劉艷婷,胡小勤
(廣西中醫(yī)藥大學(xué),廣西 南寧 530000)
·綜述·
氣虛血瘀證組學(xué)研究進(jìn)展
劉艷婷,胡小勤
(廣西中醫(yī)藥大學(xué),廣西 南寧 530000)
氣虛血瘀證是中醫(yī)臨床中常見的證候類型,它可存在于臨床各種慢性疾病發(fā)展過程中。組學(xué)是一門近年來研究比較熱門的新型科學(xué),它是對各類研究對象(一般為生物分子)的集合所做的系統(tǒng)性研究,本文從基因組學(xué),蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等組學(xué)范疇對氣虛血瘀證進(jìn)行系統(tǒng)生物學(xué)方面的研究,為人們對本證的客觀化,標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)識提供科學(xué)理論基礎(chǔ)。
氣虛血瘀證;基因組學(xué);蛋白質(zhì)組學(xué);代謝組學(xué)
氣虛血瘀趨向是現(xiàn)代人群一個突出的體質(zhì)病理學(xué)特征[1]。它在心腦血管疾病、腫瘤等慢性疾病中較為常見。組學(xué)是研究DNA或mRNA、蛋白質(zhì)、代謝物等分子結(jié)構(gòu)及其相互作用的學(xué)科,其多層次、多角度的研究特點與中醫(yī)證候的整體性、復(fù)雜性有著異曲同工之妙[2],學(xué)者們在組學(xué)獲得大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上模擬機(jī)體分子間的網(wǎng)絡(luò)及其相互作用[3],這種高通量、數(shù)字化特點為研究中醫(yī)證候提供了可行性[4],故在一定程度上可用組學(xué)闡釋氣虛血瘀證的本質(zhì)。近幾年來,學(xué)者們通過先進(jìn)的技術(shù)手段從基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等方面對氣虛血瘀證進(jìn)行了一系列系統(tǒng)化研究。本文就氣虛血瘀證組學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié),綜述如下。
基因組學(xué)是一門研究基因的結(jié)構(gòu)、組成、存在方式、表達(dá)調(diào)控模式、功能及相互作用的科學(xué),它運用基因表達(dá)譜、基因芯片等高通量技術(shù)以及實時熒光PCR等定量分析技術(shù)對生物體的基因進(jìn)行繪圖、核苷酸序列分析以及基因定位和功能分析[5-6]。2000年,人類基因組DNA序列圖的完成宣告了后基因組時代的到來,基因組研究也隨之傾向基因的功能,如基因組的多態(tài)性、基因組的表達(dá)及調(diào)控機(jī)制、基因組序列比較等[7]。在后基因組時代,中醫(yī)證候基因組學(xué)是指運用功能基因組學(xué)的方 法探討證候基因變異及差異表達(dá),從而揭示與某一證候形成相關(guān)的所有基因及其功能,從整體基因表達(dá)的水平闡明證候的本質(zhì)[8]。
1.1 氣虛血瘀證相關(guān)基因的表達(dá)
王維等[9]用免疫組織化學(xué)法檢測氣虛血瘀證大鼠股動脈平滑肌細(xì)胞中bcl-2呈強(qiáng)陽性表達(dá),bcl-2/bax比值明顯高于正常對照組,因bcl- 2抑制細(xì)胞凋亡和bax促進(jìn)凋亡的作用只有構(gòu)成二聚體結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮, 所以 bcl-2/bax比值是決定細(xì)胞是否發(fā)生凋亡的關(guān)鍵[10],由此可知氣虛血瘀證存在細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的表達(dá)。劉雅等[11]應(yīng)用全基因芯片技術(shù)對氣虛血瘀證大鼠和正常大鼠進(jìn)行全基因表達(dá)譜檢測, 結(jié)果顯示氣虛血瘀模型組較正常組大鼠比較,表達(dá)上調(diào)的基因有 831 個,已知功能的基因 563 個,與炎癥免疫相關(guān)的基因有50個;表達(dá)下調(diào)的基因 782 個,已知功能的基因 544 個,與炎癥免疫相關(guān)的有17個,包括介導(dǎo)細(xì)胞因子的生成、免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等生物功能,揭示出氣虛血瘀證與炎癥免疫反應(yīng)密切相關(guān)。
1.2 CYP2C19*2基因多態(tài)性
張婭等[12]分別抽取經(jīng)皮冠狀動脈介入術(shù)(percutaneous coronary intervention,PCI)后氣虛血瘀證組和非氣虛血瘀證組患者的外周靜脈血提取DNA,采用PCR-RFLP基因分析方法檢測CYP2C19*2基因多態(tài)性,單因素分析顯示:氣虛血瘀組CYP2C19*2基因突變型明顯高于非氣虛血瘀組,發(fā)現(xiàn) CYP2C19*2基因突變通過降低PCI術(shù)后抗血小板治療的基石氯吡格雷的作用來促進(jìn)氣虛血瘀證的形成。
