科普|中药可以调控人体基因吗?

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原标题:科普|中药可以调控人体基因吗?

科普|中药可以调控人体基因吗?
(图侵删)

中医理论体系诞生在几千年前的中国,《黄帝内经》的问世标志着中医学基本理论的确立,传统中医通过“望、闻、问、切”进行疾病的诊断,自然界可采集到的中草药便是主要的药物来源,中医“辨证论治”的诊疗模式一直延用至今。而基因组学是1986年由美国Johns Hopkins大学著名的人类遗传学家和内科教授McKusick首次提出来的,是从基因组水平研究遗传的学科。如今,基因组学无疑已成为最活跃和影响力最大的学科之一。

在《黄帝内经》成书的那个年代,中国并没有现代科技和现代生物学,似乎中医药的理论和治疗体系与基因组学、基因调控没有任何瓜葛。在人们的传统认知中,中医医生开的中药方往往与医生个人经验有很大关系,中医治疗疾病往往更多的跟“祛风、散寒、补气、活血、祛湿、清热、解毒”等传统概念有关,提起“中药调控基因”似乎是个极其陌生的概念。服用中药真的可以调控人体基因表达吗?

一、传统中药和基因技术有结合点吗?

其实传统与现代技术的结合总能碰撞出火花,屠呦呦利用乙醚低沸点特征提取青蒿素,马秋富运用神经科学技术手段证明针灸的疗效等等。传统中药发挥作用的物质基础在化学成分层面的研究已经走过了几十年的历程,比如青蒿素和三氧化二砷这两个从复杂中药成分中获得的单体化合物是成功典范,但类似这样成功的案例还是比较少,多数情况下单一化合物成分并不能发挥与中药饮片相同的药物疗效,中药中真正有效的化学成分较难找到。比如研究者对中药名方“玉屏风散”主药黄芪所含的皂苷、多糖和黄酮等化学成分一一筛选,发现它们在实验研究和临床治疗中都没有很好地发挥疗效,除了化合物成分,中药里还蕴藏着什么能够对人体起作用的物质呢?中药多数为植物药,占植物细胞体积20%左右的植物细胞核中是否含有潜在的活性成分?细胞核中是否含有能够改变基因或者调节基因表达的microRNA(微小核糖核酸,简称miRNA)?如果有,那么就可以从基因层面来解释中药的作用机理了。但是核糖核酸极易降解,操作一不小心就会失去活性,更不用说煎煮这样的高温处理了。

近年来的研究表明,中药虽经过加工炮制的过程,但仍然含有丰富的miRNA,这部分miRNA 经过加工炮制后仍保持一定的结构。有研究团队发现,中草药槲寄生经研磨、干燥、储存和浸泡后,仍存在大量的miRNA。此外,从高温煮沸的新鲜人参煎液中能提取出miRNA,还有研究发现将炮制过的干燥甘草片经过了高温处理和冷冻干燥并高温煎煮后也能从水煎液中提取出miRNA。

早在2012年有研究团队报道外源性植物的miRNA分布于各种动物的血清和组织中,这些miRNA的来源主要是摄入的食物,而在中国受试者血清中最丰富的外源植物miRNA是水稻中含量丰富的 miR168a。2021年南京大学研究团队的研究表明,胃是膳食miRNA吸收的主要部位,而胃蛋白SIDT1介导吸收食物来源的miRNA,这给哺乳动物能吸收并利用食物来源的miRNA提供了最有利的证据。此外,研究发现用金银花汤剂对小鼠进行灌胃,发现小鼠能够吸收金银花汤剂中的miR2911,并通过血液进入肺部。因此,从现有的研究来看,中药不仅在加工炮制后仍含有丰富的miRNA,而且这些miRNA 能够通过口服后被吸收入血,发挥基因调控作用。有研究表明甘草中的miRNA对人免疫细胞基因表达具有明显的调节作用;在新冠病毒流行期间,有研究团队发现金银花汤剂中的miR2911能够抑制病毒复制,加速感染患者转阴等。中药miRNA跨界发挥作用的主要原因之一是通过与基因转录组的结合降解相应的mRNA,进一步调控机体及治疗疾病。

二、传统中药和表观功能基因组学碰撞在一起,能擦出怎样的火花呢?

随着人类对基因组越来越深入的研究,我们可以发现目前大部分疾病的发生发展都与表观功能基因组的异常表达有关。功能基因组学(Functional genomics)又往往被称为后基因组学(Postgenomics),它利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的手段,通过在基因组水平上全面分析基因的表达变化在人体的功能。

表观功能基因组学,整合了表观基因组学和功能基因组学的研究内容和方法,在整个基因组范围内,研究不同疾病状态下基因表达调控机制与相互作用关系,据此发现能够调控该疾病相关基因谱的潜在治疗药物。无论是靶向治疗、传统治疗还是免疫治疗,应用表观功能基因组学方法进行研究,均可在整个基因组的层面上达到调节特定基因谱的目的,发现潜在治疗药物,进而指导临床治疗。

同时我们也发现,中药也可以对基因组的表观调控发挥明显作用。中医理论强调整体观念,在整个基因组范围内,研究中药在不同疾病状态下影响基因表达调控的机制有重要价值,据此发现能够调控该疾病相关基因谱的潜在中药治疗药物。

中医辨证论治是一种相对宏观的理论,而中药功能基因组学是研究中药调节人体基因表达,发挥治疗作用的学科。

通过传统“望、闻、问、切”及中医辨证,结合表观功能基因组检测得到的精准数据,应用中药功能基因组分析平台,分析疾病、基因与中药的关联关系,通过对患者的基因表达情况进行分析,通过研究中药对基因组表观调控的作用,可能给予患者更加精准的中药组方及临床治疗方案,这也许会成为中药精准治疗的方向之一。

目前,中药功能基因组学联合传统治疗已经在治疗再生障碍性贫血、骨髓增殖性肿瘤等血液系统疾病、恶性肿瘤、部分罕见病、疑难病及代谢性疾病等多种疾病中展现了特定优势。

中药由于其自身特性,与西药的作用机制大为不同。首先,中药对基因组的作用位点不单一,并不像大多数西药有较为明确的作用靶点。其次,中药大多以中药复方形式应用,即便是单味中药,其中也含有多种化合物及多种miRNA,因此中药对基因组的影响也受到各中药及各种化合物等相互作用的影响,机制更为复杂。

综上,很多疾病的发生、发展都与基因的异常表达有关,中药可以影响基因的表达,中药可以改变基因组的表达模式,使很多基因的表达呈现一定规律,进而促进康复。有意思的是,这种基因组的表达模式,经过中药调整一段时间以后,可以被细胞记住,即表观基因组具有记忆效应,这个可能就是某些中药可以“治本”的分子机制。

作者:同济大学附属东方医院中医科 王毅兴

(王毅兴)

(东方网)

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