代謝組學(xué)在獸用中草藥中的研究進(jìn)展

楊勸生 趙強(qiáng)

（1.甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 化工學(xué)院，甘肅 天水 741025；2.天水師范學(xué)院 生物工程與技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741001）

代謝組學(xué)（Metabonomics）是系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分，起源于上世紀(jì)70年代，由英國(guó)倫敦帝國(guó)理工大學(xué)Jeremy Nicholson教授提出的，是繼基因組學(xué)（Genomics）、轉(zhuǎn)錄組學(xué)（Transcriptomics）和蛋白質(zhì)組學(xué)（Proteomics）之后新近發(fā)展起來(lái)的一門新興學(xué)科。隨著代謝組學(xué)的研究目標(biāo)開始集中，主要針對(duì)藥物在機(jī)體內(nèi)的代謝輪廓進(jìn)行研究，并與基因組學(xué)的相關(guān)研究進(jìn)行聯(lián)系，再基于生物體系的整體研究，對(duì)機(jī)體內(nèi)代謝物進(jìn)行分類，分為代謝物靶標(biāo)分析、代謝組學(xué)、代謝輪廓分析、和代謝物指紋分析。代謝組學(xué)是通過現(xiàn)代的分析方法，對(duì)某一種生物或者細(xì)胞，就其在特定的生理時(shí)期產(chǎn)生的所有代謝產(chǎn)物，同時(shí)進(jìn)行定性分析和定量分析，以此尋找代謝物與生理、病理變化相對(duì)關(guān)系，進(jìn)而對(duì)機(jī)體的種動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行整體性分析，研究真?zhèn)€機(jī)體內(nèi)源性代謝物的代謝途徑，以及機(jī)體受到刺激后的各種生理生化的變動(dòng)，量化機(jī)體內(nèi)源性代謝物的變化規(guī)律，獲悉代謝物的變化軌跡，最終反映某種生理或病理過程中所發(fā)生的變化。最終就中藥藥物成分的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，并對(duì)疾病相關(guān)標(biāo)志物進(jìn)行篩選，同時(shí)對(duì)藥物的代謝進(jìn)行整合。代謝組學(xué)做為系統(tǒng)生物學(xué)的重要一部分，其主要是研究生物的整體、系統(tǒng)或器官的內(nèi)源性代謝物。代謝組學(xué)以小分子為研究對(duì)象，具有檢測(cè)方便、無(wú)需要特征化的數(shù)據(jù)庫(kù)、分析方便和測(cè)定的代謝物具有通用性等特點(diǎn)。

一、代謝組學(xué)在獸用中草藥中的應(yīng)用

中（獸）醫(yī)學(xué)經(jīng)過數(shù)千年的臨床實(shí)踐和研究，形成了整體觀、辨證觀、系統(tǒng)的指導(dǎo)思想，強(qiáng)調(diào)天人合一，調(diào)節(jié)平衡。代謝組學(xué)是以組群指標(biāo)為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，以高通量檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理為主要手段，以信息建模與系統(tǒng)整合為目標(biāo)，可以從整體上研究并治療和預(yù)防疾病，并適用于中藥多組分、多靶點(diǎn)整體綜合效應(yīng)的藥效評(píng)價(jià)體系和研究方法，進(jìn)而推測(cè)中藥發(fā)揮某種藥理作用機(jī)制，這與中醫(yī)藥的整體觀念這種思維方式相一致。利用代謝組學(xué)的方法，可以鑒別中藥的指紋圖譜，可以檢測(cè)藥物的活性成分，這對(duì)中藥的研究來(lái)說，具有有很大的推動(dòng)作用。陳文學(xué)等運(yùn)用代謝組學(xué)的方法，并復(fù)制大鼠腦缺血模型，考察當(dāng)歸治療治療效果，經(jīng)過表明，大鼠發(fā)生腦缺血時(shí)，大多代謝物含量相對(duì)于正常組偏低，進(jìn)行治療后，代謝物的含量都有不同程度的回調(diào)。

