基于全转录组测序技术的转录组学在中医药领域的应用前景分析

转录组学以其在全基因组转录水平上整体性、系统性的研究特点在中医药研究中发挥了重要作用,近年来兴起的全转录组测序(RNA Sequencing,RNA-Seq)技术使转录组学研究进入了数字化、信息化的时代。本文总结归纳了RNA-seq技术在转录组学中的优势,其整体性、系统性、个体组织差异性、时间独立性等优势改善了以往单基因研究不能切合中医学整体观念的不足;着重探讨了基于RNA-seq技术的转录组学在中医学理论及方药研究等方面的应用现状及前景,对其在中医辨治理论实质研究、方药有效成分的筛选和作用机制研究及临床用药安全评定体系等方面的应用策略进行了分析,并提出了初步的实验方案。     

传统药用植物转录组研究进展

转录组测序技术(RNA-seq)是一种新兴的转录组学研究方法,是现今药用植物基因组研究中最活跃的领域之一。能够研究不同时期,不同组织类型、不同环境条件以及不同生理状态等各个不同条件下的基因表达差异及调控模式差异,快速、准确地提供药用植物的转录本信息,获得有效的基因编码序列。参考近年来药用植物转录组研究文献,简要介绍了转录组测序技术方法及其在药用植物中的研究现状,并从药用植物自身发育机制、次生代谢产物生物合成途径和SSR分子标记开发等3个方面综述了国内外近年来转录组测序在药用植物上的应用进展。     

转录组测序技术在中医药领域的应用

近年来,分子生物学技术已广泛应用于中医药研究,以转录组测序技术为基础的中医及中药相关研究受到越来越多研究者的青睐。本文总结了转录组学的特点、技术方法,对转录组测序技术在中医证候学、中药复杂体系、中药材鉴别及其功能基因研究中的应用现状进行了综述。     

天仙藤全长转录组测序及分析

目的:获得天仙藤全长转录组数据库,挖掘天仙藤功能基因。方法:采用PacBio SequeⅠ高通量测序系统,对天仙藤的茎、叶、果3个部位的混合样品进行全长转录组测序及分析。结果:共获得176354条环形一致性序列(CCS),获得184439个高质量isoforms,并注释了139826个isoforms,检测出3058个转录因子和135527个简单序列重复(SSR)位点,还预测到76862个长链非编码RNA(lncRNA)和36204个mRNAs。结论:获得了较可靠的天仙藤全长转录组数据,可为深入研究天仙藤基因组、生物学特性、相关代谢途径、信号通路及其分子机制提供数据支持。     

转录组测序技术在药用植物研究中的应用

转录组测序技术是一种新发展的转录组学研究方法。在物种基因组信息未知的情况下,进行测序得到遗传信息,转录组测序技术是很重要的分子生物学方法,已经被广泛应用于各个研究领域。而药用植物遗传信息匮乏,对药用植物的转录组进行测序在基因组学是比较活跃的领域,可以了解植物的基因表达并分析其功能和调控机制。对药用植物的转录组学研究有助于解决遗传育种、筛选优良抗性基因等问题。介绍了转录组测序的发展,并从功能基因挖掘和次生代谢产物途径探索等方面综述了近年来转录组测序在药用植物研究中的应用,为药用植物的研究提供了更多基础数据。     

香附子全长转录组测序及生物信息学分析

目的 通过高通量测序技术获得香附子Cyperus rotundus L.全长转录组的信息特征,为深入挖掘香附子功能基因奠定基础。方法 通过PacBio Sequel高通量测序系统,对香附子根、茎、叶、花4个部位的混样进行全长转录组测序及生物信息学分析。结果 共获得195 722条环形一致性序列（CCS）获得188 243个高质量转录本,并注释了148 563个转录本,检测出4349个转录因子和95 118个简单序列重复（simple sequence repeat,SSR）位点,还预测到64 929个长链非编码RNA（lncRNA）和45 337个mRNA,并通过京都基因与基因组百科全书（KEGG）数据途径分析了13个参与萜烯合酶合成相关的基因,以及7个参与β-石竹烯合成相关的基因。结论 获得了较为可靠的香附子全长转录组数据,这将显著增强对香附子发育过程中植物化学生物合成调控基础的理解,可为深入研究香附子生物学特性、相关代谢途径、信号通路及分子机制提供数据支持。     

