基因组学的研究内容精选(九篇)

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第1篇：基因组学的研究内容范文

关键词：基因组学；教学改革；教学思考；教学质量

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）48-0223-02

一、优化教学内容，重点突出

基因组学是伴随基因组计划诞生、研究基因组的结构、序列组成以及功能的一门学科，课程一般设在遗传学、分子生物学之后，而且部分内容出现了与遗传学、分子生物学内容相互交叉，甚至重复的现象[1-3]。这样在授课过程中就会出现学生厌学、课时紧的情况，为避免出现类似问题，在内容设计上笔者在总结多年授课经验及学习、吸收国内外教学经验的基础上，主要做到了以下几点：避免重复、重点突出、内容精练、提高兴趣、紧跟前沿。希望通过本课程的学习，既让学生掌握基因组学的基本知识体系，又不与前期所学的遗传学、分子生物学重复，同时又紧跟学科发展前沿，让学生了解最新的研究动态，培养解决问题、分析问题的综合能力。例如在所选的杨金水先生主编的《基因组学》教材中第1章基因组，其部分内容与生物化学和分子生物学相似，第2章遗传图绘制与遗传学部分内容重合，而第7、8、9章的内容又会在分子生物学中有所阐述。为了突出重点，减少学时，在授课过程中我们略讲、不讲或为了课程知识体系的完整和系统性，安排学生课下自学的处理方式。而第3、4、5、10、13是基因组学课程的特色内容，又紧跟时展前言，是本门课的重点内容，我们做到了在授课过程中精讲。通过内容选择大大提高了学生对本门课的学习兴趣，取得了较好的教学效果。

二、根据教学内容，合理运用教学方法

目前课堂教学还是学生获取知识的主要途径，因此我们在基因组学的授课过程中还是要遵循以多媒体课件讲授为主，并辅以板书讲解，在讲授过程中尽量多增加图例、动画等内容，使授课内容形象化，具有趣味性，以降低难度，增强可接受性。但针对不同章节的具体内容和特点，我们还是选用了特定的授课方法。比如第2章遗传图绘制，本章的部分内容在遗传学课有所涉及，相对比较容易，但为了保持和体现基因组学的知识网络体系的完整性，我们决定以学生自学为主。学生课下自学准备课件，课上抽取个别学生讲解，让学生在组织课件和讲解的过程中掌握内容，锻炼能力。再如第5章基因组序列注释，本章内容涉及许多生物信息学网站、软件的使用，如果只是理论讲授，既会感到枯燥，又会感到深奥难于理解。鉴于此特点，我们充分利用网络资源将课本内容通过在线操作和演练进行讲解，将课堂“搬到”实验室，充分利用实验室的网络资源和同学们自己手头的电脑，将教师自己科研中获得的基因序列当作素材，直接登录NCBI数据库进行在线分析，例如对基因的开放阅读框进行查找、基因的同源比对，利用GeneScan软件对基因进行搜寻，等等。这立刻增加了学生学习的趣味性，打破了课上只是揣摩教材文字意思的尴尬局面，降低了学习的难度，同时又将理论与科研实际联系了起来，大大提高了学生的学习兴趣，激发了学习热情，甚至有可能由此影响学生未来的发展方向。比如有的同学在成功进行了基因搜寻、开放阅读框查找、蛋白质结构域分析和练习了Genescan等几个软件之后，兴奋的说：“我以后要考生物信息学方向的研究生”。关于充分利用网络资源，增加学习资源和紧跟发展前沿的必要性，中国学者柏文琴等和美国学者A.Malcolm Campbell在基因组学的教学论文中也都有所阐述。这正说明了不同学者对依据教学内容合理选用教学方法观点的一致性[2，4]。

三、构建网络课堂，延伸学生的学习空间

大学课堂与中学课堂明显的区别是大学课堂有讲授内容多、信息量大、内容新颖、教材不唯一等特点。这就导致部分学生课上对个别内容理解不透、记忆不牢，而课下复习又无所依，课本上找不到相应内容，等等问题，使学生学习遇到了障碍[5]。为解决类似问题，我们及时构建网络课堂，建立基因组学课程网站，将课程简介、教学大纲、授课计划、课件及时上传。在网站中设立课程资源区、师生互动区、生物领域新进展介绍等不同栏目，让学生可随时上网查询课程相关资源，了解研究动态，将学生的学习空间延展到了课堂之外。这大大方便了学生的学习，增加了学生学习的自主性和灵活性，提高了学习效果。

四、改革考核方式，重在平时掌握落实

合理、科学的考核方式是教学质量保障和教学过程顺利进行的依据。目前闭卷考试还是我院课程考核的主要方式，该方式以学生最终记住了多少知识点为关键，常常造成有些同学考前临时突击、死记硬背知识点的情况，这样不利于学生平时对所学内容的学习和掌握，不利于能力的培养，主要表现在考试时基础知识题得分较高，理论联系实际、解决实际问题的题目得分较低。鉴于此，我们考虑到基因组学是专业选修课，在符合学校考试管理规定的前提下，对考核方式进行了大胆改革，取消了以前期末的闭卷考试考核方式，改为注重平时学习，期末以大论文的方式进行考查的考核方式。学生成绩由平时考勤、课堂表现、平时小作业、大作业以及期末大论文等几部分组成。把学生的学习中心转移到平时对所学知识的掌握和理解、消化的轨道上来。学生没有了期末的闭卷考试，学习压力显著降低，却大大提高了学生平时对基因组学课程的学习兴趣，表现在学生听课比较轻松、参与问题讨论的积极性较高、自己查阅资料解决问题的主动性增强，出现了期末学生对知识和问题的掌握程度反而比往届学生掌握程度较好的良好现象。

五、教学效果

从课上、课下学生的表现，平时作业的完成情况，期末大论文写作情况以及期末学生书面反馈结果来看，目前基因组学的教学改革是成功的。98%以上的学生对教学非常满意，现摘录学生反馈意见如下：学生1：“老师，我特喜欢你现在的讲课风格，主题清晰、思路明确、重点突出。”学生2：“老师的授课方式很不错，上课先讲重点知识，同学们能记住重点，防止在后面疲劳的时候学不进去，我们学得多，也不累。”学生3：“这书太厚了，但老师讲得很好，就应该平时多努力，不把宝压在期末考试。”师：“同学们，你们的满意是对老师是最大的鼓励，但我同时清楚的知道，这些都是老师应该做到的。”

六、存在的问题

虽然目前基因组学的教学改革看来是成功的，但还是存在一定的问题，分析起来主要有以下几点：（1）个别学生有点疲沓。通过三年的学习，学生对教师、同学很熟悉，有点放松自己，表现为个别学生上课有迟到的现象。（2）知难而退。部分学生开始学习有些不认真，随着内容的增多，部分内容不能很好的理解，出现了放弃听课学习的情况。

七、采取的措施

针对以上问题，采取措施如下：（1）好的措施要发扬，比如重点突出、精讲等。（2）多鼓励，给予学生希望，让他们重拾信心。（3）采取谈话或课下辅导的形式，帮助掉队的同学。（4）从思想上让学生认识到学生学习也是一种责任和义务。学生目前主要还是一位消费者，父母辛苦耕耘供着他们在学校深造，同时学生的学习也在消费同学们的青春，我们有义务对父母负责，有义务对自己负责。同时，青年学生是祖国的未来，我们今天有责任和义务努力学习，掌握专业知识，明天用自己的一技之长报效祖国，为祖国的明天负责。

总之，学生的意见和建议是教学改革的原动力，而教学改革的实施离不开教师的精心设计，二者的结合是教学改革成功的关键。

参考文献：

[1]刘志祥，徐刚标，曾超珍，王爱云，吴若炎.遗传学与基因组学整合课程探讨[J].遗传，2011，33（7）：801-806.

[2]柏文琴，郜刚.基因组学教学改革与实践[J].微生物学通报，2012，39（6）：848-852.

[3]赵阳，江海洋.后基因组时代农林院校基因组学教学改革探析[J].现代农业科技，2015，（3）：337-338.

第2篇：基因组学的研究内容范文

[摘要]21世纪是基因科学高度发展的世纪,针灸学可望在“后基因组时代”中发挥重要的作用。笔者认为针灸学在关键基因调控方面优势明显,针灸的作用机理研究可望通过借鉴基因科学的先进的理论与技术而有所突破,并借鉴针灸治疗溃疡性结肠炎的研究思路,提出了21世纪针灸学的研究思路与发展方向。

[主题词]针灸学;研究设计;基因组,人GeneScienceandAcupMoxibustionScienceofthe21thCenturyWuHuangan,ZhangBimeng,LiuHuirong(

ShanghaiMunicipalInstituteofAcupmoxibustionandMeridians,Shanghai200030)[Abstract]The21

thcenturywillbeacenturyofhighdegreeofdevelopmentingenescience.Acupmoxibustionsciencemay

playanimportantroleinthe“latergenometimes”.Theauthorsholdthatacupmoxibustionsciencehaso

bviousadvantagesinregulationofcriticalfunctionalgenes;studiesonmechanismsofacupunc

tureandmoxibustionmayhavesomebreakthroughbymeansofadvancedtheoriesandtechniqueso

fgenescience.Theyalsoputforwardresearchthinkinganddevelopmentdirectionofacup

moxibustionscienceinthe21thcenturybasedonthinkingofstudyontreatmentofulcer

ativecolitiswithacupunctureandmoxibustion.

