中药代谢组学研究-4ppt培训课件

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1、中药代谢组学研究与应用河北医科大学药学院张兰桐中药是国宝发掘-提高-现代化-国际化中医药为世界所关注WorldattendstoTraditionalChineseMedicinesScience2003January中医药为世界所关注美国《科学》杂志创刊125年以来用3页介绍中药研究开发的新面貌是前所未有的关注传统药物在世界保健中地位，药物研究开发中的作用被WHO认可研究开发指南为世界所采纳RecognizetoTCMs对中药的认同国外在某些治疗中应用中药（如癌15-60%）(TCMsareusedin15-60%ofcancerpateins)用P450研究中药的诱导和抑制(P450

2、InhibitionandinductionofTCMs)国内外用分析方法研究中药的指纹图谱(FingerprintsofTCMs)FDA用代谢组学方法研究单一植物的安全性(MetabonomicsisusedinsafetyofmedicinalplantsinFDA)作用物质说不清？WhatareactivecompoundsinTCM?作用机理说不清？WhatisactionmechanismofTCM?质量控制说不清？HowtocontrolthequalityofTCM?安全问题说不清？HowtounderstandthesafetyofTCM?药物相互作用说不清？Howtoun

3、derstandtheinteractionofTCM?中药代谢组学研究与应用介绍代谢组学的研究流程和分析技术代谢组学在中药资源与质量控制中药药效作用物质基础与作用机制中药安全性等方面的应用进展。中药代谢组学具有广泛的发展前景，将对中药的深入研究产生深远影响。代谢组学（metabonomics/metabolomics）是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，利用现代分析技术定量测定生物体液（如尿液、血浆、组织提取液等）中的内源性代谢产物，考察生物体在不同状态下（生理病理状态、给药前后等）其代谢产物的变化特征。通过代谢物图谱的整体分析直接认识生理、病理及生化状态，结合化学信息学分析方法确定内

4、源性小分子代谢物成分的变化模式，获得相应的生物标记物群，表征或揭示生物体在特定时间、环境下整体的功能状态。研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。在中药现代化研究中，代谢组学在中药资源和质量控制、中药药效作用物质基础、中药安全性等方面具有重要的理论意义和应用价值。1.现代分析技术在代谢组学中的应用代谢组学研究的基本流程见图1。一般包括生物样品的采集和预处理、仪器分析与鉴定、数据预处理、多变量数据分析、标记物识别和途径分析等步骤。先进分析检测技术结合模式识别和专家系统等计算分析方法是代谢组学研究的基本方法。研究技术主要为质谱（MS）和核磁共振（NMR）等高灵敏度、高选择性、高通量

5、的分析手段。主成分分析（PCA）及偏最小二乘法-判别分析（PLS-DA）等多元模式识别方法是代谢组学常用的数据降维和信息挖掘方法。图1代谢组学研究的基本流程样品血液、尿液、细胞、组织等样品预处理沉淀蛋白、衍生化处理仪器分析1H-NMRGC(LC)-MSUPLC-Q-TOF/MSCE-MS等模式识别基线矫正、滤噪、峰识别和解析等数据预处理归一化、标准化多维分析HCA、PCA、PLS、PLS-DA、ANN、SVM等标识物识别途径分析1.1NMR技术1.2质谱联用技术MS具有高选择性、高灵敏度等优点，与气相（GC）、液相（LC）、毛细管电泳（CE）等分离技术相结合，成为代谢组学研究的理想方法。1

6、.2.1GC-MS、CE-MS1.2.2LC-MS1.2.2.1超高效液相色谱-质谱（UPLC-MS）联用技术1.2.2.2毛细管柱液相色谱-质谱技术2中药资源与质量控制的代谢组学研究中药的多种组分，其实质就是其多种代谢产物的集合，其组成、含量和存在状态等受到产地、气候、采集季节及后处理等多方面因素的影响。代谢组学可以用于分析中药中各种组分的类型、含量和状态随各种因素的变化，可以定量地对其进行评价，从而实现其质量控制。中药指纹图谱在中药的质量评价系统中扮演重要角色，广泛地应用于中药及其制剂的质量控制。3中药药效作用物质基础及作用机制的代谢组学研究中药药效作用物质基础是中药研究的核心之一，但

7、中药所含确切成分不清、作用途径不明、靶点不定等因素给中药现代化研究带来巨大的困难。虽然可以提取和筛选中药中确有临床疗效的药效物质成分，研究其药代动力学，结合分子药理学、细胞分子生物学等学科，深化对中药效应成分、药效作用和相关机制的认识。但中药是在以整体治疗疾病的，其整体性作用机制很难在单一机制的药理模型和分子水平加以诠释。需要我们建立适用于中药多组分、多靶点整体综合效应的药效评价体系和研究方法学。代谢组学很有可能在这套符