原核生物代谢组学进展 [代谢组学研究西药进展及评价]
时间：2019-05-19 03:16:14 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：近年来，代谢组学技术被广泛应用在西医的现代化研究中。而目前西药研究的最常用的方法主要是核核磁共振（NMR），气相色谱-质谱法（GC-MS）和液相色谱-质谱（LC-MS）这些技术。代谢组学研究将有助于了解西医证候，疗效和毒性。然而，每一个分析技术都有其优点和缺点。所以，我们探讨了西药代谢组学分析及其应用近年来在西药研究中所遇到的一些问题。我们相信，代谢组学分析技术，将极大地促进西药研究，并有利于西药现代化。
关键词：代谢组学技术，西药研究
【中图分类号】R954【文献标识码】A【文章编号】1672-3783(2012)04-0047-02
1 概况
西药已经在预防和治疗人类疾病上有了几百年的历史。如今，由于可靠的疗效，西医已成为风靡全球的一种治疗方式。然而，其独特的理论体系，不是立竿见影的治疗效果以及许多方面很难进行的科学定义都阻碍了西药的进一步发展。例如，不易的质量控制、复杂的有效成分，以及不明确的治疗机制都还是需要解决的问题。而更重要的是如何运用现代科学技术来解释西药理论。
代谢组学是一个新兴主题研究，加上基因组学，转录组学和蛋白质组学，共同构成了“系统生物学”。代谢组学是一种定量理解综合生活系统和动态响应的代谢产物内在和外在变化的研究方法。
近年来，研究表明，代谢组学的系统研究作为一个系统的方法，代谢组采用“自上而下”的战略，以反映生物体的代谢网络终端症状的功能，以及了解并干预造成一个整体范围内完整的系统代谢的变化。这种思维模式恰巧与西药理论异曲同工。因此，国际和国内学者相继研究将西药的关键科学问题与代谢组学技术一起进行研究，包括综合征，西药治疗的个体，作为一个整体的西药综合疗效差，资源和西药的质量控制等研究。这些研究表明，代谢组学在西药的研究起着越来越重要的作用。因此，本文讨论了西药的一些代谢组学的应用以及分析了一些西药近年来在这种应用上的障碍。
2 代谢组学研究西药的应用
2.1 代谢组学在西药理论中的应用:最近，代谢组学技术已被广泛应用于现代西药研究中。这些技术包括核磁共振（NMR）的，LC-MS和GC-MS，主要使用数据检测的方法。例如，通常都会通过使用西药的质量控制和活性成分的定性和定量测试来测定西药的有效成分。核磁共振经常被应用于生物指纹和复杂的西药科学理论的阐述， GC经常被使用在实验动物模型的建立，MS（常常与其他方法相结合，如GC，LC，）为协助其他分析方法而在西药现代研究中存在。以下是一些例子：应用高效液相色谱-电喷雾飞行时间质谱（HPLC-ESI-TOF-MS）在药代动力学研究中来了解西药疗效。运用LC-MS和GC-MS法来研究西药毒性等。说明了基于核磁共振的来代谢传统西药引起的生化效应的研究方法的可靠性很高。因此，我们应该采用代谢组学技术平台，来研究复杂的西药理论体系，是切实可行的。
2.2 代谢组学中对西药的应用辨证:有根据的代谢组学在不同的生理和病理阶段有着具体的代谢模式。新陈代谢的改变与生理的内脏病理有密切相关。
近年来，西药辨证施治的代谢组技术的应用得到了广泛的报道。在这些研究中，有学者发现，甲酸，肌酐，2-酮戊二酸，柠檬酸，牛磺酸，三甲基胺-N-氧化物，琥珀酸，内容模型和与正常大鼠相比有明显改变。因此，这些差异代谢产物可被视为潜在的代谢生物标志物。
随后，代谢组学的研究表明，肾阳虚综合症是与能量代谢，氨基酸代谢，肠道菌群紊乱有关。新血瘀证与脂质代谢和乙二醇代谢有关。因此，运用代谢组学分析来确定代谢产物的特征是西药的治疗作用机制研究的本质。