[Keywords]AcupunctureMoxibustionScience;ResearchDesign;Genome,Human第一作者简介:吴焕淦,男,上海中医药大学教授、博士生导师,上海市针灸经络研究所副所长。

作为生命科学的重要组成部分,针灸学在现代化研究进程中,充分吸收、借鉴了生命科学领域的新思维、新理论、新技术,在针刺镇痛机理研究,经络、腧穴本质探讨方面取得了一系列进展,针灸与神经、内分泌、免疫系统相关性研究成果也已为医学界所认同。我们也意识到,有关针灸作用机理研究和其他与针灸学发展密切相关的问题,不是针灸学本身所能解决的,只有将其融入生命科学这一大环境中,针灸学才能获得进一步的发展。可以预测,在到来的21世纪里,生命科学必将获得空前的发展,“基因科学”将渗透到医学的各个领域,在新的“基因时代”里,针灸学将受到哪些影响,它的发展前景如何?我们应该如何把握这一发展时机等一系列相关问题,应引起每一位针灸工作者的足够重视。结合我们课题组在长期从事针灸免疫(包括分子免疫学)相关研究过程中所积累的一些经验,从以下几个方面提出一些初浅的看法。

1基因组学快速发展

自20世纪以来,生命科学获得了极大发展,特别是1953年DNA双螺旋结构的发现以及1985年Crick的遗传信息传递的中心法则的提出,更是极大地促进了基因组学的发展,从而引发了一场世界范围内的基因技术革命,它对整个社会的影响是巨大的,在工业、农业、环保、医药等方面显示出广阔的发展前景。基因组学的研究可分为两个阶段:一是以人类基因组DNA的全序列测定为标志的“结构基因组学”阶段。自美国从1990年启动人类基因组计划(HGP)以来,已经发展成为一个国际大协作项目,它的意义可与曼哈顿原子弹计划及阿波罗登月计划相媲美,但现阶段HGP的完成仅为今后全面认识人类基因组的功能提供了一个结构基础[1]。随之而来的是竞争更为激烈的“后基因组时代”,为了确保我国在未来的生命科学中占有重要地位,我国确立了从“功能基因组学”和“疾病基因组学”入手的研究策略,同时,也认识到人类基因组学的研究方法、研究内容与中医学的整体观、辨证观有许多相似之处,中医药(包括针灸)在这方面有巨大潜力。

2针灸学的优势

针灸是在中医的脏腑经脉等相关理论的指导下,通过针刺或艾灸来达到调整脏腑的阴阳气血、虚实正邪等,最终起到治疗作用。它擅长从整体上对人体进行调整,并可根据机体不同的功能状况,通过选用不同的穴位或采用不同的针刺手法来达到调整机体功能状态之目的。针灸学作为中医学的重要组成部分,其基本治疗思想是将疾病的病理过程作为一个整体,它通过影响多靶点和疾病过程的多个环节,从而激发机体自身内在的调整能力来达到治疗目的[2]。其整合作用不仅表现在影响疾病的病理过程,对体质改善也有作用,在解决疾病易感性方面优势明显。当前,人类的疾病由以感染和营养失调为主的单因素疾病转向以机体自身代谢和调控失常为主的多因素疾病,以对抗为主要特征的西医未能达到从根本上改变复杂的病理过程,难以遏止疾病的发展[3]。虽然基因科学带给医学的影响是巨大的,甚至被称为“基因科学导致医学革命”,许多科学家也提出可以用改变基因结构来治疗单基因疾病,但这只是理论上的设想,迄今为止,基因治疗尚不成熟,它的负面效应还不清楚[4]。况且,绝大多数发病率高、危害性大的疾病是多基因疾病,是有多个调控基因失常所致,因此,治疗策略应该是以修饰或调控基因表达与基因产物功能来达到治疗目的。在研究基因组过程中,认识到多种致病因素作用于人体,能否发病以及预后情况怎样,是疾病相关基因与内外环境相互作用的结果,外因是通过内因起作用的,并在此基础上提出了诊治的个体化等新的治疗观念,这与中医学(针灸学)的辨证论治观相一致。针灸学在整个发展过程,都贯穿着辨证论治思想,其以多环节、多靶点的整合调节为特点,在治疗与病种方面的优势依然明显。基因组学与中医针灸学在思维方法学上的趋近性,为两者在研究思路与研究方法的相互渗透提供了可能。

3基因芯片在针灸治疗溃疡性结肠炎作用机制研究中的应用

有关针灸作用机理的研究,古代及近代医家都作过探索,但基本上停留在以传统的中医理论进行阐述。近半个世纪以来,国内外学者在针灸作用机理研究,如针刺镇痛机理的研究,针刺对神经、免疫、内分泌系统调节的研究等方面,均作了大量细致而有意义的工作,并证实了针刺的确切疗效,但尚缺少被人们普遍接受的合理解释。针灸治疗溃疡性结肠炎临床与机理的系列研究所提供的研究思路,对我们颇有借鉴意义。溃疡性结肠炎(UlcerativeColitis,UC)属难治性疾病,病因涉及免疫系统、环境,以及尚未确定的慢性肠道炎症易感基因之间的相互作用。这些相互作用引起一系列级联改变,导致慢性肠道炎症、组织病变和疾病。我们的研究发现:隔药灸治疗UC不仅具有满意的近期疗效,也有一定的远期疗效,且副作用小[5]。有关隔药灸治疗UC的临床及作用机理的研究成果已得到学术界的广泛认同:(1)艾灸治疗溃疡性结肠炎的形态学研究(SCI收录)[5];(2)从细胞因子与基因调控探讨针灸治疗溃疡性结肠炎的机理(SCI收录)[6];(3)针灸治疗大鼠溃疡性结肠炎分子免疫学机理研究[7],发现隔药灸与电针能够上调溃疡性结肠炎大鼠结肠粘膜中IL1ramRNA表达,降低IL1βmRNA、IL6mRNA表达及iNOSmRNA的表达,从而有效地控制溃疡性结肠炎已启动的炎症和免疫级联反应[6、7]。上述研究成果为进一步从基因表达调控水平上研究UC提供了理论及实验基础,也为研究隔药灸调节相关基因表达及表达产物功能提供了重要依据。但这种只针对单基因的研究思路对揭示UC的发病本质存在一定的局限性,毕竟众多细胞因子之间及其与靶细胞之间是相互影响、相互作用的。

国外有研究选择性删除小鼠一个感兴趣的基因(或称为“敲除”)而产生慢性肠道炎症。特发性肠道炎症可以是免疫系统特异基因异常的结果,在这些有基因改变的动物,正常肠道菌群能诱发慢性肠道炎症。但对各种溃疡性结肠炎“敲除”突变体模型的思考,强烈支持环境(在这里指肠道菌群)可能与特异基因(特别是那些上调或下调免疫系统者)相互作用而引起溃疡性结肠炎的设想[8]。但无论在生理或病理条件下,在基因表达调控、机体免疫及细胞分化等重要生命活动中,并非每个基因都是单独的发挥作用,众多基因是作为一个统一的整体进行调节的。目前,国内尚缺乏全面、深入的相关研究,未能阐明溃疡性结肠炎的确切发病机理,这给有效的治疗该病带来了困难。因此,筛选在影响UC的多个环节上起作用的分子和起关键性调控作用的基因,从基因的整体调控水平来揭示溃疡性结肠炎的发病机制及针灸治疗的可能作用机制应是医学界所关注的问题。

借鉴生命科学领域先进的理论与方法,应用近几年发展起来的前沿生物技术―――基因芯片技术筛选出UC差异表达基因及隔药灸“天枢穴”治疗UC的反应性基因,并克隆部分未知基因全长cDNA,进行功能分析,初步建立“UC相关基因表达谱”,阐释UC的发生机制与隔药灸治疗UC的基因调控和功能修饰的机制,探讨能与隔药灸起反应的基因。这些基因可能是目前已知的与UC相关的基因,也可能是未知功能的基因,国内尚未对溃疡性结肠炎基因表达谱有一个全面的认识。因此,从整体水平出发来研究针灸的基因表达谱为最终揭示针灸的作用本质提供了可能,同时也为针灸的现代化研究提供了一种很好的思路。

自人类基因组计划实施以来,不仅给现代医药学带来新机遇,也为针灸学的发展带来了极好的契机。国内一些学者已注意到在“功能基因组”与“疾病基因组”的调控方面,针灸具有巨大的潜力,并且意识到如果在这方面的研究有所突破的话,将使我国在即将来临的“后基因组时代”处于国际领先地位[2,3]。在考虑将“功能基因组学”与针灸学结合起来进行研究时,不仅要严格遵循“功能基因组学”本身的研究规律,同时也要认识到针灸疗法本身的特点,选择针灸疗效显著的溃疡性结肠炎进行研究,因此,开展“UC隔药灸”基因表达谱的相关研究具有较高的理论与应用价值。

实践证明,针灸学只有采取中西医结合方式,运用先进的现代科学技术与手段,把中医基础理论的阐释、确切的临床疗效及其作用机理提供给人们,充分发挥其在调控基因功能方面的优势,才能在21世纪的生命科学研究中占有一席之地。有理由认为,只有充分地将针灸学的特色融入到生命科学的领域中,将宏观现象的研究与微观机理的研究紧密结合起来,针灸学才能在当今迅速发展的生命科学里得到丰富和发展。相信,针灸学必将在21世纪里大放光彩。

4参考文献

1吴.发展基因组学和生物信息学刻不容缓.中国医学科学院学报,2000;22(1):1

2洪净.中医药防治疾病的优势与学术发展切入点的探讨.中医杂志,2000;41(12):751

3李扬.流行病学模式的转变.国外医学社会医学分册,1998;15(3):97

4沈自尹.基因科学和21世纪中医药学的走向.上海中医药杂志,2000;4(10):7

5WuHuangan,ZhouLibin,etal.MorphologicalStudyonColonic

PathologyinUlcerativeColitisTreatedbyMoxibustion.Treatment.WorldJournalofGastroenterology,2000;9(6):861

6吴焕淦,等.针灸治疗大鼠溃疡性结肠炎细胞因子基因表达的探讨.世界华人消化杂志,1998;6(10):853

7WuHuangan,etal.TheMechanismofiNOSGeneModulationon

第3篇：基因组学的研究内容范文

[基金项目] 国家自然科学基金面上项目（30873291，81273816）

[通信作者] *李劲平，副教授，硕士生导师，主要从事中药防治老年病研究，Tel：（0731）82650340，E-mail：

[摘要] 该文提出了多维组学新概念，指出多维组学是研究中药复方药效物质基础与机制研究的恰当方法。以壮骨止痛胶囊抗实验性绝经后骨质疏松作用为例，从中药化学组学、基因转录组学、蛋白质组学等三维组学角度，较系统地阐明了壮骨止痛胶囊防治绝经后骨质疏松的药效物质与作用机制，同时，创造性地设计了一个三维表格直观地展现三维组学研究结果。该研究为中药复方药效物质和作用机制研究提供了一种新的思考方式和解决方案。

[关键词] 多维组学；中药复方；物质基础；机制研究；壮骨止痛胶囊

自然科学发展到20世纪末，随着人类基因组计划（HGP）的实施和完成，一种宏观的、系统的研究思维和研究方法涌现出来了，这就是各类组学（omics）技术。它们包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢物组学、细胞因子组学等，同时在中药化学与药效学研究中出现了中药化学组学新概念。各类组学技术的出现，对于加速疾病的病理机制和药物作用机制研究进程起了巨大推动作用。

中药的药效物质和作用机制研究是中药现代化的重要研究内容，但是，由于中药固有的多成分、多靶点、多效应、多环节作用特点，使得中药药效物质和作用机制研究面临非常大的挑战。现在大多数学者从中药的某一成分或某一作用的角度进行研究，虽然也取得了一些成果，但离真正阐明中药药效物质和作用机制相距甚远。为探索一种新型的、适用于复方中药药效物质和作用机制研究的新思路，本课题组以多维组学（multidimensional omics）探讨壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松症的药效物质和作用机制，取得了预期的研究成果。