蛋白質(zhì)組學(xué)是在大規(guī)模水平上研究蛋白質(zhì)的組成、表達(dá)水平、翻譯后的修飾及各蛋白質(zhì)之間相互作用等[13]。 目前蛋白質(zhì)組學(xué)的研究技術(shù)主要有蛋白質(zhì)分離技術(shù)、蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)及生物信息學(xué)技術(shù)等3大技術(shù)。其中蛋白質(zhì)分離技術(shù)包含雙向凝膠電泳、差異凝膠電泳、高效液相色譜及毛細(xì)管電泳等,蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)包括質(zhì)譜技術(shù)、同位素親和標(biāo)簽技術(shù)等[14],在這些技術(shù)中雙向凝膠電泳、質(zhì)譜技術(shù)和生物信息學(xué)技術(shù)是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的三大核心實驗技術(shù)[15]。
苗蘭等[16]用質(zhì)譜鑒定氣虛血瘀證大鼠血清并與數(shù)據(jù)庫對比,結(jié)果是與正常組相比升高的蛋白質(zhì)是結(jié)合珠蛋白、補(bǔ)體 C3、ZN-α-2糖蛋白、免疫球蛋白λ輕鏈, 降低的蛋白質(zhì)是 CD5 抗原樣蛋白。這些蛋白的產(chǎn)生于機(jī)體抗氧化損傷、炎癥反應(yīng)、免疫調(diào)節(jié)等有關(guān),有利于氣虛血瘀證生物標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)。
趙慧輝等[17]應(yīng)用高解析離子淌度質(zhì)譜與納升級超高效液相色譜聯(lián)用新技術(shù) ( LC-MSE),發(fā)現(xiàn)與冠心病不穩(wěn)定性心絞痛非氣虛血瘀證組患者和健康人比較,僅在冠心病不穩(wěn)定性心絞痛氣虛血瘀證組患者的血漿中表達(dá)的是肌動蛋白,僅在其高表達(dá)的是纖維連接蛋白 、載脂蛋白 H、膜聯(lián)蛋白。此外, 與健康人比較, 血清淀粉樣蛋白、銅藍(lán)蛋白 、肌球蛋白 H11及補(bǔ)體 C6在冠心病不穩(wěn)定性心絞痛氣虛血瘀證患者中高表達(dá),載脂蛋白 A4、凝溶膠蛋白 、血紅蛋白 B及轉(zhuǎn)鐵蛋白等 6種蛋白在冠心病不穩(wěn)定性心絞痛氣虛血瘀證患者中低表達(dá)。這些血漿蛋白表達(dá)的異常為不穩(wěn)定性心絞痛氣虛血瘀證分子標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)和藥物新靶點的研究提供線索。
劉濤等[18]將大鼠氣虛血瘀證模型組和假手術(shù)組的缺血心肌進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)的分析,運用雙向凝膠電泳發(fā)現(xiàn)氣虛血瘀證組與假手術(shù)組相比,有 18 個差異蛋白,其中 4 個表達(dá)上調(diào),14 個表達(dá)下調(diào),對其中差異最顯著的 10 個蛋白進(jìn)行了肽質(zhì)指紋圖譜分析,與 NCBInr 數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)的蛋白質(zhì)覆蓋率高的有8個,下調(diào)的為 Malate Dehydrogenase 1,NAD(蘋果酸脫氫酶)、NADH dehydrogenase Fe-S protein 8(NADH 脫氫酶,鐵硫蛋白)、myosin,lightαpolypeptide 3(肌漿球蛋白輕鏈)、Cu-Zn superoxide dismutase(銅鋅超氧化物歧化酶 、Gpx1 protein (谷胱甘肽過氧化物酶);上調(diào)的為 alpha B-crystallin(αB-晶狀體蛋白)、Protease(prosome,macropain)28subunit(蛋白酶前體或 α 亞基)、Tpi1 protein(磷酸丙糖異構(gòu)酶)。這些差異蛋白的表達(dá)表明氣虛血瘀證的病理變化與能量代謝、氧化損傷、缺血心肌保護(hù)的應(yīng)激反應(yīng)蛋白等有關(guān)。
胡小勤等[19]在建立高血壓病氣虛血瘀證和肝陽上亢證細(xì)胞模型后,利用雙向凝膠電泳技術(shù)發(fā)現(xiàn)高血壓病氣虛血瘀證與肝陽上亢證比較,差異蛋白有27個,其中,有11個蛋白上調(diào),16個蛋白質(zhì)下調(diào),有可能為高血壓病氣虛血瘀證和肝陽上亢證的辯證提供分子生物學(xué)基礎(chǔ)。
代謝組學(xué)是研究機(jī)體在一系列條件下機(jī)體的內(nèi)源性代謝譜及與其外在環(huán)境相互作用的一門學(xué)科[20]。代謝組學(xué)研究步驟包括樣品采集、 預(yù)處理、 數(shù)據(jù)采集、 分析及解釋四個部分[21]。樣品的選擇主要有尿液、血漿或血清、唾液、細(xì)胞和組織的提取液[22]。預(yù)處理主要運用氣相色譜(GC)、 液相色譜(LC)、 毛細(xì)管電泳(CE)等分離技術(shù),數(shù)據(jù)采集分析技術(shù)主要為核磁共振(NMR)和質(zhì)譜(MS)等技術(shù)[23]。
Heng Wei[24]等將糖尿病前期的50名男性患者分為氣陰兩虛證、氣陰兩虛兼濕滯滯(A亞型)、氣陰兩虛兼血瘀證(B亞型)三組(三名中醫(yī)內(nèi)科醫(yī)師辯證,且結(jié)果達(dá)到85%的一致性),用GC-MS技術(shù)分析各組的尿液代謝物,發(fā)現(xiàn)氣陰兩虛兼血瘀證(B亞型)尿液中的糖、氨基酸比氣陰兩虛兼濕滯滯(A亞型)明顯增高,提示B亞型的糖尿病前期患者存在更為嚴(yán)重的碳水化合物代謝和腎功能紊亂也有助于糖尿病前期證候亞型的診斷。
