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基因解码中药作用机理“黑匣子”
添加时间：2015-11-10 来源：中国中医药报
“中医药现代化需要‘拿来主义’，我们要把所有现代科学技术的最新研究成果全面地拿来发展中医药学”，这是上海中医药大学附属中西医结合医院儿科主任沈朝斌在2008年对中医药现代化的思考。
当时谈到现代科学技术在中医药领域的应用，他首先提到了基因组学。时隔7年，沈朝斌课题组真的让基因组学与中药作用机理研究“牵起手来”，近日他们公布了一项发现：玉屏风散方中药物的煎煮液经过干燥、高温和微波处理后，仍然有大量的微小基因保留活性，它们的存在可能对解释玉屏风散免疫调节机制起到关键作用。
“两条腿走路”独辟蹊径
中药发挥作用的物质基础是什么？对于这个问题，在化学成分层面的研究已经走过了近40年的历程，青蒿素和三氧化二砷这两个从复杂中药成分中获得的化合物单体是成功典范。“但这样成功的例子很少，中药中真正有效的化学成分很难找到，多数情况下单一成分并不能发挥与中药饮片相同的药效。”
沈朝斌对玉屏风散主药黄芪所含的皂苷、多糖和黄酮等化学成分一一筛选，发现它们在实验研究和临床治疗中都没有很好地显现疗效，化学成分这条路走不通。除了化学成分,中药里还蕴含着什么能够对人体起作用呢？
他决定两条腿走路，“中药里面是否含有能够改变基因或者调节基因表达的microRNA（微小核糖核酸，简称miRNA）”，如果有，那么就可以从基因层面来解释中药的作用机理了。但是核糖核酸极易降解，操作一不小心就会失去活性，更不用说煎煮这样的高温处理了。沈朝斌几乎是抱着零发现的预期对黄芪煎煮液进行miRNA的基因测序，没想到却获得了激动人心的发现，“在黄芪煎煮液中有993万个miRNA，这些都是能够喝下的基因片段。”
众所周知，基因是遗传信息的载体。如果人体疾病靶基因上的信息能够被吃下去的某些基因片段改写，使疾病基因的表达被抑制或者直接被降解，自然“药到病除”，这就是基因调控作用。黄芪煎煮液中的miRNA恰恰保留了被称作“种子区域”的核心部位，其具有的基因调控作用活性没有改变，这为进一步寻找与之配对的人体靶基因奠定了基础。
中医药补气“基因说”
黄芪在玉屏风散方中内可补脾肺之气，外可固表止汗。沈朝斌在黄芪饮片煎煮液miRNA谱中确定了1 个保守的miRNA 和9个新发现的miRNA，并对它们进行靶基因的预测，也就是在人体中寻找与它们般配的“相亲对象”。既然黄芪补气，他们首先想到寻找发挥补气作用的靶基因。
果然，在预测出来的靶基因中有一个基因与黄芪的一个miRNA的作用位点能够起到生物节律的调整作用。生物节律可以简单地看作生物钟，它调节全身各种器官以24小时为周期发挥作用。人有时体力充沛，情绪饱满，精神焕发，而有时却感到浑身疲乏，情绪低落，精神萎靡，这些变化都遵循生物节律，而后者恰恰是中医所讲气虚的表现。沈朝斌认为这个靶基因的重要性就是从中医角度看可以用来解释人为什么要补气。
“补气药的作用原理能够从基因中找到定位”，一些针灸医生得知沈朝斌找到了“补气基因”，他们想知道针灸也有很好的补气效果，是否能从基因角度加以解释？
沈朝斌认为完全行得通，只要像研究补气药一样监测针灸前后人体中“补气基因”表达的改变就可能有所收获。“现代医学手段并没有将中医药的整体性割离，反倒证实了中医药是通过多靶点多途径对人体进行调节的治疗方法。”
中药疗效“进化说”
为什么中草药能够治病？沈朝斌选择从生物进化角度解释这个问题：“miRNA是生物进化过程中最早产生的，比DNA和RNA都要早，所以miRNA在生命起源时是植物与动物共有的。人类在进化过程中基因受多重影响而发生突变或病变，导致疾病的发生，这就需要补充原始的基因修饰自身不好的基因，从而恢复到原来的健康状态。”
这不仅解释了为什么植物细胞中的物质能够跨界影响甚至调控动物的生理功能，并且提醒我们越是原始的东西越可能对人体有利，比如人参。人参是地球上最古老的孑遗植物之一，《神农本草经》记载中国4000年前就已经形成了人参药用的精髓。沈朝斌认为中草药大多为古老的植物物种，其中的原始基因能够帮助我们“修补坏掉的零部件”。