1 多维组学的概念

多维组学（multidimensional omics）是指综合应用多种组学方法，通过分析各类组学研究结果之间的内在关系，从多个维度阐明疾病或药物的作用机制。单个组学是一种小系统思维，而多维组学是一种大系统思维，多维组学比单个组学更适合于中药药效物质和作用机制研究。可用于中药作用机制研究的多维组学包括中药化学组学、基因转录组学、蛋白质组学和代谢物组学等。

2 中药复方研究的基本科学问题

多成分、多途径、多靶点、多效性是中药复方的作用特点，中药复方药理研究必需揭开2个黑箱才能真正阐明了中药的药理作用机制。

第1个黑箱是中药复方的药效成分是什么？长期以来，进行中药复方药理研究时对这方面的研究报道非常少，而大量的文献报道集中在中药复方化学成分研究，而和复方药理几乎没有联系。没有阐明药效物质的中药药理不能成为完整意义上的药理研究。上述现象的出现可能与认识上的误区有关，重视中药对机体的病理生理过程的调节，而轻视产生这种调节作用的物质基础研究，同时也可能与研究者的知识背景有关系。目前存在2种解决方法：①先从中药中分离化学单体，再通过药效实验确认其药效，这种方法在前期分离化学单体方面存在非常大的盲目性；②从化学生物学出发，先筛选复方的有效部位群，然后用高效活性筛选方法筛到一些潜在药效成分，再通过药效实验确认其药效，这种方法的盲目性大大降低，针对性大大提高。通过学者们的努力，目前已初步建立了一些“中药化学组学”研究方法如活性导向分离方法[1]、高通量筛选方法[2]、血清药化学法[3]、肠内菌代谢法[4]、肠吸收法[5]、生物色谱法[6-7]、代谢物组学法[8]等。

第2个黑箱是中药复方中含有众多的效应成分，那么，这些效应成分如何调节相关疾病的病理生理过程发挥疗效？中药复方药效成分的多成分是中药复方多途径、多靶点、多效性药理作用特点的物质基础。中药复方多成分、多途径、多靶点、多效性正好对应疾病的多环节、多靶点病理生理特点发挥作用。中药复方的这种作用特点正是中药复方治疗许多复杂疾病获得良效的奥妙所在，但同时也使研究其药理作用机制时遇到很大困难，面对众多的药理指标不知从何处着手研究。因此，必需寻找一种与中药复方作用特点相适应的研究方法，该类研究方法必需具有前瞻性和高通量等特点。基因转录组学、蛋白质组学和代谢物组学等组学则从系统的角度同时对大量基因、蛋白及代谢物进行检测，属于一种系统的解决方法，疾病或药效的任何变化都会在基因组、蛋白质组和代谢物组3个层面表现出来，这几种组学技术同时具有前瞻性和高通量性质，非常适合用于中药复方药理作用机制研究。

综上所述，中药复方作用机制研究应包含两方面的研究，即中药复方的药效物质研究和中药复方药理作用机制研究。由于中药复方的复杂非线性作用特点，采用常规的一维研究方法在研究中遇到很大困难，而采用非线性的“多维组学”研究方法则相对容易。

3 壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松作用的三维组学分析

3.1 壮骨止痛胶囊治疗绝经后骨质疏松症的药效学基础 本课题组在古方补骨脂丸基础上结合多年临床用药经验研制成壮骨止痛胶囊，全方由补骨脂、羊藿、枸杞、骨碎补、牛膝等7味药物组成，功能补益肝肾、壮骨止痛。经过长期的临床应用证实其治疗绝经后骨质疏松症有良好的临床疗效，并已获得国家新药证书（国药证字[Z20050125]）。经过一系列动物实验和临床实验表明，壮骨止痛胶囊能显著提高去卵巢模型大鼠的骨密度，逆转骨代谢的高转换状态[9]，调节钙磷相关激素和细胞因子[10-11]，改善骨的生物力学性能[12]，延缓骨质疏松症的病理形态学改变[9，13]，对治疗骨质疏松症有良好的疗效。虽然药效学实验充分阐明了壮骨止痛胶囊治疗绝经后骨质疏松症的药效作用，但不清楚壮骨止痛胶囊治疗骨质疏松症的深层次药理作用机制和药效物质基础。

3.2 壮骨止痛胶囊药效物质基础分析 从壮骨止痛胶囊的干浸膏开始，分别用极性由小到大的溶剂石油醚、乙酸乙酯、无水乙醇、水依次进行提取，然后利用去卵巢骨质疏松模型大鼠筛选有效部位，结果表明其石油醚部位和无水乙醇部位为壮骨止痛胶囊的有效部位。然后，通过在体清醒大鼠肠襻吸收实验对无水乙醇部位进行活性成分筛选，通过HPLC比较给药后1，2，3 h不同时点胃肠道中的剩余药量，在HPLC图谱中产生差异的色谱峰即为潜在药效物质峰。再通过萃取、柱色谱分离等技术分离差异峰物质，经药效学筛选后将有效成分经过UV，IR，NMR，MS等鉴定结构。结果从无水乙醇部位分离得到羊藿苷、杯苋甾酮、柚皮苷、朝藿定B等有效成分[14-15]。由于石油醚部位物质的极性太小，很难得到分离度满意的HPLC图谱，因此，石油醚部位采用传统的分离方法进行了艰巨的分离工作，经药效学筛选后，最后得到补骨脂素、异补骨脂素、补骨脂定和齐墩果酸等有效成分[16]。至此，基本研究清楚了壮骨止痛胶囊治疗绝经后骨质疏松的中药化学组学基础。

3.3 壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松的转录基因组学分析 在基本研究清楚了壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松的化学组学基础上，接着研究了全方、有效部位和部分有效成分抗绝经后骨质疏松的基因转录组学。结果表明，绝经后骨质疏松大鼠股骨有532个基因表达发生了变化，全方对于骨质疏松模型大鼠股骨的126个表达发生改变的基因均有不同程度的调节作用，这些基因中已知功能的有45个基因，其余81个基因的功能尚不清楚[17]。将这45个基因根据其功能分为细胞保护基因、能量代谢基因、无机离子代谢基因、信号传导基因、细胞结构基因、基因表达相关基因、免疫相关基因、脂代谢基因、细胞损伤修复基因、胞外基质代谢基因等10个功能类群（表1）。与无水乙醇部位比较，石油醚部位主要侧重于对能量代谢基因具有调节作用。与石油醚部位相比，无水乙醇部位主要侧重调节控制基因表达的基因、信号传导基因及胞外基质代谢基因。羊藿苷主要对细胞保护基因和能量代谢基因具有调节作用[18-19]。从转录基因组学分析表明随着化学组学的变化，转录组学随之发生相应的变化，并且，壮骨止痛胶囊各化学组对基因转录组的调节各有侧重。

3.4 壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松的蛋白质组学分析 在研究转录基因组学的同时，课题组研究了壮骨止痛胶囊全方、有效部位和部分有效成分抗绝经后骨质疏松作用的蛋白质组学。结果表明，全方对于骨质疏松模型大鼠股骨的32个蛋白具有调节作用，通过质谱鉴定了其中的21个蛋白[20-21]。这些蛋白分别涉及骨细胞的细胞保护、能量代谢、细胞信号传导、免疫、无机离子代谢、细胞损伤修复、细胞凋亡、细胞迁移等8个方面功能。与无水乙醇部位相比，石油醚部位侧重于对能量代谢相关蛋白的调节。与石油醚部位比较，无水乙醇部位侧重于对细胞信号传导、细胞凋亡、细胞迁移等相关蛋白的调节。羊藿苷调节的蛋白涉及细胞保护、能量代谢、信号传导、细胞凋亡、细胞迁移等方面。蛋白质组学分析结果表明随着化学组学的变化，蛋白质组学也随之发生相应的变化，并且，壮骨止痛胶囊各化学组对蛋白质组学的调节各有侧重。

3.5 壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松的三维组学综合分析 怎样在同一张表格中表现三维及三维以上的组学结果是一个值得探讨的问题，合理的表格设计可以直观地反映各组学研究结果之间的相互关系。本文设计了一种三维表格（表1），各维组学结果集中展现在表格的中间区，中药化学组学作为自变量安排在表格的横列，其他组学作为因变量安排在纵列，在每一个自变量下按一定顺序安排相应因变量，这样便于比较各组学随化学组学而变化的情况。

通过对三维表的分析，发现如下特点：①壮骨止痛胶囊各化学组除了调节共同的基因和蛋白外，每个化学组对基因组和蛋白质组的调节均各有侧重。如石油醚部位侧重对能量代谢基因和蛋白的调节，无水乙醇部位侧重对信胞信号传导相关基因和蛋白的调节，羊藿苷侧重于对能量代谢相关基因和蛋白的调节。②转录基因组学研究结果与蛋白质组学研究结果在功能上具有显著相关，但是，除少数基因与蛋白一一对应外，绝大多数基因和蛋白并非存在一一对应的关系。由于基因组学和蛋白质组学2种组学的灵敏度不一致，以及从基因表达到蛋白翻译过程的影响因素太复杂，因此，出现基因组学结果不能与蛋白质组学结果一一对应的现象。另外，基因组学中有大量基因表达已发生变化，但其变化值尚未超过分析规定的阈值。但是，从功能区划来说，2种组学的研究结果是一致的，这也说明很有必要从多维组学角度进行中药物质基础和作用机制研究。③蛋白质组学显示了一些基因组学没有显示的功能变化，如与细胞迁移相关的Myosin light chain 3蛋白在基因组学中没有反映出变化，而细胞迁移与破骨细胞的溶骨活动和成骨细胞的成骨活动密切相关，这也更进一步表明从多维组学研究中药复方药理作用机制的必要性。

从壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松作用的三维组学研究分析可见，对于中药复方的作用机制研究，不能仅仅从单一的复方和单一的组学进行研究，而应从复方、有效部位、有效成分等多层次化学组学，以及基因转录组学、蛋白质组学、代谢物组学等多层次生物组学出发进行研究，才能阐明化学组学与多个生物组学之间的内在变化规律。

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第4篇：基因组学的研究内容范文

生命科学是21世纪的前沿学科，随着人类基因组研究计划的完成，人类更壮观的生命科学时代已向我们走来。针灸学是生命科学的分支学科之一，针灸学研究不仅是针灸学的，更是生命科学研究的一个重要组成部分[1]，所有适合生命科学研究的理论、技术与方法，都同样适合针灸学研究。