二、代謝組學(xué)在疾病研究中的應(yīng)用

生物體做為一個(gè)完整的系統(tǒng)，外界環(huán)境等因素會(huì)對(duì)機(jī)體的影響，就會(huì)使的機(jī)體在整體水平上進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而代謝物會(huì)因相關(guān)的變化而產(chǎn)生變化。機(jī)體組織中的代謝物質(zhì)和生物體液中的代謝物質(zhì)都一直處于一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過程中，并且保持一個(gè)相對(duì)動(dòng)態(tài)平衡。在相應(yīng)的生理?xiàng)l件下，對(duì)機(jī)體的代謝物譜進(jìn)行正確認(rèn)識(shí)，是研究機(jī)體病理病變機(jī)制的根本保證，而代謝組學(xué)的研究方法，則可以幫助研究機(jī)體組織、體液中的代謝產(chǎn)物，進(jìn)而綜合分析研究機(jī)體的調(diào)控特點(diǎn)。

Brindle等人基于代謝組學(xué)的研究方法，采用NMR檢測(cè)技術(shù)，就高血壓患者的血清代謝物譜圖進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，患者與正常人的血清代謝物譜圖存在明顯的差異，并發(fā)現(xiàn)患者血清代謝物存在異常，得知脂蛋白顆粒的組成出現(xiàn)明顯的變化。Tracy L等運(yùn)用代謝組學(xué)的分析方法，采用利用氫譜（1H-NMR）的分析技術(shù)，對(duì)荷瘤小鼠及正常對(duì)照組的血清進(jìn)行系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)此方法可以準(zhǔn)確的將兩組血清進(jìn)行區(qū)分，這對(duì)腫瘤的早期診斷，具有中藥的意義。

三、代謝組學(xué)在毒理學(xué)中的應(yīng)用

所謂毒理學(xué)，是研究一些非內(nèi)源性的物質(zhì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不利作用的一門學(xué)科。在毒理學(xué)的傳統(tǒng)研究中，就其毒理性損傷評(píng)價(jià)，主要是采用病理學(xué)檢查的方法，但是，這種檢查的方法對(duì)毒理性損傷程度很難進(jìn)行量化性的描述，即使采用定性描述的方法，也會(huì)由于操作人員的不同，會(huì)形成主觀性的偏差，這很難完成現(xiàn)今的毒理學(xué)的平價(jià)，同時(shí)這傳統(tǒng)的方法自身也存在不少問題。將代謝組學(xué)應(yīng)用于毒理學(xué)的修改研究，可以更為精準(zhǔn)的對(duì)相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行毒理學(xué)評(píng)價(jià)，進(jìn)而可以使人對(duì)其自身的生存環(huán)境進(jìn)行更換的了解，還可以對(duì)影響人類遺傳變化的因素進(jìn)行研究分析。這可以通過研究機(jī)體的內(nèi)源性代謝物質(zhì)的變化，來(lái)確定正常和中毒的代謝物的差異，進(jìn)而建立代謝物圖譜，比較尋找潛在的生物標(biāo)志物，利用代謝圖譜和尋找到的潛在生物標(biāo)志物，結(jié)合代謝組學(xué)的分析方法，對(duì)目標(biāo)生物進(jìn)行檢測(cè)分析，最終可以判斷目標(biāo)生物是否中毒，同時(shí)也可以判定其中毒的程度。Robertson等基于NMR和模式識(shí)別技術(shù)，對(duì)肝、腎內(nèi)的毒性物質(zhì)進(jìn)行代謝組學(xué)評(píng)價(jià)，用以確立相應(yīng)的代謝物圖譜。

四、小結(jié)

從現(xiàn)代化研究的水平將中藥獸用中草藥的臨床研究結(jié)果，與代謝組學(xué)研究的結(jié)果進(jìn)行整合，尋找疾病發(fā)生的相關(guān)通道的研究模式，從代謝網(wǎng)絡(luò)的層次上，闡明獸用中草藥在中獸醫(yī)臨床的作用過程，并為獸用中草藥的使用提供合理性和科學(xué)性的依據(jù)，從而使機(jī)體的內(nèi)環(huán)境以及內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境之間達(dá)到新的均衡。