在他看来，正因为中药是我国独有的植物遗传资源，所以把中草药miRNA的基因谱系列出是中国人应该首先掌握的。“有了完整的常用中草药基因谱系，就有了解释中药作用机理的新途径，通过这一途径的研究，在病理、药物作用机制和靶点明确后中成药将更易被国际认可。”
当时谈到现代科学技术在中医药领域的应用，他首先提到了基因组学。时隔7年，沈朝斌课题组真的让基因组学与中药作用机理研究“牵起手来”，近日他们公布了一项发现：玉屏风散方中药物的煎煮液经过干燥、高温和微波处理后，仍然有大量的微小基因保留活性，它们的存在可能对解释玉屏风散免疫调节机制起到关键作用。
“两条腿走路”独辟蹊径
中药发挥作用的物质基础是什么？对于这个问题，在化学成分层面的研究已经走过了近40年的历程，青蒿素和三氧化二砷这两个从复杂中药成分中获得的化合物单体是成功典范。“但这样成功的例子很少，中药中真正有效的化学成分很难找到，多数情况下单一成分并不能发挥与中药饮片相同的药效。”
沈朝斌对玉屏风散主药黄芪所含的皂苷、多糖和黄酮等化学成分一一筛选，发现它们在实验研究和临床治疗中都没有很好地显现疗效，化学成分这条路走不通。除了化学成分,中药里还蕴含着什么能够对人体起作用呢？
他决定两条腿走路，“中药里面是否含有能够改变基因或者调节基因表达的microRNA（微小核糖核酸，简称miRNA）”，如果有，那么就可以从基因层面来解释中药的作用机理了。但是核糖核酸极易降解，操作一不小心就会失去活性，更不用说煎煮这样的高温处理了。沈朝斌几乎是抱着零发现的预期对黄芪煎煮液进行miRNA的基因测序，没想到却获得了激动人心的发现，“在黄芪煎煮液中有993万个miRNA，这些都是能够喝下的基因片段。”
众所周知，基因是遗传信息的载体。如果人体疾病靶基因上的信息能够被吃下去的某些基因片段改写，使疾病基因的表达被抑制或者直接被降解，自然“药到病除”，这就是基因调控作用。黄芪煎煮液中的miRNA恰恰保留了被称作“种子区域”的核心部位，其具有的基因调控作用活性没有改变，这为进一步寻找与之配对的人体靶基因奠定了基础。
中医药补气“基因说”
黄芪在玉屏风散方中内可补脾肺之气，外可固表止汗。沈朝斌在黄芪饮片煎煮液miRNA谱中确定了1 个保守的miRNA 和9个新发现的miRNA，并对它们进行靶基因的预测，也就是在人体中寻找与它们般配的“相亲对象”。既然黄芪补气，他们首先想到寻找发挥补气作用的靶基因。
果然，在预测出来的靶基因中有一个基因与黄芪的一个miRNA的作用位点能够起到生物节律的调整作用。生物节律可以简单地看作生物钟，它调节全身各种器官以24小时为周期发挥作用。人有时体力充沛，情绪饱满，精神焕发，而有时却感到浑身疲乏，情绪低落，精神萎靡，这些变化都遵循生物节律，而后者恰恰是中医所讲气虚的表现。沈朝斌认为这个靶基因的重要性就是从中医角度看可以用来解释人为什么要补气。
“补气药的作用原理能够从基因中找到定位”，一些针灸医生得知沈朝斌找到了“补气基因”，他们想知道针灸也有很好的补气效果，是否能从基因角度加以解释？
沈朝斌认为完全行得通，只要像研究补气药一样监测针灸前后人体中“补气基因”表达的改变就可能有所收获。“现代医学手段并没有将中医药的整体性割离，反倒证实了中医药是通过多靶点多途径对人体进行调节的治疗方法。”
中药疗效“进化说”
为什么中草药能够治病？沈朝斌选择从生物进化角度解释这个问题：“miRNA是生物进化过程中最早产生的，比DNA和RNA都要早，所以miRNA在生命起源时是植物与动物共有的。人类在进化过程中基因受多重影响而发生突变或病变，导致疾病的发生，这就需要补充原始的基因修饰自身不好的基因，从而恢复到原来的健康状态。”
这不仅解释了为什么植物细胞中的物质能够跨界影响甚至调控动物的生理功能，并且提醒我们越是原始的东西越可能对人体有利，比如人参。人参是地球上最古老的孑遗植物之一，《神农本草经》记载中国4000年前就已经形成了人参药用的精髓。沈朝斌认为中草药大多为古老的植物物种，其中的原始基因能够帮助我们“修补坏掉的零部件”。
在他看来，正因为中药是我国独有的植物遗传资源，所以把中草药miRNA的基因谱系列出是中国人应该首先掌握的。“有了完整的常用中草药基因谱系，就有了解释中药作用机理的新途径，通过这一途径的研究，在病理、药物作用机制和靶点明确后中成药将更易被国际认可。”