1 生命科学与针灸学

针灸通过调整脏腑的阴阳气血、虚实正邪等达到治疗作用。它将疾病的病理过程作为一个整体，根据机体不同状况，选用不同穴位和不同针刺手法，影响多靶点和疾病过程的多个环节，激发机体自身内在的调整能力达到治疗目的[2]。其整合作用不仅表现在影响疾病的病理过程，对体质改善也有作用，在解决疾病易感性方面优势明显。当前，人类的疾病已由以感染和营养失调为主的单因素疾病转向以机体自身代谢和调控失常为主的多因素疾病[3]，以多环节、多靶点的整合调节为特点的针灸学，具有发展的独特优势。　现代生命科学对生命层次的整体性认识及各层次间的功能网络联系理解，与中医整体观是不谋而合的，在思维模式上有许多相似之处，不同的是表述方式和研究层次的差异。引入生命科学技术研究针灸既不会脱离中医整体观念等基础理论，而且还会使针灸研究更加客观化、定量化，使针灸的抽象思维建立在科学实验的基础之上。针灸学的任务是应用针灸的方法探索生命科学并在临床上应用其成果。利用多学科交叉的理论与技术优势研究针灸学，必将为解决当代生命科学重大问题做出突破性贡献。

针灸作用涉及到神经、内分泌、免疫等多种调节系统的相互作用，不同针刺条件可能会产生不同疗效，传统方法无法同时了解不同系统间动态作用，针灸的研究总是难以深入发展[4]。针灸刺激可以引起人体各系统生理、生化水平上的多项指标的同步变化，失去了它治疗某种疾病机制上的相对特异性，难以取得突破性进展；针灸对某些基因表达具有一定调控作用，但针灸的调控无靶基因，且不清楚针灸对结构基因的功能有无调控；某些研究结果不能很好的指导临床。

人类基因组计划的突破，成为分子水平上理解机体器官以及分析与操纵分子DNA的又一里程碑，与之相发展并衍生一系列现代生物技术前沿：基因组学技术、生物芯片技术、蛋白质组学技术和生物信息技术[5]。生命科学的发展从形态分类到细胞生物、分子生物。从研究方法途径来说，解剖学、细胞学、分子生物学互相渗透结合在一起，如果针灸不在细胞层次、分子层次、结构与功能关系层次、信号传递与效应层次、基因型与表现型层次上进行学科交叉，吸收最新观念、方法、技术，就会被淘汰。

2 生命科学技术的应用与针灸学研究

针灸研究吸收、借鉴现代生命科学的新成果，可使针灸疗法更加科学化，现代生命科学的发展为针灸现代化提供了千载难逢的良机。针灸临床和基础研究的成果已经并将继续为充实生命科学提供客观资料，为进一步探索生命科学开辟新的思路。经络现象、腧穴功能、经穴-脏腑相关、针灸调节作用及机制、针刺麻醉和针刺镇痛原理等研究结果，涉及到不少目前尚未能被生命科学解释的问题。

基因组学从分子水平辩证地研究整体的功能和联系，它从细胞超微结构及分子相互作用阐述了生命的物质基础，再经综合分析，用现代系统论、控制论、信息论和协调论等学说，把“孤立”的物质与组成整体的所有器官联系在一起，把局部的作用和整体的健康状况联系在一起。基因组学研究充分认识到基因之间相互联系的复杂性，反映出基因组学与中医(针灸)学在思维方法学上的趋近性，显示出研究思路与方法相互渗透的可能性。许多学者着手于研究针刺对早期基因家族、神经肽、神经递质、激素及其相关受体的影响及基因技术在针灸基础研究中的应用，发现针灸可能对某些疾病或病理现象具有一些基因水平的调节作用。我们应当从调控基因的功能着手治疗疾病，进行针灸的多环节、多靶点的调节作用研究[6]。

生物芯片技术的发展不仅为生命科学的诸多领域研究带来一场革命，而且给我国新药的研究和开发以及中医药现代化带来了一次新的契机。基因芯片中的DNA微阵列可同时对大量基因的表达水平、突变和多态性进行快速准确的检测，观察针灸作用后大量基因表达改变的情况，不仅使我们能够了解到各种基因表达的变化情况，而且能够对基因间相互作用的关系和调控的渠道有初步的了解，有利于研究针灸这种全方位、多靶点作用的整体治疗方法及治疗过程中复杂的基因表达调控机制。抑制削减杂交技术是通过自身前后所提取的cDNA杂交，抑制并扣除其表达相同的非目的基因，而显示出两者表达有差异的目的基因。对于研究针灸这类作用靶点广泛，涉及大量未知基因表达的研究特别有用，对研究针灸的分子疗效及基因表达调控机制有重要意义。

蛋白质组学是对机体或组织或细胞的全部蛋白质的表达和功能模式进行研究，能清楚地表述细胞或组织或机体在特定时间和空间上表达的所有蛋白质。中医认为，疾病的发生主要是人体整体功能的失调，证候是疾病发展过程中某一阶段的病机概括。证候既然是有规律的病理表现，就必然有其物质基础支配机制。中医证的本质是细胞内基因诱生性表达的细胞因子，证的基本发病机制是由于细胞因子网络功能紊乱的结果[7-8]。细胞因子的本质是多肽，即蛋白质组研究的主要内容之一。从蛋白质水平可以反映细胞或组织特异性表型和表达模式，与临床症状和体征有必然内在联系。针灸作用突出的是多层次、多脏器、多水平调理过程，与整体和全局为出发点的蛋白质组学有着天然的亲和性。双向电泳、色谱、蛋白质芯片及质谱分析等技术为蛋白质组学研究针灸提供支持。生物体在生长、发育和适应环境的过程中蛋白质始终处于动态的变化过程，采用对基因组的表达产物-全套蛋白质的研究对于针灸现代化具有重要的意义。针灸发挥作用的基本环节是效应物质与生命分子之间的直接或间接的相互作用。针灸效应必然会引起从遗传信息到整体功能实现中的分子、细胞、器官、整体多个层面的结构与功能状态的改变。虽然决定这些结构与功能的基础是基因，但其直接的决定因素主要是基因翻译后的蛋白质。以蛋白质表达为指标，采用蛋白质组相关分析技术，以蛋白质调控改变和功能修饰为研究方向，比较分析针灸前后组织、细胞的蛋白质组，进行针灸效应的多环节、多靶点调整作用的研究，使我们能在分子水平了解针灸的作用靶点及方式、代谢途径，有可能对针灸作用机理取得突破性进展；研究针灸对蛋白质表达谱的影响，依据针灸经典处方中不同穴位对应基因及蛋白表达点以及表达量，与穴位配伍及刺激参数相关联，分析处方组成中各穴位间的密切关系，阐明针灸处方的组成原理；确定针灸不同经脉对应基因及蛋白表达靶点，并根据表达量的多少与对应脏腑相关联，同时分析不同经脉对应基因及蛋白靶点之间的相互作用，探讨经脉-脏腑相关。

生物信息学是在人类基因组计划研究中面对巨大且具有高度复杂性的生物数据的管理和分析需要而产生和发展起来的一门新兴学科[9]。以生物信息学的有关理论与方法作为桥梁，将生命科学中最前沿、最热点的研究与中医针灸联系起来，以信息、系统的观点切入针灸研究，有助于深入了解以整体观、辨证论治、辨经论治为核心的针灸疗法。将诊断、辨证和治疗的各种数据集中起来，借鉴当代生物信息技术，充分利用国内外现有的文献信息资源，建立各专业及相关的数据库，可逐步达到文献和信息的数字化。通过对数据进行整理、完善和提高，以及与国际相关数据库信息网的连接，高效地获得大量有用的信息，从多层次信息中发掘中医针灸的科学内涵。

3 结语

21世纪是信息时代，以生物信息技术为桥梁的综合研究很可能是针灸现代化研究的突破口。基因组和蛋白质组研究与生物信息学技术互相推动，并行发展。近年来，强调整体思维模式的中医学正逐渐受到世界医学界的重新认识和再评价，高通量、大规模平行性研究方法如生物芯片、大规模筛查系统和生物信息学等，为研究中医药基本理论提供了新的思路和方法。而充分运用基因组、蛋白质组、生物信息学等现代先进科技手段来分析针灸效应，以“国际通用的医学语言”阐明针灸效应及作用原理对针灸现代化研究具有重要意义。尽管我国在针灸临床研究上取得了许多重要的成果，但由于方法学上存在着某些不够规范的地方，限制了世界医学科学界对它的进一步认同，对生命科学技术在针灸学研究中的应用进行深入探讨非常必要。

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第5篇：基因组学的研究内容范文

从个体化医疗到精准医学

随着医学科学和基因组学、代谢组学等的发展，感到以上这些还不够，于是2011年11月美国医学院提出了“迈向精准医学”的报告，阐述了精准医学的概念。就是在疾病新分类基础上循病施治，创建适用于生物医学研究和疾病新分类的知识网络，使患者得到最合理的治疗。实际上，精准医学是根据患者不同的基因型、代谢状态、生活方式（包括膳食、运动、吸烟等）、心理精神情况及环境，制定出最合理的治疗及预防方案。

此时已经发现了某些肺癌的基因突变而创造出一些靶向性的治疗药物，而提高了疗效。对某些携带BCR-ABL融合基因的慢性髓性白血病患者发明了伊马替尼治疗。对某些胃肠道基质性肿瘤发明了拉美替尼治疗等。这些发明使原来的不治之症有了希望。

2013年发生一件事更使V大群众震惊。美国著名影星安吉丽娜・朱莉外表健康，但因其母亲46岁就患卵巢癌，后又患乳腺癌，于56岁去世，其他亲戚也有类似情况，故去做了基因测序，发现了BRCA-1基因有突变。一般美国妇女乳腺癌的患病率为12%，有此突变者诊断为罕见的单基因遗传病――遗传性乳腺癌卵巢癌综合征，此病的乳腺癌患病率达87%。故她决定作了双侧乳腺预防性切除，保留了皮肤，几个月后用假体充填，使外观正常，以后她又切除了卵巢。她患乳腺癌的风险由87%降到5%。她自己写文章给《纽约时报》，传至全球，影响很大，使美国妇女做基因测序者增加了2～3倍。这虽然不是一个精准治疗的例子，但对于预防医学是一个新课题。

精准医学：医学发展的必然

这些医学上的进展使美国总统奥巴马于2015年1月的新年国情咨文中宣布启动“精准医学计划”，拨款2.15亿美元，交美国国立卫生研究院牵头，以加速精准医学的研究。计划分为两部分，首先是癌症临床试验研究，主要方向为癌症的靶向治疗。以后是全美国的大型人群队列研究，预期征集100万美国人的各种资料，进行长期前瞻性随访研究。包括各种疾病如糖尿病、心血管病及上述的罕见病等。这远期计划十分巨大，预计要许多年才能完成。此计划于2016年正式行动，已有些结果。如根据BRAF、EGFR及ALK基因的有关突变来把黑色素瘤及肺癌进行分型。正在对此研制靶向药物。

