生物技术在中药领域中的应用

作者:未知

  摘 要:生物技术自古以来就与中药密不可分,早在隋唐时期就出现了中药发酵初级产品——“神曲”,《本草纲目》中提到:“半夏研末,以姜汁、白矾汤和作饼,楮叶包置篮中,待生黄衣,晒干用,谓之半夏曲。”为了保障我国中药行业的不断发展,针对生物技术在中药领域中的应用进行研究是非常有必要的。本文将对生物技术在中药领域中的应用进行讨论,未来趋势上生物技术将在中药领域中得到更为广泛的应用,从而进一步推动中药走上国际舞台。
  关键词:生物技术;中药;优选优良品种;濒危动物药替代品;中药鉴定
  中图分类号:R282 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)08-0201-02
  从定义上来说,生物技术主要是指通过生物科学工程技术对生物制品进行加工的过程,在这一技术的辅助之下,生物制品自身的质量和产量都将能得到有效的提升。对于本文所讨论的问题来说,为了保障中药行业能更好的适应我国人民需求,进一步走向国际领域,相关单位必须能将生物技术灵活的应用起来,不断提升中药产业现代化水平。除此之外,由于中药行业的发展依赖于各类中药材的开发和应用,而生物技术的应用则能很好的缓解中药资源紧缺问题,并不断提升中药品质[1-2]。在这样的背景之下,本文将针对生物技术在选育优良品种、寻找濒危或稀缺药品替代品等方面的应用进行深入探讨,以期能为相关单位及技术人员提供理论上的参考。
  1 生物技术在选育优良品种中的应用
  1.1 组织培养技术
  对药用植物的培育是保障中药行业能高速发展的基础,而对于本文所讨论的问题来说,生物技术在这一过程中的应用很好的缓解了中药资源紧缺问题,同时能避免中药生产与动植物资源保护工作相背离的状况。组织培养技术是现阶段主要的离体培养技术,我国已经有200多种药用植物可以通过这样的形式来进行培育和生产。结合这些内容,由于中药材中包含了大量多年生、无性繁殖的植物,通过组织培养技术的应用,这些植物的生长将能脱离季节限制,进而更快的投入到实际应用过程中去。另一方面,在这一技术的辅助之下,中药材新品种的良种选育、推广种植等工作的开展效率都将能在原有基础之上得到有效提升[2]。
  1.2 DNA分子标记技术
  近年來随着青蒿素的知名度越来越高以及世界范围内对其疗效的认可,世界对青蒿素的需求量也越来越大,解决这一问题的方法之一即为选育与种植青蒿素高的青蒿。在DNA分子标记技术的辅助之下,影响青蒿素产量的基因位点已经得到了确定,同时,在育种过程中,这一技术也能很好地确定植株鲜重、叶面积、株型等基因位点,通过对这些内容的控制,青蒿素的产量自然能在原有基础上得到有效提升,满足市场上对于这一中药材的需求。现有资料中已经表明:通过能富集调控青蒿素产量的阳性位点的亲代进行杂交育种,其后代对应的产量将能在原有水平上有大幅上涨[3]。
  1.3 基因工程技术
  在这一技术的辅助之下,相关技术人员可以在育种过程中人工的改变植物遗传性状,进而提升这些植物对于病虫害、自然灾害等的抵抗能力,最终达到提升中药材产量的目的。同时,若植物自身就具备较好的抗病虫害能力,那么在种植过程中对农药等的需求量自然相对较少,中药材的安全性将能因此而得到更好的保障[4]。
  2 生物技术在寻找濒危(稀缺)动物药替代品中的应用
  2.1 发酵工程技术在稀缺动物药替代品中的应用
  水蛭素主要从水蛭及其唾液腺中提取而来,而这一物质自身对凝血酶具备极强的抑制作用,通过将其作为中药材进行开发和应用,血栓的形成将能得到很好的预防和抑制,但由于这一物质完全天然,获取难度相对较高,整体产量较少,无法满足市场上对于水蛭素及其相关药物的需求,生物技术的应用能很好的改善这样的状况。生物技术发展初期的核心在于发酵技术,而此类技术在水蛭素生产中的应用将能为这一生产过程的工业化提供动力。现有资料表明,在5L发酵罐中重组毕赤酵母能够高密度发酵产生水蛭素,若相关技术人员及生产厂家能进一步对发酵技术在这一过程中的应用进行研究,那么水蛭素的紧缺问题必然能得到有效缓解[5]。
  2.2 酶促反应在濒危动物药替代品中的应用
  熊胆在中药领域中的应用已经有了很长时间的历史,这一药物具备清热解毒、抗炎杀菌、清肝明目等功效,但由于传统的活熊取胆方式过于残忍,已经被政府相关单位明令禁止,现阶段市场上的熊胆粉主要来源于黑熊引流取胆汁,但黑熊仍会在这一过程中感受到极大的痛苦,因此,这一方式遭到了海内外动物保护组织的强烈抵制。为了在满足市场需求的同时避免违反我国现有法律法规,利用生物技术寻找熊胆粉代替品是非常有必要的。对于熊胆粉在实际诊疗过程中的应用来说,TUDCA是主要的有效成分,而TCDCA则能在7α-HSDH及7β-HSDH的作用之下转化成这一物质,若能将这一技术应用到工业生产之中,市场上对于熊胆粉的需求自然能得到更好的满足[6]。