2.3 应用代谢组学的西药疗效:中国医药在治疗疾病方面有着自身完整的一套系统，这是一个与代谢组学研究完美匹配的整体概念。最近，研究表明，代谢组学研究已经成为一个越来越重要的工具，并已成功运用于评价西药的疗效和机制中。在这些研究中，中国传统医药黄连素在1型糖尿病的基础上运用metabomic方法（UPLC的Q-TOF-MS）观察到了明显的效果。这些结果表明，小檗碱可能可以下调高游离脂肪酸的水平。研究表明人参、皂苷对自发性高血压大鼠（SHR）（TG）代谢的影响效果明显。而在SHR大鼠的血浆中，棕榈酸，半乳糖苷，十八碳二烯酸和丁酸作为特殊的生物标志物被发现。与TG治疗相比，SHR的代谢分布趋于正常。有报道称，四君子汤在就增加粘液蛋白在胃肠道的细胞，拮抗乙酰胆碱，促进肝糖原的合成和抗氧化方面有着显著的效果。因此，这些研究表明，代谢组学作为一个系统性和整体性的思维，可以揭示西药综合疗效和其复杂的机制。
2.4 代谢组学研究西药的毒性:近日，代谢组学研究提供了强大的技术方法对西药的毒性和安全性进行了评价研究。在这些研究中。运用了牵牛花种子诱导的肾毒性的代谢组字符，由MGS引起毒理学的生物标志物8个内源性代谢物。使用两个代谢组学的方法治疗分析了大鼠乌头类生物碱是附子的毒性主要部件。在与正常的对照组比较之后，他们发现乳酸，丙氨酸和血脂水平较高，葡萄糖，β-羟基丁酸酯和乌头碱却处在较低的水平。运用GC-MS和LC-MS相结合的代谢分析方法，揭示AA诱导的肾毒性的病理结果。这项研究显示，机管局导致的直接细胞毒作用，酶的抑制作用，gutmotivated代谢产物的显著改变，与能量代谢，并最终诱发肾脏相关的代谢调控网络和肾功能的破坏有关。因此，许多代谢组学为基础的方法已被证明可行，已被运用在西药的毒性调查中。
3 西药代谢障碍
目前，越来越多的代谢组学技术已用于西药研究，如核磁共振（NMR）的，气相色谱-质谱法（GC-MS）和液相色谱-质谱（LC-MS）。这些技术在西药方面的研究，如靶器官的检测，建立模式，阐明机制和物质基础的探索，已经取得了一些理想的结果。这些结果表明，代谢组学的发展起着关键作用。然而，综合分析的代谢和明确的鉴定检测到的代谢产物仍然是电流色谱的代谢组学研究的难题。因此，使用西药代谢组学目前也遇到很多困难。
在过去一年中，在现代研究分析的基础上，我们认为西药代谢组学研究的主要障碍在很大程度上是由于以下原因。首先，现有的分析技术未能全谱分析代谢产物以及缺乏代谢组学的定量分析，这些分析技术还有或多或少的缺点和不足之处。其次，研究的难度在于大量的数据，以及如何最大限度地利用数据挖掘技术仍然是代谢组学的技术瓶颈。传统西药在体内的外源性成分复杂，这些成分不明的生物体对传统西药的代谢产物可能有干扰的影响，增加了阐明代谢产物潜在生物学意义的难度。第三，它并没有足够重视的将蛋白质组学与代谢组学数据分析结合起来，从而导致片面性的结果的产生。还存在着缺乏西药综合症状的临床和生物标志物分析。最后，我们应该深刻的认识到西药代谢组学研究给西药领域带来极大的好处仍然是在其启动阶段。因此，我们认为，代谢组学研究在深入了解西药以及研究西药方面将扮演越来越重要的角色。
4 结论
如今，作为一个新的研究方法，代谢组学的研究特点，是在全球生物和功能状态上进行端点放大，以适应西药理论的整体研究。代谢组学技术，我们不仅可以解释西药辨证施治的精髓和“辨证治疗”的理论，而且阐明了现代的科学内涵和西药的毒性。然而，一个目标药物代谢组学结果的定量评价，以疗效为基础的多组分和西药材的单组分的代谢组比较，仍需要进一步研究。我们认为，代谢组学分析技术，尤其是多分析技术的进一步发展，代谢组学将极大地促进西药研究，并有利于西药现代化。
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