，有助于中药安全评估　规范的构建和国际标准指标的建立。　

［关键词］　代谢组学；中药；毒性；核磁共振；色谱法；质谱法　

Ｔｈｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｔａｂｏｎｏｍｉｃｓ　Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　

Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ　ＹＡＮＧ　Ｚｈｏｎｇｌｉａｎｇ　，ＹＡＮＧ　Ｘｉｕｙｕｎ¨，ＬＩ　Ｊｉａｎ　，ＺＨＯＵ　Ｙｉ　，ＱＵ　Ｘｉａｏｌｕ　，ＬＩＵ　Ｗｅｉｄｏｎｇ　，　

（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｖｅ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｐｕｎａｎ　Ｈｏｓｐｉｔａｌ　ｉｎ　Ｐｕｄｏｎｇ　Ｎｅｗ　Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００１２５，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｂｌｕｅ　Ｃｒｏｓｓ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００１２５，Ｃｈｉｎａ；　

海南大学

课程论文

题目：代谢组学在中药现代化研究中地应用及研究进展

学号： 22

姓名： 谢寿栋

年级： 2018级

学院：海洋学院

系别：制药项目系

专业：制药项目

指导教师：郭伟良

完成日期： 2018年 4 月15日

关键词：代谢组学<(metabonomics/metabolomics） 中药 应用

摘要：代谢组学((metabonomics/metabolomics >是上世纪90年代中期发展起来地一门新兴科学,它强调把人体作为一个完整地系统来研究,动态考察疾病和药物对人体产生地效应,与中医学地“整体观”思想相吻合.因此,代谢组学地研究方法和策略将在中医药地现代研究中发挥重要地作用.

代谢组学地概念

代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后,系统研究病理生理刺激后代谢产物地变化规律,揭示机体生命活动代谢本质地科学.它以组群指标分析为基础,以高通量检测和数据处理为手段,定性定量研究生物体地内源性代谢产物,分析生物体在不同状态下地代谢指纹图谱地差异,获得相应地生物标志物群,从而揭示生物体在特定时间、环境下地整体功能状态.

中医药学地概念

中医药学是以整体观念和辨证论治为特点地理论体系,但目前中医药多遵循地是西医学理论研究框架,如选择单一地病理、生理、生化指标进行研究,忽略了中医药和西医学对疾病认识地不同,尚缺少适合中医药特征地研究方法性.

正文：代谢组学地发展和完善为中医药现代化研究地突破提供了新地思路和方法学保障.代谢组学通过对内源性代谢物种类及数量变化地分析,将人体作为一个完整地系统来研究,应用全面性系统策略理解疾病过程和机制.因此,将代谢组学方法“导入”中医证候、中药物质基础、中药作用机制及安全性评价等研究领域,有可能探索出中医药现代化研究地新方法和新途径. 代谢组学在中医药中地应用

徐舒等夕用基士核概共振氮借C' H一NMH>技术地代谢组学方法研究肝郁证大鼠模血清,发现乳酸、肌酸、葡萄糖、3-轻基丁酸、谷氨酞胺、磷酸胆碱、磷脂酞胆碱、不饱和脂肪酸等物质可代表肝郁证模型大鼠血清代谢组学特征,表明中医证候地生物标志物可能不物质,而是差异物质地集合.李林等曰以基于核磁共振地代谢组学研究气虚血癖证大鼠尿液,发现病变大鼠地肌氨酸配含量增加,提示气虚证可能与肾功能异常有着密切关系.以上研

・７５６・　中草弓Ｃｈｉｎ＇ｅｓｅＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ａｎｄＨｅｒｂａｌＤｒｕｇｓ第４６卷第５期２０１５年３月　

代谢组学技术及其在中医药研究中的应用　

赵珊，王鹏程，冯健，陈自力，王秋红　，匡海学　黑龙江中医药大学中药学教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨１５００４０　・综述・　

摘要：代谢组学是继基因组学、蛋白组学和转录组学之后出现的一门新兴的“组学”，目前已在生命科学领域得到了广泛　的应用并展现出良好的前景。代谢组学通过分析外界刺激后生物体内相对分子质量较低的代谢物的全面变化，来认识生物体　的生理和病理状态。代谢组学为中药安全性评价，中药复方的物质基础与作用机制研究以及中医证候的认识提供了强有力的　技术支持。　关键词：代谢组学；安全性评价；中药复方；证候；中医药　中图分类号：Ｒ２８５　文献标志码：Ａ　文章编号：０２５３．２６７０（２０１５）０５—０７５６－１０　ＤＯＩ：１０．７５ｏ１￣．ｉｓｓｎ．０２５３—２６７０．２０１５．０５．０２４　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔａｂｏｎｏｍｉｃｓ　ｉｎ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｍｅｄｉｃｉｎｅ　

ＺＨＡＯ　Ｓｈａｈ，ＷＡＮＧ　Ｐｅｎｇ—ｃｈｅｎｇ，ＦＥＮＧ　Ｊｉａｎ，ＣＨＥＮ　Ｚｉ—ｌｉ，ＷＡＮＧ　Ｑｉｕ—ｈｏｎｇ，ＫＵＡＮＧ　Ｈａｌ—ｘｔｌｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆＣｈｉｎｅｓｅ　Ｍａｔｅｒｉａ　Ｍｅｄｉｃａ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＣｈｉｎｅｓｅ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｈａｒｂｉｎ　１５００４０，Ｃｈｉｎａ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔａｂｏｎｏｍｉｃｓ　ｉｓ　ａｎ　ｅｍｅｒｇｉｎｇ“ｏｍｉｃｓ”ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｇｅｎｏｍｉｃｓ，ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ，ａｎｄ　ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｉｃｓ．Ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｌｉｆｅ　ｓｃｉｅｎｃｅ，ａｎｄ　ｓｈｏｗｓ　ｈｏｐｅｆｕｌ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ．Ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｍｅｔａｂｏｎｏｍｉｃｓ　ｉｓ　ｔｏ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　ｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｒｇａｎｉｓｍ　ｂｙ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ　ｗｉｔｈ　ｌｏｗ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｗｅｉｇｈｔ　ａｆｔｅｒ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｓｔｉｍｕｌｉ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ，ｍｅｔａｂｏｎｏｍｉｃｓ　ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｍｅｄｉｃｉｎｅ（ＴＣＭ），ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒｏｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｓｕｐｐｏ￣　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ＴＣＭ　ｓａｆｅｔｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｂａｓｉｓ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｍｅｄｉｃｉｎａｌ　ｆｏｒｍｕｌａ，ａｎｄ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ＴＣＭ　ｓｙｎｄｒｏｍｅ　ａｎｄ　ｓｉｇｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｅｔａｂｏｎｏｍｉｃｓ；ｓａｆｅｔｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｍｅｄｉｃｉｎａｌ　ｆｏｒｍｕｌａ；ｓｙｎｄｒｏｍｅ　ａｎｄ　ｓｉｇｎ；ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｍｅｄｉｃｉｎｅ　

代谢组学技术在中药研究中的应用进展

摘要：代谢组学作为系统生物学研究领域中最为活跃的分支学科之一,近年来发展迅速,成为国内外研究的热点。随着分析手段的不断完善,代谢组学的研究得到了更加广泛的应用,特别是在中药研究领域。本为将对这一领域的研究进展进行综述。

关键词：代谢组学、中药研究、应用

Abstract: Metabonomics, one of the most active branches of Systematic Biology research area,

has developed very rapidly in recent years,and is now the focus of research and attention in

national and abroad. With the developing of analytical technology, metabonomics has more widely

application,especially in the Traditional Chinese Medicine research. In this paper, current research

progress in this field is reviewed.

Key words: Metabonomics, Traditional Chinese Medicine Research,Application

随着人类基因组计划等重大科学项目的实施基因组学、转录组学及蛋白质组学在研究人类生命科学的过程中发挥了重要的作用，与此同时，代谢组学 (metabonomics)在 20世纪 90年代中期产生并迅速地发展起来，与基因组学、转录组学、蛋白质组学共同组成“系统生物学”。基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等各种“组学”在生命科学领域中发挥了重要的作用，它们分别从调控生命过程的不同层面进行研究，使人们能够从分子水平研究生命现象，探讨生命的本质，逐步系统地认识生命发展的规律。这些“组学”手段加上生物信息学，成为系统生物学的重要组成部分。系统生物学家们认为， 将生命科学上升为/综合科学的时机已经成熟，生命科学再次回到整合性研究的新高度，逐步由分子生物学时代进入到系统生物学时代[1]。代谢组学的出现和发展是必要的，同时也是必须的。对于基因组学和蛋白质组学在生命科学研究中的缺点和不足，代谢组学正好可以进行弥补。代谢组学研究的是生命个体对外源性物质 (药物或毒物 )的刺激、环境变化或遗传修饰所做出的所有代谢应答，并且检测这种应答的全貌及其动态变化。代谢组学方法为生命科学的发展提供了有力的现代化实验技术手段，同时也为新药临床前安全性评价与实践提供了新的技术支持与保障。