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给中药材一张“二代身份证”

发布日期:2014-11-14    作者:管理员


  目前,中药材的“身份信息”多由性状、显微、理化等方面提供,使得中药材的真伪优劣评价具有一定局限性。中国中医科学院中药资源中心建立的中药材双分子标记体系,可对不同种属、不同产地、不同发育阶段的药材进行鉴别和质量评价——

  双分子标记提供中药鉴定新途径

  中药材的真伪优劣是生药学研究的核心问题,过去,性状鉴别、显微鉴别、理化鉴别、分子鉴别等方法,被认为是中药鉴定的四大手段。

  由于药材破碎不易识别、药材基源复杂,性状鉴别和显微鉴别,具有一定的局限性, 且需要依靠传统经验。

  随着科学技术日益发展,对于药用植物的鉴定、评价的研究,从宏观尺度上的基源研究、性状研究,到中观尺度借助一定仪器设备的微性状研究及显微研究,发展到微观尺度上分子水平的研究,使得中药材有了自己相对系统化的“身份信息”。

  在中药材鉴定与评价研究中,常从单一有效成分入手分析其质量优劣评价,从分子层面入手,也仅以单一DNA分子标记方法进行真伪鉴别,无法判断优劣,存在一定局限性。

  中国中医科学院中药资源中心在国家高技术研究发展计划的资助下建立了中药材双分子标记体系,即将DNA分子标记和次生代谢产物分析相结合,在分子水平同时研究药材的种类、品种和品质。其可以应用于药材不同种属和居群、不同部位,不同产地、不同发育阶段的鉴别和质量评价,为其提供一张更新换代的“二代身份证”。

  “二代身份证”为中药标准化铺路

  药材的质量受到产地、年限、物候期的影响,已成为业界公论。“二代身份证”不仅包括药材的物种信息,还应包括药材产地、年限、采收物候期等信息。

  随着对“道地药材认证”、“地理标识产品认证”等工作的重视,对产地鉴别标记的开发已成为迫切需要解决的关键技术问题。除提取传统区域性状鉴别特征外,双分子鉴定有望成为产地鉴别的有力工具。

  中国中医科学院中药资源中心中药鉴定与评价研究室负责人袁媛介绍,利用分子谱系地理学基本理论,可分析不同产地药材演变、进化情况。利用遗传学理论,筛选与药材活性成分相关的功能基因,通过比较不同产地药材基因的差异,筛选可用于进行产地鉴别的分子标记。利用代谢组学等技术筛选,获得产地特征成分标记物,还可制成试剂盒或检测试纸等,便于进行快速检测。

  大多数中药材需生长多年才可取用,有效成分的积累随时间变化呈现一定的规律性。药材质量因生长年限不同而存在差异,其功效也有区别。如人参、黄连等药材需生长5年以上才可采收,厚朴等药材更需15年以上才能采收使用。“目前主要采用的性状鉴别法,依赖药工的经验。而分子鉴定则为中药材年限鉴定提供有力工具。”安徽中医药大学彭华胜教授说。中药资源中心将曾获诺贝尔奖的端粒研究理论引入中药鉴定,建立了利用端粒长度评估药材年限的方法,该方法已被运用于人参、赤芍药材的年限鉴别。

  “三月茵陈四月蒿”,适宜采收期的选择直接影响着药材的质量和产量。袁媛介绍,中药资源中心通过分析活性成分变化,构建活性成分基因调控网络,筛选出与活性成分积累密切相关的功能基因,研究成果先后被主流科技网站科学网、生物谷、农博网等报道,“这项技术已用于金银花、黄芩等药材采收规律研究,今后药材何时适合采收?何时药效最佳?便可一目了然。”

 中药分子鉴定也需“个体化”

  2010版《中国药典》中收载了140余种多来源药材。逐步解决中药材长期存在的同品异种问题,实现“一药一名一标准”,是未来中药研究的重要方向。如今,多来源药材研究主要集中于同种药材不同来源的主要化学成分及显微鉴定,分子水平鉴别研究尚处于起步阶段。

  “中药分子鉴定的本质是物种界定,由于生物进化机制复杂,很多物种经过杂交等进化过程,导致在自然界中存在许多过渡类型植物,DNA条形码序列在这些物种间没有鉴别力。”中国科学院植物研究所金效华博士解释。

  中药种类繁多,来源复杂,有些药材来自野生,有些药材多人工栽培,进化历史有较大差异。异地引种和商贸发展,又增加了许多人为改变的因素。药用植物间杂交等程度进一步加深,出现较明显的种质混杂现象。因此,即使药材真伪品来源于不同物种,其DNA条码序列也可能完全一致,从而导致错误的鉴别结论。

  “现在,分子系统学是解决这一问题的有力武器。”金效华介绍,分子系统学是指通过对生物遗传物质结构、功能等的进化研究,来阐明生物各类群间的谱系发生关系,缺乏分子系统学分析的中药分子鉴定就好比“盲人摸象”,难免盲目性和片面性,必然是不可靠的。某味药材可进行分子鉴定,并不能证明其他药材品种也具备建立分子鉴定方法的条件,这需要“个体化”,针对具体药材品种进行个案评估,逐步进行推进。

  解决多来源药材的鉴定问题,需要在结合形态学考察的前提下,针对特定的问题选择适合的分子片段开展多来源药材的分子鉴定。

  目前中药资源中心牵头已采用这样的技术,对石斛属、鼠尾草属、苍术属、当归属等药材进行全面、系统的分子系统学研究,对300余个《中国药典》收载的中药材原植物所在属,进行药用和非药用种的全部物种取样,建立起分子系统大数据库,然后将被鉴定中药在该数据库中进行比对,判断其归属。

  在明确药材物种树和基因树一致的前提下,可以选择合适的基因片段进行中药分子鉴定。“由于植物分类多样,进化方式各异,物种间基因也存在很大差异,使得可进行鉴别的基因标记在某一类群中很容易识别,而在另一类群中却很低。“目前为止,尚没有一个理想基因标记可以分辨所有植物类群。”金效华坦言,“中药分子鉴别技术应建立在科学客观基础上,采取个案分析原则建立分层次鉴定系统,这对保障中药分子鉴定的正确使用具有重要意义。”