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《浅析转基因药用植物、动物以及基因芯片技术在药学领域的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、浅析转基因药用植物、动物以及基因芯片技术在药学领域的应用-->由于得益于生物新技术的飞速发展,生命科学领域的研究也正以前所未有的速度发展,给医药科学带来了革命性的变化,尤其是举世瞩目的人类基因组计划及其后续的研究,不仅在阐述生命活动、遗传学方面发挥了巨大作用,同时,对人类疾病的诊断、治疗、预防和药物的研发将产生重大影响[1]。基因工程技术是生物新技术的重要组成部分,已渗入了药学领域研究中,研究、开发防治重大疾病的有效药物,始终是药学领域的重要内容。本文就目前基因工程技术在药学领域中的应用作一综述。1 转基因药用植物和转基因药用动物在药学领域中的应用1.
2、1转基因药用植物或器官和组织 转基因药用植物或器官和组织研究(尤其是后者),是我国近几年药物(主要是中药)生物技术比较活跃的领域之一。转基因药用植物研究的方法,主要是分别通过发根农杆菌和根癌农杆菌诱导植物形成毛状根和冠瘿瘤,进而再分化形成植物植株[2]。中国医学科学院药用植物所用此法对丹参进行了研究,将其与栽培的丹参作了形态和化学成分上的比较研究,结果发现,毛状根再生的植株叶片皱缩,节间缩短,植株矮化,须根发达;而冠瘿组织再生的植株株形高大,根系发达,产量高,丹参酮的含量高于对照。这对丹参的良种繁育,提高药材质量具有重要意义。据报道,宁夏枸杞的幼茎,能
3、被根癌农杆菌感染后获得的抗性愈伤组织,能在选择分化培养基上分化出芽点,并长出完整植株。湖南中医学院等单位将西洋参DNA导入大豆,得到了转基因大豆,并对后代形态形状变异、异黄酮类化合物的含量进行了分析,从中筛选出了有效成分含量较高的新物质[3]。目前,转基因药用植物器官和组织的研究文献报道较多[4],已有青蒿、黄芪、丹参、红豆杉、决明、大黄、栝楼等10多种药用植物转化的器官———发状根诱导成功,并建立起了它们的培养系统。对青蒿、黄芪、丹参的发状根培养研究已经相当深入,进入了大规模培养的水平,不仅进行了有效成分的研究,而且部分还进行了药理作用试验。对青蒿的
4、研究还克隆出了有效成分生物合成途径中的关键酶基因。1.2基因工程动物模型[5] 完整的动物模型可以模拟人类疾病的起始和发展,并为其研究可能的治疗方案提供统一有效的系统。但由于许多疾病缺乏相应的动物模型,阻碍了药物研究的发展。近年来,多种转基因动物模型和基因敲除动物模型的研究获得了成功。这必将大大促进新药的研制和开发,其中,对转基因动物模型的研究较为成熟(见表1)。 特别值得强调一下转基因动物模型用于肾素抑制剂的研制和开发。由于肾素抑制剂能阻断肾素血管紧张素(RAS)系统的起始环节,若将其开发为抗高血压药物,它的作用应类似于或优于血管紧张素转化酶抑制剂
5、和血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂。但遗憾的是,目前尚无肾素抑制剂的开发成功用于临床。造成这种局面的一个主要原因,是肾素抑制剂的药效学研究非常困难。由于肾素活性具有中枢特异性,使得人的肾素抑制剂的抗高血压药效学研究只能在灵长类动物上进行。其难度之大、费用之高,大大阻碍了肾素抑制剂的研究与开发。现在研制成功的高血压转基因大鼠TGR(hAOGEN-hREN),其体内具备了人RAS系统的必备部分,可用于人肾素抑制剂的抗高血压药效试验。由此带来的试验操作简单、研究费用降低等有利因素,将促进肾素抑制药物的研究与开发。2分子生物学技术与药物筛选传统的药物筛选是从研究疾病发生
6、的生化机理开始的。从生化代谢途径中找出对病变起关键作用的酶,酶被提取纯化后(往往从动物组织内提取),用各种可能的药物去作用于该酶,以筛选合适的药物。分子生物学及基因克隆技术的日趋成熟,给药物筛选增加了一条高效的新途径。现代及将来的药物筛选将直接从疾病的分子作用机理出发,从而使药物筛选能更接近自动化和高通量化[6]。2.1 基因克隆和体外表达技术可解决药物筛选靶标的问题 在我们研究人类疾病时,往往会遇到于人的组织样品数量少,药物筛选所需靶标收集不足的困难。而且,也不能完全用从动物组织中提取的蛋白质,作为治疗人患疾病药物筛选的靶标。因为,人与动物蛋白质中,
7、一个氨基酸的不同,就可能引起药效的变化。基因克隆和体外表达技术,能较多的收集到应用于药物筛选的靶标,解决药物筛选靶标的问题[7]。2.2 克隆技术能用来获得自然界难以分离或危险性很大的药物靶标 例如,艾滋病病毒(HIV)的蛋白酶(protease)在病毒粒子中含量极低,若用传统的药物筛选途径来分离此酶,则要求培养大量的这种危险性极大的病毒,若采用克隆技术来获得HIV的病毒蛋白酶,就具有极大的优势[8]。2.3 克隆技术能减少药物对机体的毒副作用 与克隆的核酸序列进行交叉杂交,可加速筛选与疾病相关的药物靶标,从而最大程度的减少药物对机体整体(动物或人)造
8、成的毒副作用[9]。传统、现代及未来药物的筛选途径的比较见图1[7]。3 基因芯片技术在药学领