药用植物青葙全长转录组测序分析

目的:构建药用植物青葙全长转录组,旨在为青葙功能基因组学研究提供遗传信息。方法:基于PacBio Sequel平台对青葙的根、茎、叶、花、果5个部位的混合样本进行高通量测序,对原始数据进行校正、筛选、聚类、去冗余、过滤、功能注释和结构分析,获得青葙全长转录组数据。结果:经质量控制后获得高质量测序reads数据量为13.46 Gb,拼接去冗余后获得155300条循环一致性序列(CCS),研究共获得521928个高质量isoforms和210189个转录本。利用非冗余蛋白(NR)、核苷酸序列(NT)、SwissProt、京都基因与基因组百科全书(KEGG)、真核生物相邻类的聚簇(KOG)、蛋白家族(Pfam)、基因本体(GO)7个数据库进行全长序列的功能注释,结果显示共有158562个转录本被成功注释。GO注释结果显示,转录本共富集在包含生物学过程、细胞组成和分子功能三大类的47个条目中。KEGG分析显示,转录本注释到代谢通路中的基因较多,其次是基因信息过程。基因结构分析结显示,共得到8350条蛋白质编码序列(CDS)、88574条lncRNA、45535个简单序列重复(SSRs),其中单核苷酸重复的占比最大,为52.94%,此外预测得到57类转录因子,如常见的MADS、WRKY、AP2-EREBP、bHLH等类型。结论:获得了青葙的全长转录组数据,为该植物后续分子功能研究提供了遗传信息和基础数据。     

基于混合测序策略的两品种当归中类黄酮调控基因差异分析

目的 比较2个不同茎叶色当归品种岷归1号与岷归2号转录水平差异。方法 以2种颜色当归的新鲜叶片（带叶柄）和上端茎为材料,采用混合测序策略,应用全长转录组技术构建当归无参全长转录本文库,利用RNA-seq技术对两品种进行差异基因表达分析,再利用公共数据库对差异基因的生物学功能进行注释和精细分类,筛选调控当归茎叶色差异的主要候选基因。结果 当归转录本的测序结果良好,测序数据质量较高,当归全长转录本的34 528条序列在非冗余蛋白（NR）、京都基因与基因组百科全书（KEGG）、SwissProt及KOG数据库中分别注释到33 947、33 241、29 150和22 601条。对两品种当归差异表达基因（DEGs）进行精细分类,具有生物学功能和分子功能的705个DGEs可分为11类,主要富集在初级代谢（17.87%）、逆境响应（14.47%）、次级代谢（11.49%）等功能上,与颜色有关的差异表达基因主要集中在类黄酮生物合成途径上。结论 两品种当归茎叶颜色差异的主要原因可能与调控类黄酮的生物合成基因的表达差异有关,可为后续进行功能验证,进一步明确与当归主要药效成分之间的联系奠定基础。     

中药高通量转录组研究进展

中药是中华传统文化的瑰宝,是中华民族智慧的结晶。新方法技术的不断应用使得中药研究与时俱进。高通量转录组研究经过数年的发展,已经成为一项较为成熟的研究手段。该文对中药转录组研究概况进行了综述,比较了Roche公司的GS FLXTM平台和Illumina公司的HiSeqTM2000平台两大测序平台,介绍了中药转录组分析的流程,并以西洋参和金银花为例,阐述了中药转录组研究的特色。对传统中药进行高通量转录组研究,可以从整体水平上了解目标物种的功能基因概况,明确活性成分的代谢通路,为中药研究奠定分子生物学基础,为传统中医药理论提供现代生物学阐释。但是,目前的中药转录组研究仍面临着分子基础薄弱,测序投资成本高,分析人员紧缺等困难。未来,伴随测序技术的发展与完善,转录组与蛋白质组、代谢组等组学的联合应用,将为开创高通量筛选与高效率研发相结合的新型中药产业发展模式奠定坚实的基础。     