李林等[25]運用基于核磁共振氫譜的組學(xué)分析法發(fā)現(xiàn)氣虛血瘀證大鼠對比于正常大鼠尿液中甲酸、肌氨酸酐含量增高,α-酮戊二酸、檸檬酸、?;撬?、氧化三甲胺、琥珀酸、馬尿酸含量降低,其中肌氨酸酐含量明顯增加提示著氣虛血瘀證的發(fā)生與腎功能異常有關(guān)。
華何與等[26]對冠心病不穩(wěn)定型心絞痛痰濁痹阻證、氣虛血瘀證患者的血漿樣本進(jìn)行氫核磁共振(1H NMR)檢測。結(jié)果顯示:氣虛血瘀組患者檸檬酸、高密度脂蛋白、不飽和脂肪酸、氧化三甲胺含量高于痰濁痹阻證患者,而乳酸、葡萄糖 、 半乳糖、N-乙酰糖蛋白、低密度脂蛋白、脂類化合物、酮體、天門冬氨酸、谷氨酞胺、酪氨酸、脯氨酸的含量低于痰濁閉阻證患者,從能量代謝、糖代謝、脂質(zhì)代謝、氨基酸代謝等方面揭示了不穩(wěn)定性心絞痛氣虛血瘀證患者和痰濁閉阻證患者的標(biāo)志性代謝物。
氣虛血瘀證作為中醫(yī)臨床常見的證型,可見于許多疾病發(fā)生、發(fā)展的過程中。從以上的論述中我們可以得知:其一,基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及代謝組學(xué)一定程度地反映了氣虛血瘀證發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ),但某些組學(xué)技術(shù)還有待改善,如蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)僅能測量到數(shù)百個蛋白質(zhì)或代謝物,與基因組學(xué)已形成較完整的數(shù)據(jù)庫差距還很大[27]。其二,以上對氣虛血瘀證的研究多為表象描述,對差異基因、蛋白、代謝物的生物學(xué)意義及相互間聯(lián)系等方面的研究還有待加深。另外,組學(xué)研究思路仍屬于還原分析法,是以尋找證候的特異物質(zhì)為目標(biāo)[28],這與證候的復(fù)雜性和多態(tài)性是有矛盾的,并且證候的形成還受情志、心理等意識活動的影響,組學(xué)技術(shù)還不能完全地詮釋這些高級神經(jīng)活動[29]。最后,如何運用現(xiàn)代技術(shù)復(fù)制出能揭示中醫(yī)基本科學(xué)問題及用于新藥研究的氣虛血瘀證模型是氣虛血瘀證組學(xué)研究不可回避的障礙[30]。雖然組學(xué)研究在某些方面存在不足,但其整體性、動態(tài)性的研究還是讓人們看到了氣虛血瘀證現(xiàn)代化研究的曙光,尤其是代謝組學(xué)技術(shù),有望在中醫(yī)藥領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展[31]。至于如何解決上述中存在的問題,可以從“病證結(jié)合”“方證相關(guān)”及通過數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)和計算科學(xué)模擬的手段建立氣虛血瘀證模型等方面努力,為氣虛血瘀證的客觀化研究添磚加瓦。
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(責(zé)任編輯:裘永強(qiáng))
Omics research progress of Qi deficiency and Blood stasis
LIU Yanting, HU Xiaoqin
(Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning 530000,China)
Qi deficiency and blood stasis is common in TCM clinical syndromes,it exists in many chronic diseases clinically. Omics is a new popular science research in recent years, and it focuses on the systematic research of various research objects (usually a biological molecule). This article studied Qi deficiency and Blood stasis from the genomics, proteomics, metabolomics and other omics category of systems biology research to provide objective and standardized theory foundation for people.
Qi deficiency and Blood stasis; genomics; proteomics; metabonomics
R2
A
1674-490X(2014)06-0075-05
2014-11-14
國家自然科學(xué)基金項目(81360517)
劉艷婷(1990—),女,河南洛陽人,在讀碩士,主要從事中西醫(yī)結(jié)合防治常見心血管疾病研究。E-mail:18260893596@163.com