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1、文章编号:1008-9926(2003)01-0050-04中图分类号:R329.2+6;R91文献标识码:A基因工程技术在药学领域中的应用屏②王东晓①,曹瑞山,刘(中国人民解放军总医院,药理研究室北京100853)摘要:生物新技术的飞速发展给医药科学研究带来了革命性的变化,基因工程技术是生物新技术的重要组成部分,已渗透到药学研究的各领域中。本文综述基因工程技术在药学领域的应用。涉及转基因药用植物、动物的应用,基因克隆技术与药物筛选,基因芯片技术在药学领域中的应用,以及药物基因组学与合理用药等。随着这项新技术向药学研究领域的不断渗透,势必使药
2、学研究和新药开发的技术手段得到改善和更新,对药学事业的发展产生重要影响。关键词:生物技术;基因工程;药学;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
3、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。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
4、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1.1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
5、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)。表1部分已建立的人类疾病的转基因动物模型5Someestablishedtransgenicanimalmodelsofhuman
6、diseasesTab1疾病基因转移方法转移基因阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease)α1抗胰蛋白酶缺陷(肺气肿)原发性高血压Ⅰ型糖尿病β淀粉状蛋白体基因突变的人PiZα1-抗胰蛋白酶基因小鼠Ren-2肾上腺素基因H-ras基因;MHCI的抗原H-2kb基因;大鼠胰岛素类Ⅱ抗原Ⅰ-,Ⅱ-,Ⅰ-E基因;小鼠MHCI类抗原,H-2kb基因胰岛素淀粉状多肽基因人α和β珠蛋白基因,人α2珠蛋白和β珠蛋白基因突变的人的β珠蛋白基因人的β珠蛋白基因HIVtat基因HIVtat基因微注射微注射微注射微注射Ⅱ型糖尿病镰刀型细胞贫血症HbE异常血
7、红蛋白症地中海贫血症卡式肉瘤(Kaposi’ssarcoma)微注射微注射微注射微注射反转录病毒感染胚胎干细胞胚胎干细胞同源重组①作者简介:王东晓(1975-),女,山东泰安人,硕士研究生。研究方向:中药药理。Tel:(010)68234090②通讯作者:刘屏(1956-),女,山西武乡人,研究员,硕士研究生导师。研究方向:中药药理和神经精神药理。Tel:(010)68234090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
8、于血管紧张素转化酶抑制剂和血管紧张素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