我国科技部于2016年3月8日了国家重点研发计划“精准医学研究”等重点专项的指南，提出以我国常见高发、危害重大的疾病及若干相对较多的罕见病为切入点，构建百万人的自然人群健康队列及重大疾病队列，建立大数据共享平台等。如此大的计划恐怕要相当长时间才能有结果。

我们要明确，虽然以上举的例子大多与基因有关，但精准医学决不仅仅是基因组学的研究，还应该包括目前已知的全身健康监测指标、性别、种族、环境、生活方式、生物学，以及心理、精神状态等。尤其要重视这些内容之间的相互影响及关系，因此是十分复杂的。

精准医学的研究与基因组学、代谢组学、微生物组学、蛋白组学等的发展分不开，而且要动用大数据分析。当然，在收集这上百万人的大数据时，还必须考虑个人隐私的保密、伦理和道德等问题，要加以解决。

第6篇：基因组学的研究内容范文

人类基因组计划自20世纪90年代初开展以来，取得了许多重要的研究进展，获得了包括人类、水稻、拟南芥等多种模式生物在内的基因组DNA的全序列［1－4］，这对生命科学的发展具有划时代的意义，生命科学从此进入了后基因组时代。

然而，这些令人振奋的进展也随之产生了新问题，由基因编码的蛋白质与基因本身不同，其在生物体内的表达和功能具有复杂的动态性、时空性，以及1个基因对应多个蛋白质，即mRNA与蛋白质之间并非简单的一一对应关系，蛋白质的结构也不可能依靠DNA序列来解析。大量的新基因及蛋白质数据不断涌现，就需要重新认识这些基因与其所编码的蛋白质的结构及它们所执行的功能等，从而将各个蛋白质之间的上、下游关系和相互作用解释清楚。此外，蛋白质在生物体合成之后，对于蛋白质翻译后加工、修饰、蛋白质之间的相互作用、功能以及其运输、在生物体的组织和细胞定位、蛋白质结构的形成、代谢途径等都无法从基因组水平的研究上进行解释。所以，直接在蛋白质水平上的研究对于深入剖析生物体的运行机制具有重要的意义［5］。

在这个研究背景下，1994年MarcWilkins在意大利的二维凝胶电泳（Two－dimensionalgelelectrophoresis，2－DE）会议上首次提出了蛋白质组（Proteome）的概念［6］。它是指生物体的全部蛋白质组成及其表达方式。蛋白质组研究目前虽然尚处于起始阶段，但已经获得了很多重要的研究成果。当今蛋白质组学的主要任务是不断完善和更新蛋白质组研究技术和手段，大量进行蛋白质分析。在植物病理学的应用研究中，可以通过比较正常组织和疾病组织的蛋白质表达情况，鉴定出特异的病程相关蛋白质，而这些特异蛋白质也可以作标记来辅助选育抗病品种，从而将其应用于农业生产实践［7］。

1蛋白质组学研究手段

目前，蛋白质组的研究内容主要分2个方面。

一方面，通过双向电泳技术获得正常（健康）生理条件下的生物体、组织或某些特定细胞的蛋白质组电泳图谱，并将这些图谱数据作为待检测生物体、组织或某些特定细胞的参考电泳图谱。另一方面则是比较在非正常（疾病）生理条件下生物体蛋白质组所发生的变化。如蛋白质表达量的变化、组织表达特异性的变化、蛋白质翻译后修饰的变化以及在细胞或亚细胞水平上的定位变化等。通过对双向电泳图谱上具有显著差异表达的蛋白质的分析鉴定，可以对编码该蛋白质的基因进行研究，延伸对该基因功能及结构的了解，也可以为功能蛋白质组学的研究提供参考，甚至发现新的基因和蛋白质，完善已有基因组和蛋白质组数据库等［8］。目前，蛋白质组学的主要研究技术包括3个方面，即包括蛋白质的分离、鉴定技术和生物信息学技术。

1．1蛋白质分离技术

双向电泳技术作为目前蛋白质组学中应用最为广泛的实验技术，它具有实验流程成熟、分辨率高、重复性好的特点，是一种成熟的蛋白质组学研究技术［9］。双向电泳的基本原理是，根据所有蛋白质的等电点和分子量大小，进行2次电泳将其分离。双向电泳的第一向是等电聚焦（Isoelectricfocusing，IEF），即按照蛋白质的等电点进行分离，分为固相化pH梯度等电聚焦和载体两性电解质pH梯度等电聚焦2种，目前广泛采用预制胶条进行固相化pH梯度等电聚焦［10］。第二向是SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS－PAGE），即对蛋白质分子量的大小进行分离，一般采用垂直电泳或水平电泳。由于双向电泳利用了蛋白质的两个彼此不相关的而对蛋白质的性状又极其重要性质对其进行有效分离，因此该方法具有较高的分辨率，一般能分辨出2000个左右蛋白质点，最高可以达到11000个蛋白质点的分辨率［11］。

近年来，随着生命科学的不断发展，越来越多的交叉学科和实验技术也随之出现，如一些新的蛋白质分离方法，亲和色谱、多维色谱毛细管电泳等。这些新技术虽然不能完全代替双向电泳技术，但可以在一定程度上弥补双向电泳的一些不足。从目前的发展趋势来看，液相色谱－质谱联用已经成为发展较快的蛋白质组学分离技术之一，并越来越受到蛋白质组学研究者的关注。该技术最突出的优势是对生物体蛋白质组进行分析时的歧视效应大大减小，该技术可以同时实现蛋白质的分离和鉴定的在线联用，因此，液－质联用技术的发展有利于蛋白质组研究向高通量化和自动化的方向发展［12］。

然而，双向电泳技术作为最成熟的蛋白质组学研究方法，可以既快又全面地获取生物体蛋白质组变化的宏观信息，同时也可以较好地与后续的分析方法串联，从而有效地进行微观分析，并且该方法有很好的分离能力，分辨率较高，还具有一定的高通量优势［13］，因此，目前双向电泳技术仍然是蛋白质组学的核心技术之一。

1．2质谱技术

利用质谱技术对已通过双向电泳等技术分离的蛋白质进行鉴定是蛋白质组学研究中的关键步骤。20世纪80年代末，日本科学家田中耕一和美国科学家JohnBFenn分别开发出基质辅助激光解吸电离技术（matrixassistedlaserdesorptionionization，MALDI）［14］和电喷雾电离（electrosprayionization，ESI）［15］2种软电离技术，推动了生物质谱（Bio－MS）的发展，使传统的主要应用于微观物质研究的质谱技术的应用性发生了巨大的变革［13］。MALDI，ESI－MS等技术的出现促使双向电泳向与质谱兼容的方向发展，也推动了质谱仪的核心装置即质量分析器的改进，使生物质谱技术更有效地应用于蛋白质组的研究领域。用于蛋白质组研究的质谱分析仪有飞行时间、四极离子阱、傅立叶变换离子回旋共振、四极杆等几种选择［13］。生物质谱主要通过对蛋白质、多肽等的质量测定以及肽质量指纹图谱测定和氨基酸序列测定，对双向电泳技术分离的蛋白质点的定量蛋白质组进行分析、鉴定、蛋白质的翻译后加工、修饰以及蛋白质相互作用等研究。

目前，生物质谱被认为是高通量、高效进行蛋白质鉴定的首选工具之一，它与很多分离方法进行了有机的结合，并得到了广泛的应用，如与双向电泳、CE、多维色谱的联用或质谱本身的联用等，是复杂蛋白质样品分离分析时不可替代的方法。但在目前的应用中，该方法还存在一些技术上的瑕疵，如质谱的定量问题等。另外，近年来荧光双向差异凝胶电泳技术、激光捕获微切割技术（lasercapturemicrodissection，LCM）、表面增强激光解吸电离－飞行时间－质谱（surface－enhancedlaserdesorptionionizationtime－of－flightmassspectro－metry，SELDI－TOF－MS）和稳定同位素特征标签生物质谱技术等也得到了较快的发展和广泛的应用［16］。相信随着生物质谱和相关技术的不断完善和改进，这些方法必将会在蛋白质组学的研究中更好地发挥作用，不断满足高效、高通量和自动化鉴定、筛选蛋白质的需求。

1．3生物信息学

生物信息学是近几年发展起来的一门新兴的交叉学科，它由生物技术与计算机科学技术以及应用数学学科等有机组成。它通过对蛋白质组研究采用的试验方法（如双向电泳、质谱分析、色谱分析、酵母双杂交、蛋白质微量测序等）所获得的试验图谱、序列等数据进行统计、检索、分析等，以揭示这些数据中所蕴含的生物学意义，从而解释一些有规律的生命现象［17］。生物信息学在蛋白质组学中的的研究内容主要包括：大规模蛋白质组学试验数据的获得，将试验数据经过软件处理成具有生物学意义的试验结果，以及对试验结果分析、解释，最后将获得的信息进行以及对上述过程的管理等。

蛋白质数据库不仅标志着蛋白质组学的研究水平，也是蛋白质组学研究的基础。目前，蛋白质结构数据库主要是美国国家实验室的PDB（ProteinDataBank），蛋白质序列数据库主要是瑞士日内瓦大学的SWISS－PROT［18］。生物信息学技术的快速发展已为蛋白质组学研究提供了许多高效、便利的分析软件，尤其是蛋白质质谱鉴定软件和算法发展迅速，最近发展了一种分析技术，可以直接搜寻基因组数据库，对质谱数据进行基因注释和判断复杂的拼接方式，因此，生物信息学的进展为蛋白质组学、基因组学、生物芯片技术等生命科学的前沿领域的发展起了较大的推动作用［19］。可以预测，随着生物质谱技术在蛋白质组学研究中的更大规模的应用，规模化质谱分析会产生海量的数据，这将会有效促使更多更完善的数据库系统的建立［20］。

2蛋白质组学在植物病理学上的运用

植物蛋白质组学研究随着拟南芥和水稻等模式植物的基因组序列公布后逐渐活跃起来。植物抗病机制及抗病性研究仍是当今植物病理学和植物抗病育种研究的重要领域之一［21］。自然界中生长的植物时刻处于各种微生物的包围环境之中，其中绝大多数植物不被微生物所侵染，表现出抗病性，并在体内产生相应的病原物相关蛋白质（pathogenesis－relaedproteins，PR蛋白）来抵御微生物的入侵［22］。当病原菌侵染植物后，植物与病原物之间的相互作用是一个复杂动态过程，植物与病原物的识别、互作在特定的细胞、特定的时间、特定的组织或有机体中并非所有的蛋白质都表达，而是按照寄主植物防御反应的需要进行特异的表达和运转。蛋白质是生物体最终功能的执行者，由于DNA序列信息与蛋白质序列之间不是一一对应的关系，也不能说明蛋白质的翻译后加工、修饰。因此，植物与病原物之间互作的动态过程不能通过分析植物寄主或病原物的基因组信息来解释。所以，只有将蛋白质组学研究与基因组学的研究结果有机结合，才能更好地从分子水平解析寄主与病原物互作的内在机制，同时为植物的抗病育种研究提供理论依据。

