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麝香保心丸系统生物学研究进展

发布日期:2012-04-02来源:long8 龙8国际药业
本文发表于322日《中国医学论坛报》
 
相关背景
    系统生物学的概念和研究体系最早由美国霍德(Hood)教授提出,是以整体性和系统性研究为特征的一门科学,与中医“整体论”相一致。因此,一经提出,系统生物学就在中医药研究领域受到了广泛关注,成为当今中药研究的热点。系统生物学整体系统地研究中药复方配伍规律、作用效果及其作用机理,为解决长久以来困扰中医药研究的“黑箱”问题提供了契机,使我们有可能从分子水平阐明中医药的整体作用特点。
    麝香保心丸源于世界上第一部成方药典——900多年前的宋代著名方书《太平惠民和剂局方》所记载的苏合香丸。20世纪70年代,科研小组在苏合香丸基础上进行组方及剂型优化,历时10年,经过反复动物实验和临床研究,研制出新一代微粒丸制剂——麝香保心丸。2006年,麝香保心丸因独特的促血管新生作用获得首届中国中西医结合学会科学技术奖,同年被国家科学技术部和国家保密局认定为中药保密品种,处方和生产工艺受到国家最高保护。目前,麝香保心丸已在临床应用近30年,但因成分复杂,要完全清楚其整体作用机制难度较大。为解决这一难题,在国家“重大新药创制”科技重大专项支持下,上海第二军医大学与清华大学开展了麝香保心丸系统生物学研究(图),通过化学物质组学、代谢组学、基因组学、蛋白组学等方法,打破了“中成药成分不明确”的历史,揭示了麝香保心丸治疗心梗的作用机制,也为制定中药复方标准及深入开展系统生物学研究奠定了基础。
    目前,由复旦大学附属中山医院葛均波院士和华山医院范维琥教授牵头、全国100家三甲医院参与的随机、双盲、多中心、安慰剂平行对照研究也顺利开展,将对2700例患者进行临床观察,预期为评估麝香保心丸治疗慢性稳定性冠心病的疗效、安全性及对远期心血管事件的影响提供循证证据。
 
化学物质组学研究,破解成分密码
 
       物质基础研究
 
       在“十一五”国家科技重点支撑项目复方中药基础研究中,研究者采用经典柱色谱结合制备、半制备液相色谱等技术,对麝香保心丸及其麝香、牛黄及蟾酥等组成药材进行了系统分离和结构鉴定研究,共分离得到95种纯化合物,并鉴定了其化学结构,其中6种为新化合物。主要结构类型有人参皂苷、胆汁酸、强心甾、吲哚生物碱、有机酸酯等非挥发性组分和麝香酮类、香脂酸等挥发性组分(《上海医药》2008,8:364)。
 
       药代动力学研究
 
       既往研究显示,蟾酥具有类似洋地黄的减慢心率、增强心肌收缩力等作用,但是对蟾酥中5种主要成分进行药代动力学研究的结果发现,这些成分的半衰期均很短(1.75~3.85 小时),每天3次间隔服用在保持有效物质浓度的同时,不会因药物蓄积而产生不良反应《[色谱分析杂志》(JChromatogr B)2007,859:157]。
 
       在冠心病患者中进行的研究显示,连续6个月服用麝香保心丸后,患者血液及肝肾功能等各项指标未见异常,提示临床安全性良好《[中国中西医结合杂志》2008,28:399]。
 
       入血成分研究
 
       使用高效液相色谱—二极管阵列检测—质谱/质谱(HPLC-DAD-MS/MS)及气相色谱— 质谱(GC-MS)方法对麝香保心丸入血成分进行的深入研究鉴定了21个入血成分,包括17个原型成分和4个代谢物,揭示了麝香保心丸的药效物质基础,为进一步研究提供了依据《[生物医学色谱分析》(BiomedChromatogr) 2009, 23:1333]。
 
代谢组学研究,揭示麝香保心丸治疗心肌梗死机制
 
       第二军医大学张卫东教授等通过代谢组学方法对麝香保心丸治疗心肌梗死的机制进行了研究,结果显示,在分子水平上,麝香保心丸可逆转心肌梗死大鼠尿液中的大部分病理生物标志物水平,并通过调节紊乱的能量代谢途径逆转心肌梗死的病理过程。该项研究发表于《分子生物系统》(Mol Biosyst2011,7: 824)。
 
       研究通过结扎大鼠心脏冠状动脉左前降支构建心肌梗死模型,对所得数据进行代谢组学评价,代谢图谱偏最小二乘判别分析(PLS-DA)得分图分析结果显示,造模5小时后麝香保心丸组大鼠状态有趋向正常之势,治疗15天时,麝香保心丸治疗组与对照组有部分重合。 
 
       从研究结果所显示的麝香保心丸干扰心肌梗死后生物标志物的作用可以看出,麝香保心丸可逆转心肌梗死大鼠尿液中大部分生物标志物水平。其中,部分生物标志物水平可以被逆转至正常,包括肌酸、尿嘧啶核苷、谷氨酸盐、草酰琥珀酸和烟酰胺单核苷酸,而这些标志物均与心肌能量代谢相关,提示麝香保心丸可能通过抑制心肌缺血导致的能量代谢紊乱发挥治疗心肌梗死的作用。
 
基因组学研究,从基因水平揭示麝香保心丸干预心肌缺血机理
 
       在2011年4月召开的上海中西医结合医学国际学术会议上,清华大学罗国安教授介绍了其课题组通过基因组学方法对麝香保心丸干预心肌缺血作用机制进行研究的结果。在差异基因表达数目上,研究共筛查出34 个共性差异基因,其中麝香保心丸治疗组与对照组相比,有14个基因(主要与心肌能量代谢相关)的表达水平相反,提示麝香保心丸对此类基因的逆向表达作用明显。分子机制研究显示,心肌缺血后表达水平升高的基因在麝香保心丸干预后水平降低,而心肌缺血后表达水平降低的基因在麝香保心丸干预后水平升高,说明麝香保心丸有改善大鼠心肌缺血后差异基因表达的作用。
 
网络生物学研究,麝香保心丸引领中药复方研究
 
       2004 年,巴拉博斯(Barabaosi)等人提出了“网络生物学”的概念,认为可通过分析复杂网络成分的关系和特性获得对生物系统更多的认识。
 
       张卫东教授课题组通过生物网络分析方法对麝香保心丸活性成分群及作用机制进行了相关研究。研究首先构建了冠心病发病网络系统,建立了冠心病相关信号网络通路,共搜集相关蛋白411 个,与麝香保心丸中主要活性化合物进行反向对接,预测麝香保心丸作用靶点。该研究发现,麝香保心丸中的10 个药效成分可分别与多个冠心病相关蛋白结合,主要涉及细胞增殖和迁移、氧化应激、炎症、血管收缩、脂代谢及能量代谢,从分子水平阐明了麝香保心丸的多成分、多靶点、多途径作用机制,为评价其临床疗效与安全性提供了依据《[生物信息学简报》(Brief Bioinform)2009,10:1]。(文莹整理)
 
 

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