  2.3 细胞工程生产药材原料或药用有效成分、部位中药材中包含了一部分难以使用化学方法合成的物质,而细胞工程则是针对这些物质进行量产的主要途径,同时,在这一技术的辅助之下,植物的生长将不会继续受到地域、气候等的限制,实际生产过程中只需要对植物中的有效成分或部位进行培养即可。以人参细胞培养物为例,将这一物质与自然产的人参进行对比,两者在化学成分和药理活性等方面并没有明显差异。除此之外,由于部分动物濒危,这些动物对应的身体部位也已经不再允许通过猎杀等方式用以中医治疗,象牙、犀角等都属于此类,而细胞培养技术则能通过人工方式来生产这些药材,在保护动植物的基础之上避免中药材短缺[7]。
  3 生物技术在中药鉴定领域的应用
  3.1 DNA 遗传标记技术在中药鉴定领域中的应用
  破碎中药材的坚定一直是中药鉴别领域中的重难点,而通过DNA遗传标记技术的应用,这一问题将能得到很好的改善。从定义上来说,DNA主要是指某个特定种群生物体细胞中的遗传物质,其自身具备非常高的稳定性,不会轻易发生改变,在实际鉴定过程中,通过对DNA的标记,中药材的种属将能得到很好的鉴别。除此之外,在这一技术的辅助之下,药用植物的细化分类工作也能更好的结合鉴定结果高效展开[8]。   3.2 电泳技术在中药鉴定领域中的应用
  胶类中药材是中医药的重要组成部分之一,阿胶、鹿角胶等都有其对应的治疗领域,但由于这一类药材所特有的材质特点,传统的鉴定方法难以进行有效鉴别和区分,在SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的辅助之下,此类问题将能得到很好的缓解,同时,龟板胶、鳖甲胶、海龙胶等也能通过这一技术的应用来进行区分[8]。
  3.3 免疫技术在中药鉴定领域中的应用
  这一技术的核心在于抗原与抗体之间的特异性反应,而对于中药鉴定领域来说,这一技术主要被应用于药材真伪的区分。实际检验过程如下:通过将具体药材所特有的特异蛋白作为抗原,在此基础之上制备其对应的抗体,观察检验品是否会与其结合发生沉淀反應,最后对药材的真伪进行判断即可。对于虎骨、豹骨等名贵药材来说,这一鉴定方法已经得到了广泛的应用,在对后者进行鉴定的过程中,除了判断药材真假之外,这一技术将能进一步判定具体药材属于雪豹、云豹或是金钱豹[8]。
  4 生物技术在中药作用机制和创新药物中的应用
  首先,在基因芯片的辅助之下,研究人员可以同时针对成千上万的基因在不同细胞部位的表达进行检测和跟踪,而通过对具体监测结果的应用,中药在人体内的作用机制自然能得到更深入的探究。同时,由于药物自身不可避免的具备一定毒性或副作用,而针对这些内容的研究和改进则是提升中医药国际地位的关键。基因芯片技术将能有效针对药物毒理作用机制进行跟踪和检测,通过将药物毒理机制与基因表达特征联系起来,相关研究人员将能很好对某一药物或药方的毒性进行判断。
  其次,对于新药筛选过程来说,由于所有药物的作用过程都可以总结为对生物体基因表达或表达产物进行修饰、改变或产生影响的过程,而在基因芯片的辅助之下,药物作用之后发生改变的基因表达将能得到有效的检测。根据检测结果的不同,研究人员将能更高效的对药物中的作用成分、药物与药物之间的配伍等进行判断。除此之外,由于新药从研发到上市要经过漫长的研究过程,而为了通过生物技术加快中医药领域的发展,相关药物研发人员则可以利用转基因动物来完成药物试验。通过将外源基因导入染色体基因组内并进行整合,确保这一基因能遗传到下一代,进而通过对分子水平、细胞水平等的分析研究外源基因的作用情况,加快新药研发速度[9]。
  5 结语
  中药是中华民族的瑰宝,更是我国优秀文化的结晶。著名的中药药学家屠呦呦仅依据东晋葛洪《肘后备急方》中的一句话:“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”。经过周密思考、科学实验发现了青蒿素,继而成为第一位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家。中药也第一站上了世界最高的领奖台。中药学也因此在国际上的地位越来越高,加强中药现代化研究是促进中药实现可持续发展的重要途径。在后续发展过程中,相关研究人员必须能进一步将生物技术在中药领域中的应用重视起来,进而在此类技术的辅助之下缓解中药材紧缺的问题、加快中医药研发上市速度、避免中药生产对动植物保护工作产生影响,最终达到推进我国中药行业持续发展、提升中医药国际认可度的目的。
  参考文献
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  [6] 李菲.基于物质成分相似性体外培育拟天然熊胆粉的基质选择研究[D].重庆大学硕士学位论文,2015.04.
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  [8] 李文龙,王强,张松玲.生物技术在中药中的应用[J].农业与技术.2005,04(25):115-118.
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