2．1蛋白质组学在植物与病原物互作系统中的应用

植物蛋白质组学的发展必将对植物学科及植物病理学科的研究与发展产生重要的推动作用。由于蛋白质组学研究技术在植物学科上取得了重要的研究进展，有许多成功的研究应用案例，再加上蛋白质组学研究技术具有高分辨率、高通量的优势，很多学者已经将这门技术应用于植物病理学的研究，并已取得了较大的进展。

我国学者廖玉才等构建了大麦抗、感白粉病的近等基因系，并对1叶期的幼苗进行了白粉病的接种试验，对接种48h后的幼苗叶片进行了蛋白质组学分析，研究结果表明，抗病系诱导表达了在未接种对照中未出现的蛋白质点；而感病品系在pH6．0附近诱导表达的蛋白质明显增多，感病系在pH8．8处在蛋白质的表达量大幅提高，而且蛋白质种类也比抗病品系有所增加［23］，该研究也是蛋白质组学在植物病理学研究中早期的应用。陶全洲等在离体条件下，用双向电泳技术研究稻瘟病菌Magnaportheoryzae与水稻在接触反应初期阶段的蛋白质表达变化情况，以寻找可能参与寄主与病原物相互识别的病程相关蛋白质，研究结果表明，病原菌与寄主发生接触反应后，有2个组成型蛋白质被诱导表达，即该蛋白质在抗病品种和感病品种中都有表达，以此推测该蛋白可能参与寄主与病原物的接触时的信号识别等，在该研究中，还有2个蛋白质与孢子或菌丝体混合后下调或消失［24］。郑用琏等通过双向电泳技术研究了小麦在受到褐斑病菌浸染后，其诱导表达了2个特异性病程相关蛋白质，进行其氨基酸序列分析后，合成简并核酸探针，从蛋白质序列分析入手分析抗病相关基因，为从蛋白质水平到DNA水平的研究开创了新的研究思路，为该方向的研究提供了借鉴［25］。李跃建等用双向电泳技术研究了条锈菌侵入后小麦体内蛋白质的表达情况，研究发现抗小麦条锈病品种川麦107和感条锈病品种80－8在小麦条锈菌侵入后，体内蛋白质表达变化差异非常显著［7，26］。梁根云等运用双向电泳技术分析了2个小麦品种（川麦107和80－8）的未接种对照和条锈菌侵染发病14d后的叶片差异表达蛋白质，从双向电泳图谱上找到9个显著差异表达的蛋白质点，通过谱技术鉴定，获得6个蛋白质点的肽质量指纹图谱（PMF），通过网络数据库搜索、比对，有2个蛋白质点被鉴定，分别是与植物抗病性或代谢相关的蛋白质，即磷酸核酮糖激酶（Phosphoribulokinase，PRK）和脱氢抗坏血酸还原酶（Dehydroascorbatereductase，DHAR），表明这2个蛋白质在小麦与条锈病菌的互作过程中起到了重要的作用［27］。

国际上对于利用蛋白质组学研究植物病理相关问题的学者也较多。Marra利用蛋白质组学研究技术的高效率、高通量的优势，研究植物、病原菌和拮抗型木霉菌三者之间相互作用前后的蛋白质表达变化情况，对植物的抗病机制和拮抗木霉菌的拮抗机理进行了系统的研究［28］。该研究结果也为从系统上解析植物与病原微生物相互作用的机制提供了很好的参考研究模式。

2004年，Kim等使用双向电泳研究技术及其他的一些蛋白质组分离和鉴定手段，研究了水稻细胞和稻瘟病菌悬浮培养时，系统蛋白质的表达变化情况，并分别于悬浮培养后24、48h提取总蛋白质，通过双向电泳分离，并对来自6个不同基因的12种蛋白质进行了质谱鉴定，其中由稻瘟病菌诱导产生了类黄酮还原酶类蛋白和水稻病原菌相关蛋白10（Ricepathogenrelatedproteinclass10，PR－10）［29］。此后，Kim等又对接种有毒力和无毒力稻瘟病菌的水稻叶片进行了蛋白质组学研究，结果表明，在接种后的水稻叶片中，有8个蛋白质因稻瘟病菌的侵染诱导表达或表达增强，随后通过质谱技术分别鉴定了这8个诱导表达或表达量上升的蛋白质，分别是TLP、Glu1、PBZ1、PR－10、POX22．3、Glu3和2个RLK（receptor－likeproteinkinase）［30］。

与Kim等2004年的研究方法类似，Ndimba等和Chivasa等分别对拟南芥悬浮细胞在病原真菌（Fusarium）细胞壁分泌物诱导下的蛋白质表达变化情况，研究表明，在病原真菌细胞壁分泌物的诱导作用下，悬浮细胞外和细胞内的蛋白质表达变化差异显著，该研究系统探讨了拟南芥对病原菌侵染的抗病相关蛋白质的表达，以及与信号转导途径相关基因的表达变化［31－32］。Konishi等应用蛋白质组学研究方法，分别提取、分离和鉴定了受稻瘟病菌侵染后的水稻叶片中具有显著差异表达的蛋白质，发现蛋白质PR－5在病原菌侵染12h后被诱导表达，分析表明该蛋白的表达可能与寄主非专化性抗性反应相关［33］。Oh等对拟南芥悬浮细胞病原真菌互作过程进行了系统研究，结果表明，脂肪酶类分泌蛋白GLIP1的诱导表达与拟南芥的抗病性密切相关，研究分析认为，GLIP1蛋白可能是通过抑制病原真菌的分生孢子的活力使得拟南芥获得对病原真菌的抗病性［34］。Andrade等应用差异蛋白质组学方法，从花椰菜与黑腐病致病菌（Xanthomonascampestrispv．campestris）相互作用前后系统蛋白质表达模式的变化情况，对在拉丁美洲危害严重的黑腐病的发病机制进行了系统研究，结果表明分别有6个来自寄主植物和15个来自病原菌的差异表达蛋白质点被鉴定，这些与病程相关的蛋白质点的鉴定对于深入了解黑腐病发病分子机理及其在植物抗病育种上的应用奠定了基础［35］。

Trudy等用TCA沉淀法提取了马铃薯晚疫病菌Phytophthorainfestans菌丝培养液中的总蛋白质，经双向电泳分离后进行质谱鉴定，结果表明，有9个细胞外分泌蛋白的质谱鉴定结果与cDNAs所编码蛋白质的推测质谱数据相吻合［36］。该研究将蛋白质组学与基因组学的研究有机结合、相互验证，为后续相关的研究提供了新的思路。

很显然，应用蛋白质组学从生物体与病原物互作的系统水平研究病原菌与寄主植物相互作用的蛋白质表达变化用于植物病理学的研究具有很强的优势。这提供了一个直接研究植物病害系统的平台，通过对抗病品种和感病品种在病原菌胁迫下的蛋白质组数据进行对比分析，就可以从这个研究平台上直接的找出一些特异的病程相关蛋白质，并通过其他的分子生物学方法对其进行标记、鉴定和功能的预测分析，再将这些记与植物的抗病育种相结合，从而更好地为农业生产服务。

2．2蛋白质组学在植物病理学上应用的不足之处

随着功能基因组学与现代分子生物学研究方法的不断更新、完善和发展，蛋白质组研究技术的日益进步，以及大量的模式物种与病原物间相互作用研究体系的建立，许多与病原菌的致病性相关或与寄主的抗病反应相关的基因和蛋白质的功能和作用机理得到了很好的解释，这些研究结果也为全面了解植物抗病的分子机制及其在生产实践中的应用打下了基础。然而，蛋白质组学作为后基因组时代新兴交叉学科，当前还存在一些技术上的缺陷与不足尚待改进和完善。许多研究结果表明，在寄主植物－病原菌互作的过程中，一些小分子或者低丰度的蛋白质往往起到信号识别、传导、传递以及激活下游信号发生级联反应的关键作用。而在蛋白质组学分析过程中，受到蛋白质提取方法的限制，有较多低丰度蛋白质得不到相应的分离和鉴定。另一方面，有许多低丰度表达或低分子量蛋白点虽然具备显著差异表达特征，但却未得到成功鉴定，无法获得该类蛋白质点的相关结构及功能信息，而这些蛋白质却往往在互作过程中起到较为关键的作用。

除此之外，蛋白质的分离技术对于整个蛋白质组学的研究起到决定性的作用，在植物组织中，仍有许多的蛋白质如非水溶性蛋白质的提取成为是我们获得整个系统的蛋白质组的制约因素。因此，由于生物质谱技术的高度灵敏性，在蛋白质的提取和分离过程中，蛋白质的纯化与否严重影响了蛋白质组研究技术在植物病理学科尤其是植物与病原物互作的相关研究。此外，蛋白质的提取、分离技术还有待于进一步的提高和完善。蛋白质组学研究与功能基因组学密息息相关，目前，蛋白质组学的研究领域还相对狭窄，除人类医学领域外，蛋白质组学分析技术仅在拟南芥、水稻等少数完成基因组序列分析的模式生物中得到了较为广泛的应用，而对于其他生物尚处于起步阶段。因此，基因组数据库的不完整也成为限制蛋白质组学研究的瓶颈之一，迫切需要各类重要物种基因组数据库的不断补充和完善来扩充该学科的应用范围。

对于蛋白质的分离技术而言，虽然双向电泳具有不可替代的优势，但是其规模化有待于进一步加强，二维凝胶电泳染色转移等环节操作困难费时，又有操作中分离容量的先天限制，再加上极酸、极碱、低丰度、非水溶性等蛋白质均难以呈现，样品中高盐离子浓度、蛋白质的定量等以及高质量蛋白质的制备等方面都有待于进一步的提高和完善。蛋白质的生物信息学研究，虽然已有一定范围的应用，也仍困难重重。因此，国际上开始重视研究以酵母双杂交技术和色谱－电泳－质谱为主的技术平台，用于研究蛋白质连锁群和蛋白质功能网络系统，但受限于其操作的复杂性，仍缺乏快速、高效、高通量的技术手段获取复杂蛋白质相互作用的多维信息。