单克隆抗体在中草药研究中的应用前景

单克隆抗体技术作为一项成熟的生物学技术,在医学和生物学领域应用普遍,但在中草药研究领域中的应用国内鲜有报道。对单克隆抗体应用于中草药研究的可行性进行分析认为,中草药中的许多有效成分都可以通过杂交瘤技术得到其单克隆抗体。利用免疫学技术,单克隆抗体以其灵敏、精确、迅速和简便等特点,可用于药物原材料的分析、中草药有效成分的纯化以及药物分析方法的建立等诸多方面,可望在中药研究和加速中药现代化的进程中起重要的作用。     

中药分子鉴定发展中的若干问题探讨

中药分子鉴定已从实验室研究进入广泛应用阶段,但在其快速发展的同时也存在一些误区和问题。该文对中药分子鉴定使用原则、研究领域中的热点问题以及技术创新发展进行了深入探讨,提出中药分子鉴别技术应建立在科学、客观的基础上,遵循在一定系统学研究背景,采取个案分析原则建立分阶层的鉴定体系。在此基础上研发满足实际需要的分子鉴定技术,以达到快速、现场、高通量、低成本的中药鉴定目的,将实验室成果进一步转化,服务于中药产业。     

应用单细胞测序技术进行中医体质研究探讨

旨在阐述单细胞测序技术的优势,促进单细胞测序技术在中医体质研究中的应用。通过介绍单细胞测序技术概况及其在医药领域的应用,论述单细胞测序在中医体质学研究中的可应用方向。运用单细胞测序方法进行"体质可分""体病相关""体质可调"中医体质关键科学问题和"禀赋遗传"等中医体质基本原理的研究,拓展中医体质研究思路和方法,为探索中医体质理论的现代研究提供了新的支撑。加快传统中医药与现代生命科学技术的结合,有利于中医体质研究的发展进程。     

基于COI 条形码的鹿类中药材DNA 条形码分子鉴定

目的：利用COI 序列建立统一的鹿类药材分子鉴定方法。方法：对鹿茸、鹿角、鹿鞭、鹿筋、鹿尾、鹿胎分别进行DNA 提取、COI 序列扩增和序列测定,构建鹿类药材COI 序列数据库,并对市售鹿类药材进行调查分析。结果：所有鹿类药材均可以使用COI 通用引物进行PCR 扩增和测序;鹿类药材COI 序列数据库包含8 个物种101 份样品,物种之间相互区分明显;市售40 份药材中18 种为药典规定物种,22种为非药典规定物种。结论：COI 序列的DNA 条形码分子鉴定方法可以作为鹿类药材的统一鉴定方法,并为市售鹿类药材的鉴定提供科学依据。     

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??OBJECTIVE To develop a high throughput qualitative method to analyze 50 pigments in traditional Chinese medicine by UPLC/QTOF, and provide a strategy for screening of illegally traditional Chinese medicine. METHODS The analysis was carried on an Agilent Poroshell 120 EC-C₁₈ column with 0.1% formic acid solution-acetonitrile as mobile phase for detection of fat-soluble and alkaline pigments or with 10 mmol??L^-1 ammonium formate solution-acetonitrile as mobile phase for detection of acidic pigments respectively, both using gradient elution program at the flow rate of 0.4 mL??min^-1. Q-TOF-MS equipped with ESI ion source was performed in positive ionization mode for detection of fat-soluble and alkaline pigments and in negtive ionization mode for detection of acidic pigments respectively. Qualitative analysis was based on the comparison of the retention time, accurate mass, elemental compositions, and product ions with those of the reference standard. RESULTS The qualitative analysis method was established for detection of 50 pigments, using different medicinal parts of four representative traditional Chinese medicine for method verification. The detection limits for the 50 pigments were 0.008-9.2 mg??kg^-1. One to seven pigments were detected in 12 batches among 83 batches of 26 Traditional Chinese Medicine. CONCLUSION The established method has high throughput and is accurate, and it is suitable for rapid screening of illegally traditional Chinese medicine.     

