基因工程技术在药学领域中的应用_cropped.doc

 文章编号 :1008 - 9926 (2003) 01 - 0050 - 04 中图分类号 : R329 . 2 + 6 ; R91 文献标识码 :A 基因工程技术在药学领域中的应用 屏 ② 王东晓 ① ,曹瑞山 ,刘 (中国人民解放军总医院 ,药理研究室 北京 100853) 摘 要 :生物新技术的飞速发展给医药科学研究带来了革命性的变化 ,基因工程技术是生物新技术的重要组成部分 ,已渗透 到药学研究的各领域中 。本文综述基因工程技术在药学领域的应用 。涉及转基因药用植物 、动物的应用 ,基因克隆技术与药 物筛选 ,基因芯片技术在药学领域中的应用 ,以及药物基因组学与合理用药等 。随着这项新技术向药学研究领域的不断渗 透 ,势必使药学研究和新药开发的技术手段得到改善和更新 ,对药学事业的发展产生重要影响 。 关键词 :生物技术 ;基因工程 ;药学 ;应用 由于得益于生物新技术的飞速发展 ,生命科学领域的研 究也正以前所未有的速度发展 ,给医药科学带来了革命性的 变化 ,尤其是举世瞩目的人类基因组计划及其后续的研究 , 不仅在阐述生命活动 、遗传学方面发挥了巨大作用 ,同时 ,对 人类疾病 的 诊 断 、治 疗 、预 防 和 药 物 的 研 发 将 产 生 重 大 影 量高于对照 。这对丹参的良种繁育 ,提高药材质量具有重要 意义 。据报道 ,宁夏枸杞的幼茎 ,能被根癌农杆菌感染后获 得的抗性愈伤组织 ,能在选择分化培养基上分化出芽点 ,并 长出完整植株 。湖南中医学院等单位将西洋参 DNA 导入大 豆 ,得到了转基因大豆 ,并对后代形态形状变异 、异黄酮类化 合物的含量进行了分析 ,从中筛选出了有效成分含量较高的 新物质3 。 目前 ,转基 因 药 用 植 物 器 官 和 组 织 的 研 究 文 献 报 道 较 响1 。基因工程技术是生物新技术的重要组成部分 ,已渗入 了药学领域研究中 ,研究 、开发防治重大疾病的有效药物 ,始 终是药学领域的重要内容 。本文就目前基因工程技术在药 学领域中的应用作一综述 。 多4 ,已有青蒿 、黄芪 、丹参 、红豆杉 、决 明 、大 黄 、栝 楼 等 10 多种药用植物转化的器官 ———发状根诱导成功 ,并建立起了 它们的培养系统 。对青蒿 、黄芪 、丹参的发状根培养研究已 经相当深入 ,进入了大规模培养的水平 ,不仅进行了有效成 分的研究 ,而且部分还进行了药理作用试验 。对青蒿的研究 还克隆出了有效成分生物合成途径中的关键酶基因 。 1 转基因药用植物和转基因药用动物在药学领域中的应用 1. 1 转基因药用植物或器官和组织 转基因药用植物或器 官和组织研究 (尤其是后者) ,是我国近几年药物 ( 主要是中 药) 生物技术比较活跃的领域之一 。转基因药用植物研究的 方法 ,主要是分别通过发根农杆菌和根癌农杆菌诱导植物形 成毛状根和冠瘿瘤 ,进而再分化形成植物植株2 。中国医学 科学院药用植物所用此法对丹参进行了研究 ,将其与栽培的 丹参作了形态和化学成分上的比较研究 ,结果发现 ,毛状根 再生的植株叶片皱缩 ,节间缩短 ,植株矮化 ,须根发达 ; 而冠 瘿组织再生的植株株形高大 ,根系发达 ,产量高 ,丹参酮的含 1. 2 基因工程动物模型5 完整的动物模型可以模拟人类 疾病的起始和发展 ,并为其研究可能的治疗方案提供统一有 效的系统 。但由于许多疾病缺乏相应的动物模型 ,阻碍了药 物研究的发展 。近年来 ,多种转基因动物模型和基因敲除动 物模型的研究获得了成功 。这必将大大促进新药的研制和 开发 ,其中 ,对转基因动物模型的研究较为成熟 (见表 1) 。 表 1 部分已建立的人类疾病的转基因动物模型 5 Some esta blished transgenic animal models of human diseases Ta b 1 疾 病 基因转移方法 转 移 基 因 阿尔茨海默病 (Alzheimer’s disease) α1 抗胰蛋白酶缺陷 ( 肺气肿) 原发性高血压 Ⅰ型糖尿病 β淀粉状蛋白体基因 突变的人 PiZα1 - 抗胰蛋白酶基因 小鼠 Ren - 2 肾上腺素基因 H - ras 基因 ;MHCI 的抗原 H - 2 kb 基因 ; 大鼠胰岛素类 Ⅱ抗 原 Ⅰ- , Ⅱ- , Ⅰ- E 基因 ;小鼠 MHCI 类抗原 , H - 2 kb 基因 胰岛素淀粉状多肽基因 人α和β珠蛋白基因 ,人α2 珠蛋白和β珠蛋白基因 突变的人的β珠蛋白基因 人的β珠蛋白基因 HIV tat 基因 HIV tat 基因 微注射 微注射 微注射 微注射 Ⅱ型糖尿病 镰刀型细胞贫血症 HbE 异常血红蛋白症 地中