3结语与展望

越来越多的新技术、新方法将会随着现代分子生物学实验技术的不断完善、发展而涌现，这些新技术应用于与植物病害相关的研究系统中将为植物病理学的发展提供更加优越的条件和研究渠道。目前借助于成熟的蛋白质组学分析方法和生物质谱鉴定技术，在寄主植物与病原菌包括病原真菌和病原细菌2类互作系统中，从植物寄主上获得了大量的由病原物的诱导产生的差异表达蛋白质。在前人研究的各类互作系统中，已充分验证了部分以病程相关蛋白家族为主的蛋白质的功能，也明确了这些蛋白在植物抗病机制中的具体功能，这些研究结果将为基因组学和转录组学的研究提供了理论依据，为更深入解析植物寄主响应病原菌侵染的复杂分子机制提供了有力证据。

第7篇：基因组学的研究内容范文

【关键词】 蛋白质组学；中医证候；中医诊疗；中医药现代化

随着人类基因组序列的完成，人类已经由基因组时代进入后基因组时代。基因数量的有限性和基因结构的相对稳定性使基因组学研究成功迈入到功能基因组学研究。蛋白质组学遂成为后基因时代的研究前沿和热点领域。将蛋白质组学引入中医证候学研究，必将进一步为证候分类、辩证标准的选择和个体化等提供可靠的依据，对于发展中医药学，走中医药现代化之路具有深远的影响。本文综述了蛋白质组学研究的主要关键技术及其与中医证候学研究的相关性。

1蛋白质组及蛋白质组学

1994年澳大利亚的Wilkin和Williams等第一次提出了蛋白质组（Proteome）概念[1、2]，指由一个基因组，或一个细胞、组织所表达的全部蛋白质。蛋白质组学（Proteomics）以蛋白质组为研究对象，分析细胞内动态变化的蛋白质组组成成分、表达水平与修饰状态，了解蛋白质间相互作用与联系，在整体水平上研究蛋白质的组成与调控的活动规律[3]。蛋白质组研究是为了识别及鉴定一个细胞或组织所表达的全部蛋白质以及它们的表达模式，是对基因组研究的重要补充，是生物体在蛋白质水平上定量、动态、整体性的研究[4]。蛋白质组研究数据与基因组数据的整合，将在后基因组研究中发挥重要作用。

2蛋白质组学研究技术

2.1双向凝胶电泳技术

1975年，意大利生化学家O’Farrell在对大肠杆菌、老鼠及几尼猪的蛋白质研究中，发明了双向电泳技术[5]（ISO-DLAT），具有高分辨率、快速、简便等优点。双向电泳技术是蛋白质组学研究的核心技术之一，其原理是在相互垂直的方向上，它利用蛋白质等电点和分子量的不同运用等电聚焦和聚丙烯酰胺凝胶电泳把复杂的蛋白质混合物在二维平面上分离。

2.2生物质谱技术

1906年，Thomson发明了质谱，在随后的几十年里，质谱技术逐渐发展成为研究、分析和鉴定生物大分子的前沿方法[6]。质谱技术的原理是先将样品离子化，再根据不同离子间的荷质比（m/z）差异来分离蛋白质，并确定其分子量[7]。到20世纪80年代，因两项软电离质谱技术―基质辅助激光解析电离质谱技术（MALDI）和电喷雾质谱技术（ESI）的发明，使得质谱技术取得了突破性进展。这两种质谱技术具有高灵敏度、高通量和高质量的检测范围等特点，使得在pmol（10-12）乃至fmol（10-15）的水平上准确分析分子量高达几万到几十万的生物大分子成为可能[8]。

2.3 蛋白质芯片

蛋白质芯片是用于研究蛋白质功能模式的一种鉴定方法[9]，是指在固相支持物（载体）表面固定大量蛋白探针（抗原、抗体,受体、配体、酶、底物等），形成高密度排列的蛋白质点阵[10]，可以高通量地测定各种微量纯化的蛋白质的生物活性，以及蛋白质与生物大分子之间的相互作用[18]。蛋白质芯片具有快速、高效、微型化、自动化、高通量的特点。

2.4生物信息学

生物信息学是在生命科学、计算机科学和应用数学的基础上逐步发展形成的一门新兴交叉学科，运用数学和计算机手段进行巨量生物信息资源的收集、存储、处理、搜索、利用、共享、分析与解析的科学[11]，它由数据库、计算机网络和应用软件3部分组成[12、13]。蛋白质组信息学研究方法主要包括蛋白质序列比较分析，蛋白质结构-功能的研究，点突变的设计及家族鉴定，蛋白质空间结构预测，建模和分子设计以及分析蛋白质与蛋白质相互作用的数据库[14、15]。

3中医证候学与蛋白质组学

中医证候是指疾病发生和演变过程中某阶段以及患者个体当时所处特定内、外环境本质的反映，它以相应的症、舌、脉、形、色、神表现出来，能够不同程度地揭示病因、病位、病性、邪正盛衰、病势等病机内容，为辨证论治提供依据。中医的“证”是指疾病在演变过程中各种病理因素在体质、自然环境、社会心理等因素和多种矛盾综合作用于机体的整体反应，是诊察和思辨所得。而蛋白质组学摒弃了经典分子生物学研究个别基因的习惯，从蛋白质组整体水平上阐述“一种基因组所表达的全套蛋白质”，以建立对生命现象的整体认识。这与中医学的“整体观”具有高度的一致性，且蛋白质组学研究方法的整体性和系统性与中医基础理论的整体观和系统性又极为相似[16]。因而，将蛋白质组学应用于中医证候学研究，不仅能反映一系列症状的物质背景，而且能进一步了解不同蛋白组分的在证表现差异和激烈程度[17]，将是揭示证实质的最有效手段[18]。

在证候理论指导下，运用功能蛋白质组学的方法，通过探讨证候，特别是同病异证或异病同证的蛋白质差异表达及翻译后的修饰情况，揭示与某一证候形成相关的所有蛋白质及其特征，在整体蛋白质表达的水平上阐明证候的本质，则可称为证候蛋白质组学[19]。这种将蛋白质组学应用于“证”的研究，能够沟通“实体结构”和“功能模拟”的桥梁，整体上比较不同疾病、同病异证之间的蛋白质图谱差异，探索蛋白质表达图谱与中医分型的系统的、有规律的联系。

4展望

运用蛋白质组学技术对中医证候进行研究，为寻找“证侯”的标志蛋白质，揭示中医“证”理论中蕴藏的科学内涵，阐明中医诊疗的分子机理，最终在分子生物学水平上解释生理和病理奠定了基础[20、21]。中医证候是辨证论治的基础和核心，依据蛋白质组学的理论和技术来探索中医学理论的基本内涵、中医证候蛋白质组学以及从蛋白质组学水平探索中药药效的机理，都可能成为中医药理论和治疗研究的突破口。中医学的发展与现代科学蛋白质组学的交叉，一方面可使中医学吸取新的思想，取得进一步发展的动力，另一方面又因其独特的理论与视角，也可为蛋白质组学乃至现代科学的研究与发展提供新的思路[19]。

参考文献

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第8篇：基因组学的研究内容范文

一、过去教学中存在的问题

（一）实验课教学学时偏少

生物技术专业五年制生物信息学课程总学时为72学时，其中理论48学时，实验24学时。生物信息学课程最主要的目标是培养学生通过在线程序或利用生物信息学软件来分析生物学问题的能力，有效解决学生实验学时不足，实际操作时间少，解决实际问题能力较弱的问题。

（二）与其他课程联系较少

生物信息学课程开设在生物技术专业教学进程的第6学期，此时学生已具备普通生物学、细胞生物学、分子生物学、生物化学、医学免疫学、遗传学、基因组学、基因工程原理等生命科学的基础知识。但是，在生物信息学理论课和实践课学习的内容，如查阅的文献、分析的目的则由授课教师自行指定，忽略了与其他课程的联系，不利于学生系统地学习专业课的知识。

二、教学体系的改革和完善

（一）增加实验课教学学时

从2012年起，我校生物技术专业由五年制调整为四年制，同时在修订教学进程的时候将学时调整为理论36学时，实验36学时，理论课结束后即为该内容的实践部分，以此增加学生的实践训练时间。

（二）将基因工程原理实验课程与生物信息学实践相联系

在基因工程原理的实验中，我们把家蝇防御素基因作为目的基因，主要设计的实验内容包括：（1）目的基因的获得：利用PCR技术扩增已经克隆到pMD-18T载体上的家蝇防御素基因；（2）pSK质粒载体的小量制备；（3）目的基因与载体的酶切；（4）目的基因与载体的连接；（5）大肠杆菌感受态细胞的制备；（6）重组质粒的转化；（7）重组子的蓝白斑筛选；（8）菌落PCR鉴定重组子[2]。在学生对基因工程实验内容熟悉的基础上，我们在生物信息学的教学过程中对学生提出问题：家蝇防御素基因现有的研究现状是怎样的？PCR扩增目的基因的过程中引物该如何设计？获得阳性重组子后我们如何判断获得的插入序列就是目的基因呢？针对这样的疑问，我们结合基因工程实验对教学内容进行适当的调整：（1）PUBMED获取文献信息：由学生通过PUBMED查找近五年发表的有关家蝇防御素基因研究的文献；（2）核酸序列分析：以家蝇防御素基因为对象，分核酸序列的检索、搜索开放阅读框（ORF）、限制性酶切分析、引物设计、载体序列识别、核酸序列的比对、分子质量/碱基组成/碱基分布分析和序列转换共8大部分内容进行讲解和学生实践操作；（3）蛋白质序列分析：同样以家蝇防御素蛋白为对象，分蛋白质序列检索、蛋白质序列比对、蛋白质基本性质分析（蛋白质的氨基酸组成、分子量、等电点、亲疏水性分析、跨膜区分析、信号肽分析）、蛋白质功能预测、蛋白质结构预测（蛋白质二级结构和三级结构预测）共5大部分内容进行讲解和指导学生进行实践操作。

（三）以科研促进生物信息学的教学改革

笔者所在课程组主要集中于功能基因组学的研究，涉及了功能基因的获取、生物信息学分析、功能验证等方面的内容。学生在课程学习中，参与到教师的科研课题中，学会运用生物信息学所学知识实际解决科研问题。学生可自行完成从文献的查阅、目的序列的获取（由公共数据库获得或实验室测序获得）、基因序列的分析、理论推导氨基酸序列基本性质的分析及结构和功能的预测、系统发育分析，如有可能，学生可通过实验的方法验证生物信息学分析的结果，同时鼓励学生自主选择感兴趣的基因、蛋白进行课程设计研究，实践结束后学生将结果以论文形式提交给教师。

三、教学探索的成效

第9篇：基因组学的研究内容范文

摘要：从方证相关基本理论、客观化规范化、分子生物学水平、交叉学科理论与方法等方面对方证的现代研究进行了简要综述。认为方证研究取得了很大进展，尤其与复杂系统理论结合有望取得突破性进展，并由此可以加快中医现代化的进程。