光污染对大鼠卵巢MicroRNA的影响及滋阴补阳方序贯干预作用的研究＊

目的 探讨光污染大鼠、正常光照大鼠与滋阴补阳方序贯法干预后的大鼠卵巢的microRNA测序表达谱的差异情况。方法 将80只SD雌性大鼠随机分为对照组25只和造模组55只，对照组大鼠25只给予12/12h光/暗循环的光照条件，造模组大鼠55只给予24 h持续光照的条件，造模时间定为50天，剔除造模失败者5只，剩余造模大鼠随机分为模型组25只和实验组25只。对照组、模型组予以生理盐水灌胃，实验组予以滋阴补阳方序贯法。取三组大鼠卵巢，采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术进行测序，比较三组的microRNA表达差异。对差异表达的microRNA进行筛选，并进行GO和KEGG功能显著性富集分析。荧光定量RT-PCR对差异表达microRNA进行验证。结果 本研究发现光污染组和正常光照组组间呈显著性差异表达的16个已知的microRNA，其中5个microRNA表达上调，11个microRNA表达下调。光污染组和实验组组间呈显著性差异表达的4个已知的microRNA，其中3个microRNA表达上调，1个microRNA表达下调。GO分析显示差异表达的microRNA在富集的分子功能上多集中于生物调节、生长过程、分子的结合等方面，KEGG通路富集分析示，受microRNA调控的靶基因参与的这些通路中多集中于神经组织受体相互作用、癌症、雌激素、MAPK等相关信号通路。荧光定量RT-PCR结果示差异性 miRNA 的表达趋势与测序结果相一致。结论 差异表达的microRNA可能在光污染环境下对卵巢的生长发育具有重要的作用，滋阴补阳方序贯法可能通过这些相关信号通路作用于卵巢组织起到改善卵巢功能的作用。     

河南省中医药产业发展战略研究报告

目的：探索河南省中医药产业发展的战略性研究报告。方法：对河南省中医药产业中的中医药农业、中医药工业、中药养生保健产业、中医药商业、中医药文化产业发展进行调研分析,借鉴国内外省内外、产业发展的最新进展和发展得失。结果：形成河南省中医药发展的可行性研究报告。结论：中原经济区建设的良好机遇为河南省中医药产业的发展提供了良好的环境,河南省产业的良好发展需要中医药产业的参与和支持,河南省中医药产业将迎来广阔的发展空间。     

口咽部微生态环境与外感病中医证型的相关性研究

中医证型的客观化研究是中医现代化研究的重要方面。近年来研究表明,微生态学与中医学的某些理论在认识方法上存在统一性,运用微生态学的原理和方法研究中医证型的客观化指标,不但有助于中西医结合的发展,同时也为中医药学的现代化研究提供新的思路和方法。     

“中药组分”相关研究的发展现状分析及探讨

中药组分已经成为现代中药研究领域的一大热点,随之中药组分呈现出多样性与误识性发展趋势。对于一个现代化新产物的研究,应鼓励多元化的发展模式,但是对于中药组分概念错误认识是不应该出现的。该文通过分析中药组分的发展现状、引发的问题来对中药组分标准化进行探讨,目的是为了减少和避免再出现把非中药组分当作中药组分来研究的科研情况。     

生物芯片技术与中药作用机制研究的思路与方法

本文主要探讨了利用生物芯片与高通量筛选技术研究中药作用机制的思路和方法。用人类蛋白芯片和细胞芯片,研究确定中药成分作用的靶标;并用靶标分子提取、分离相应的中药药效成分;再用中药药效成分作用于带有靶标分子的细胞或相关机体,通过基因芯片和抗体芯片检测细胞基因谱表达活性、细胞表面分子和分泌分子表达活性或机体血清活性分子含量等,并通过高通量筛选系统分析并得出结论,从中药有效成分作用的靶标定位及其对细胞、器官、系统乃至机体不同层面的功能状态影响,研究中药的作用机制。