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高通量药物筛选技术在中药现代化研究中的应用

时间:2016-07-13来源:玉研仪器作者:玉研仪器

中医药是世界传统医药宝库中的一颗明珠,从民间传统用药经验升华到传统医药文化,又发展成为一门具较高技术含量的传统医药产业,经历了漫长的历史。中药现代化研究是应用现代医药学的研究成果,借助现代化的技术手段。探索、认识、发展传统中药学。中药现代化是时代的需要,是中医药事业发展的必然要求。高通量药物筛选技术是现代药学研究的重要工具之一,将现代药物筛选的最新技术应用到中药学的研究中,将对中药现代化研究起到极大的作用。 

   

1 高通量药物筛选 

   

高通量药物筛选(high throughput screeningHTS),就是应用先进的技术手段,同时对大量的被筛选样品就生物学活性或药理活性进行分析评价的过程。 

高通量药物筛选技术是20世纪80年代后期发展起来的一种用于寻找新药的高新技术,由于该技术的快速、高效等特点,受到国际药物研究机构的极大重视,在短短数年内,就成为新药发现过程中的主要技术手段,被国际大多数医药研究机构广泛采用,并因此得到快速的发展。 

传统的药物筛选方法是采用药理学的实验方法,通过体内、体外的多种实验方法,评价药用样品的药理活性。但是,由于传统的药理实验方法需要消耗大量样品,使用大量实验动物,参加实验的技术人员具有较熟练的操作技能,而且筛选样品量有限。劳动强度大,不能适应大量样品的同时筛选。高通量药物筛选是在传统的筛选技术基础上,应用先进的分子生物学、细胞生物学、计算机、自动化控制等高新技术,建立的一套更适合于药物筛选的技术体系。 

高通量药物筛选技术是将多种技术方法有机结合而形成的新的技术体系,它以分子水平和细胞水平的实验方法为基础,以微板形式作为实验工具载体,以自动化操作系统执行实验过程,以灵敏快速的检测仪器采集实验数据,以计算机对实验获得的数据进行分析处理,在同一时间内对数以千、万计的样品进行检测,并以相应的数据库支持整个技术体系的正常运转。 

   

2高通量药物筛选技术在中药现代化研究中的应用 

   

2.1中药分类研究 传统中药学根据药物的性、味、寒、热等性质分类,作为药物应用的依据。根据传统的药物分类方法,按照不同的类别进行大规模的比较筛选,研究不同类别的药物作用的共性和特点,对于深入认识中药学的理论基础将会产生积极的促进作用。通过对不同类别的中药作用机制的研究,可以发现各个类别药物的差异所在.由此验证中药分类方法,深入认识各种中药的作用特点和药效,使中药的应用更准确、更合理,将会使中药的信息资料更加丰富和科学。 

2.2药材鉴别及炮制前后的成分和药效变化研究 中药材种类繁多,地域差异大,各地名称和用药习惯不同,同名异物或同物异名现象普遍存在,由于形状相似。鉴别特征不明显而不易辨认,特别是对同科属的种类及中药复方制剂中组成药物的鉴别显得力不从心。目前大多数中药材的鉴定还是通过形状鉴定、显微鉴定、理化鉴定,或者应用薄层扫描、高效液相的方法做单位药材的指纹图谱。高通量药物筛选方法的日益成熟,它的高效,高通量等特点可对中药材快速进行鉴别。 

为符合中药的辨证论治的特点,增加疗效,减小毒副作用,传统中药学根据药物的性味等性质分类,作为药物应用的依据。根据传统的药物分类方法,按照不同的类别进行大规模的比较筛选,研究不同类别的药物作用的共性和特点,对于深入认识中药学的理论基础将会产生积极的促进作用。通过对不同类别的中药作用机制的研究,可以发现各个类别药物的差异所在,由此验证中药分类方法,深入认识各种中药的作用特点和药效,使中药的应用更准确、更合理,将会使中药的信息资料更加丰富和科学,有利于中药炮制标准的制定。 

2.3中药有效性大规模筛选 根据文献记载,中药品种有10000余种,而在现有文献中详细描述其主治、功能的也仅限于常用的数百种药物。实际上,许多中药虽然在文献上有了记载,但由于发现较晚,临床资料相对不足,仍然需要进行必要的再认识和验证,面对大量的中药,高通量药物筛选方法不失为一种快速有效的方法。 

2.4中药活性成分研究与发现 应用现代科学技术研究中药有效成分,是中药现代化研究的重要内容。研究中药含有的有效成分,特别是对大量的中药进行活性成分的研究,应用高通量药物筛选的方法具有明显的优势,可以提高研究速度和效率。高通量药物筛选需要大量的样品,也可以借助新的样品制备方法和设备,提取不同的样品,包括单一化合物,提取组分或部位。同时积累各种中药样品,建立样品库,供不同的筛选模型使用,提高样品的利用率。 

对中药单一化合物成分的活性筛选,可以根据获得的结果直接评价化合物的生物活性和药理作用。但对于含有多种成分的提取物或部位,则可以根据活性结果进行跟踪提取分离,最终发现活性化合物或确定活性组分。 

2.5中药作用机理研究 应用高通量药物筛选方法,可以对中药作用原理进行深入研究。中药作用机理研究可以分为两个方面.一方面是通过不同的药物筛选模型研究中药不同成分的药理作用,阐明中药在治疗过程中发挥作用的机制;另一方面是根据分子细胞水平的筛选模型获得的结果,得到研究中药学的实验基础,丰富中药学的知识和内容,提高中药的治疗效果,发展中药学理论体系。对实验模型的研究,可以采取不同水平的模型相结合的方法,探索各种水平的筛选模型之问的相互关系,逐步建立适合于中药作用特点的筛选模型。由于高通量药物筛选可以对同一样品进行多模型的检测,经过一定时间的积累。可以得到同一样品在不同模型上的活性结果,应用综合分析技术,对多种生物活性进行分析,更符合中药多靶点作用的特点,由此可以深入认识中药的作用机理,丰富中药药理学内容。 

2.6中药复方研究 中药复方研究的难点就在于中药组成和作用的复杂性,在用现代医学手段研究中药复方过程中,对拆方和不同组合获得的大量样品,常常受到药效研究以及巨大的劳动强度所限制。而高通量药物筛选方法的突出特点就是可以进行大规模筛选,这一特点恰恰适应中药复方研究的要求,采用高通量药物筛选方法,可以对中药复方的配伍、比例、活性部位进行筛选.根据筛选结果,分析复方的组方原理,决定最佳复方组成,提高复方治疗效果。同时还有可能得到效果更加理想的活性组分。开发出新型的复方药物。 

2.7其他方面的研究 高通量药物筛选技术作为一种科学研究的手段,可以适用的范围决不仅限于以上几个方面,例如:该方法可以有效地评价中药的疗效、代谢方式、毒副作用和作为筛选中药新药的技术平台中药现代化的发展,重要的是开拓思路建立新的研究方式,药物筛选技术可采取直接应用、创造性应用和借用有关的技术和思维方式,开创中药现代化研究的新局面。 

高通量药物筛选技术的优势证明了该技术将会极大地推进中药现代化的发展,促进我国医药科技领域的发展。

 

 

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