关键词：中医方证； 基本理论； 分子生物学； 客观化； 规范化

辨证论治是中医诊疗疾病的基本方法和原则，在辨证论治的理、法、方、药这个体系中，方证占据着核心地位。方证研究一直都是中医发展的重要命题，并且已经积累了大量知识。随着对中医研究的深入和现代科学理论和技术的日益发展，近年来方证研究取得了很大进展。现作一简要综述。

1 方证相关基本理论

1.1 方证对应 《伤寒论》第317条曰：“病皆与方相应者，乃服之”。《伤寒论》第149条“伤寒五六日，呕而发热者，柴胡证具，而以他药下之，柴胡证仍在者，复与柴胡汤…… ”。唐・孙思邈在《千金翼方》中对《伤寒论》病脉证并治体系进行了整理，采用“方证同条，比类相附”的方法，建立了方证对应的“方证”体系。到清代柯琴“以方名证”思想和日本汉方医家吉益东洞“方证相对说”［1］，说明方证相应理论在中医学历史上影响深远。方证相应说也为现代许多医家所推崇，现代名医胡希恕［2］也认为，临证有无疗效，决定于方证对应与否。著名医家邓铁涛［3］说：“证变则方亦随之变，证不变则效不更方。当然若对慢性病，服药时间较长，根据患者的证情，加减一二味，亦每每有好处，但治疗之大原则未变。”现代研究对方证对应的认识有：方证相应指的就是一个方剂的功效和方剂内的药味及其配伍关系与其所对应的“证”之间存在着高度的统一性和针对性，亦即解决问题的方法“方”与矛盾问题“证”之间的高度一致性［4］。方证对应是方剂与主证相对应；方证对应指证不变方亦不变，方随证变，随证加减 ；方证对应是方证间病势、病位、病情、病性相对应；方证对应是一个动态对应；方证对应中方剂是有证而为，无证而不为；方证对应可以是一方多证［5］。

1.2 方证从化学说及其研究 方证从化学说包括［6］：所谓“从方化证”即指“方”对“证”的授予、攻击作用过程；所谓“从证化方”即“证”对“方”的亲和选择作用过程。在方证这种“耦合过程”中，方证以互为主客体的“主体选择”和“引导”，构成不可分割的互溶、互化的交互关系。把一个辨证论治过程的对应方证，分解为从化前的“方证对应”，从化中的“方证耦合”和从化后的“方证符合”三个阶段，进行多元、多级化“方”“证”互补式的阶段研究，从而提出了“方药有效实体 成分组合模”的概念。一方可以多“模”，一“模”可以多方。方证从化学说理论框架的形成，无疑对阐明理法方药各个环节的内涵，提供了新的突破口［7］。又有研究认为［8］方证从化学说与受体学说有一致之处，中药有效成分在体内的分布是药物归经理论的重要依据。同一处方，施之于同一病人，应用时间有先后，其通过机体及证所授受的有效成分就不同；更由于证的从化递减，造成了方药的利用率的必然下降，形成了方变；同一个病证的不同患者，用同一方剂治疗也会发生同样的问题。

2 方证相关的客观化规范化研究

方证的客观化规范化研究也是现代中医研究的一个重点和难点，虽然研究起来有些困难，但近年来也取得了一些成就。如在妇科研究中发现［9］，活血化淤法对妇科血淤证的治疗作用可能是通过以下诸多方面来实现的：雌激素相关作用；改善血液流变学的主要指标，消除血液浓、黏、聚的状态，改善子宫微循环；调节凝血系统、纤溶系统功能；保护血管内皮细胞及其功能等。又如杨丁友等［10］研究显示冠心病心虚证患者血小板明显活化，血小板活化标志物CD62P 及CD63 表达明显较健康对照组增强(P

3 方证相关的分子生物学研究

分子生物学是生命科学的带头学科，应用分子生物学理论和技术在中医方证研究中也取得了一些进展。

3.1 对中药复方的研究应用分子生物学技术对中药复方的分子机理进行了探讨。如用细胞培养的方法研究发现［13］ ：复方补益剂(四君子汤、四物汤、八珍汤、十全大补汤)对细胞生长均有显著促进作用，而且不同补益剂对同种细胞的促生长作用明显不同，同种补益剂对不同细胞或同种细胞的不同生长时期作用也不完全相同。贺双腾等［14］运用Northern杂交检测到加入补肾醒脑解毒复方中药煎液后，感染神经元NGF和BDNF表达较正常海马神经元明显提高并且能持续增加，维持潜伏感染神经元存活达10周以上。凌云彪等［15］利用核素掺入试验、流式细胞术观察到通过两种不同途径制备的中药复方“肝纤方”可以抑制大鼠肝星状细胞(HSC)的增殖及其胶原合成量。孙饶鸿等［16］采用流式细胞技术发现消瘤饮(根据益气解毒抗癌的原则组成的中药治疗肿瘤方剂)具有明显的抑瘤作用，可促使bax基因表达，诱导肿瘤细胞凋亡。

3.2 对证的研究 蛋白质是人体功能表现的物质载体。当内外环境变化时，人体“应变系统”产生各种应变活动，包括各种症状表现，这些反应实质上是人体蛋白质正常或异常功能的宏观表现形式。证的初始内涵其实为各种症状归纳、综合而来，这些症状集中体现了证的功能性［17］。21世纪的生命科学将由人类基因组计划和后基因组时代、蛋白组计划、生物信息学、生命科学数字化等部分组成［18］。1990年人类基因组计划（HGP）开始启动，预计将在2005年以前完成人类基因组全部序列的测定，认识人类全部基因编码及功能［19］。所以理论和技术上蛋白质组学都可以用来研究"证"。如有实验利用基因芯片技术研究心梗后心衰心气虚证大鼠模型心脏梗塞区能量代谢功能基因表达谱的特征［20］。

3.3 对方证的研究中国的人类基因计划自1993年开始，1999年正式启动以来，已取得了显著成绩［21］。杨焕明在199101的中医学与基因组学术会上指出，弘扬具有特色的中医药，尤其是在已知中医疗效功能的基础上反推基因功能组，如“哮喘中药”的基因表达谱，利用人类基因组多样性探寻证的“遗传标记”，探讨“养生祛病”来修饰、改善基因功能的机理等［22］。王米渠等对中医“恐伤肾”与补肾药在基因水平作了研究［23］，首先用SMART技术逆转录扩增，以分别获得各组同一只小鼠造模前后的血液总cDNA；通过抑制消减杂交(SSH)方法获得各实验组造模前后差异表达基因SSH 图谱。结果显示，造模肾虚组小鼠与药物治疗组同对照组的基因表达有较大差异，从所得到的l0个基因图谱，可以初步理解与肾虚证可能相关的基因，补肾药物治疗组在基因图谱与造模组的差异，显示补肾药治疗对基因表达的影响。

4 方证研究的新理论

4.1 熵理论与方证研究“熵”是19世纪60年代德国物理学家克劳修斯作为热力学的概念提出来的。爱因斯坦(A．Einstein)将熵理论在科学中的地位概述为：“熵理论对于整个科学来说是第一大法则。” 熵方法在自然科学和社会科学的研究中已经被广泛应用，它对具有随机性、多维数性、多关系性、多判据性以及定性描述多于定量描述等特点的因素处理具有信息全面、可靠性高、能进行定量比较等优点。研究证候与方剂的相关性，涉及到的信息也具有随机性、多维数性、多关系性、多判据性等特点。对于这么复杂的信息，可以尝试用熵理论分析。杨洪军等［24］对中风病证候进行了长期研究，积累了丰富的中风病中医证候学研究资料，量化标准基本成熟，因此，他们在病的框架内研究证、熵、方三者相关联的科学规律。研究思路分为三个步骤，第一，收集证候、中风病、方剂的临床信息，建立数据库；第二，基于熵方法的证候、中风病、方剂综合演化模型的建立；第三，证候、中风病、方剂三者相关科学规律的提取。以中风这样一个具体的疾病为模型，进行相关问题的探讨，证实熵理论是研究证侯与方剂的相关性的一个有效的理论工具。

4.2 复杂系统理论与方证研究复杂系统理论是21世纪最具有生命力的科学之一。耗散结构理论、协同论、混沌理论、人工神经网络和混沌同步与控制理论在复杂系统理论发展历史中都起了重要作用［25］。开放的复杂巨系统的研究方法其实就是把大量定性认识、点滴知识、专家意见汇集成一个整体结构，从不完整到完整的定性，完成从定性到定量的飞跃［26］，通过大量积累，达到更高层次的认识和飞跃。辨证论治理法方药一致是中医治疗的根本，既然临床用方(药)离不开证，那么方证之间就会存在一种特殊的对应关系 。从科学发展及临床治疗要求来看，中医学的确需要构筑一种全新的方证论治体系。这个体系应是从宏观到微观，从抽象到具体，从定性到定量，从模糊到精确的辨证论治体系。这一要求，与复杂巨系统所特有的科学理论、专家经验(历代医家的临床有效治疗)和定量分析方法不谋而合［27］。复杂系统理论将会破解中医方证体系中目前尚未可知的系统。著名的复杂系统研究者、遗传算法的发明人霍兰教授认为，许多的复杂系统存在着杠杆支点一个小的输入会产生巨大的、可预期的直接变化，它提供我们改变系统行为的机会［28］。本项目组王建红等从肾阳虚引起下丘脑垂体性腺轴生殖内分泌功能改变入手，将典型方剂与证候右归丸与肾阳虚证联系起来，建立方证系统的动态模型，观察右归丸对肾阳虚时下丘脑垂体性腺轴生殖内分泌功能的影响，在这个动态模型中，分析中药复方中各组成药物在调整病证机体中的相互作用与地位，发现配伍规律，优化配方；又借助中药的信息载体作用，获得肾阳虚证本质的认识，通过“证”解析“方”，又通过“方”解析“证”，建立了中医方证研究的新方法。

5 小结

方证是中医辨证体系的核心问题，从古至今都是医家比较重视的理论。在现代科学理论和技术日新月异的时代背景下，方证研究取得了很大进步。方证相关性研究的基本理论在不断发展完善；随着现代医学的进步，在客观化规范化研究方面取得的成绩，使中医的方证更加具体明确，也丰富了中医辨证论治的内容；分子生物学理论和技术的日益进步使方证和生命科学更加有效地结合、促使尽快实现中医现代化；熵理论、复杂系统理论等理论的成熟将会为中医方证研究提供新的方法论的指导，揭示其深层次的科学内涵。以方证这样一个有着长期积累和深厚理论基础、有希望在新的条件下取得突破性进展的中医基本问题进行深入的研究，将会加速中医药的发展和创新，为中医药现代化打开一个崭新的局面。

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