生物学基础研究(6篇)

生物学基础研究篇1

[关键词]中药复方;药效物质基础;关键科学问题

SubstancebasisresearchonChinesemateriamedicaisoneofkeyscientific

problemsofinheriting，developmentandinnovationofChinesemateriamedica

YANGXiu-wei

（SchoolofPharmaceuticalSciences，PekingUniversity，Beijing100191，China）

[Abstract]ThecompoundChinesemateriamedicaisthemedicationpatternofthetraditionalChinesemedicineforthediseasepreventionandtreatment.ThesingleChinesemateriamedica（mostlyindecoctionpieces）istheprescriptioncompositionofthecompoundChinesemateriamedica.ThestudyoftheeffectivesubstancebasisofChinesemateriamedicashouldbebasedonthechemicalcompositionsofthecompoundChinesemateriamedicaasanentrypointconsideringthedifferentstatusof″Monarch，Minister，Assistant，andGuide″foracertainsingleChinesemateriamedicainthedifferentcompoundChinesemateriamedicawhilesubstancebasisresearchofacertainsingleChinesemateriamedicashouldbeafullcomponentanalysisaswellasbothstableandcontrollablequality.SubstancebasisresearchonChinesemateriamedicaisoneofkeyscientificproblemsofinheriting，developmentandinnovationofChinesemateriamedica.

[Keywords]compoundChinesemateriamedica;effectivesubstancebasis;keyscientificproblem

doi：10.4268/cjcmm20151719

中药是以人种药理学（ethnopharmacology）为基础而发展起来的，在现代意义上的筛选开始之前就已经进行了为各种应用目的的临床试验/总结。由于这种临床试验/总结是以人种为对象，总结出的结果是科学的。中药经历了漫长的发展史，汉《神农本草经》最初记载中药365种，唐朝《新修本草》增加了中药114种，明朝《本草纲目》记载中药1892种。初刊于同治三年（1864年）的《本草纲目拾遗》，对《本草纲目》的药物加以补充和订正，增录了药物716种，吸收了不少民间药物和外来药物，加附篇收载中药，总计921种。这些是传统中药，经历了人种药理学的考验。其后不泛发展了一些中药，但大多只能归属为“药用植物”或“草药”，很少经历人种药理学的严格考验。本文以传统中药为对象，阐述其物质基础研究是其继承、发展、创新的关键科学问题。策略之一是中药材、饮片突出全成分分析和稳定性物质基础研究，中药复方突出药效物质基础研究。

1生药和饮片物质基础研究

1.1生药的物质基础研究

生药是指纯天然未经过加工或者简单加工后的植物、动物和矿物等类中药材，少数为人工制成品。因此，生药是中药的原料药。依据药品国际通行的“安全、有效、质量可控”三要素原则，生药首先要具备此三要素，它们都与生药的物质基础相关。如安全性上，附子中的乌头类生物碱，马钱子中的士的宁类生物碱，鸦片中的吗啡碱。有效性上，麻黄中镇咳、平喘的有效成分为麻黄碱类生物碱。质量可控上，前述这些化学成分含量的多寡。由此推论生药的物质基础是中药“安全、有效、质量可控”的先决条件。由于中药应用很少像“独参汤”那样一味药应用，基本为复方，每个生药所含某一个和/或某一类化学成分在复方中的权重由该味药在复方中的君、臣、佐、使的地位所决定，“药有限，方无穷”，“药有个性之特长，方有合群之妙用”。在某个中药复方中起主导作用的某些分子或“分子群”，在另一个中药复方中可能是次要的分子或“分子群”了。因此，生药物质基础研究科学、现实的做法必定是全成分分析。这种全成分分析是中药领域的公益性事业，决定了要采取“举国体制”式的由国家相关部门统筹计划安排，稳步推进其进展。

1.1.1生药的物质基础研究与物种中药基原植物具有多样性，有其历史原因。①不同科来源的中药材。1963年版《中国药典》同时收录了木通科木通、毛茛科川木通（小木通ClematisarmandiiFranch.或绣球藤C.montanaBuch.-Ham.的干燥藤茎）和马兜铃科关木通（东北马兜铃AristolochiamanshuriensisKom.的干燥藤茎），作为木通应用，由于产量的原因应用最广泛的是川木通和关木通。直至“马兜铃酸性肾病”提出后，引发了对木通、川木通和关木通物质基础的深入研究，揭示出关木通含马兜铃酸和马兜铃内酰胺等，毒性大;木通不含马兜铃酸和马兜铃内酰胺，安全无毒^[1]。2000年版和2015年版《中国药典》木通项下收载木通科植物木通Akebiaquinata（Thunb.）Decne.、三叶木通A.trifoliata（Thunb.）Koidz.或白木通A.trifoliata（Thunb.）Koidz.var.australis（Diels）Rehd.的干燥藤茎为木通的法定药材。②同科不同属来源的中药材。如《中国药典》土鳖虫项下收载为地鳖EupolyphagasinensisWalker或冀地鳖SteleophagaplancyiBoleny的雌性干燥体，物质基础不详。③同属不同物种来源的中药材。如人参（PanaxgingsengC.A.Mey.的根和根茎）和三七[P.notoginseng（Burk.）F.H.Chen的根和根茎]同为人参属（PanaxL.）植物，前者人参三醇型皂苷与人参二醇型皂苷的含量比为1∶2.75，含微量齐墩果酸型皂苷;后者人参三醇型皂苷与人参二醇型皂苷的含量比为3∶1，以20S-原人参三醇型皂苷为主，不含齐墩果酸型皂苷^[2-3]，它们为不同的中药材。④同一物种不同的药用部位。麻黄来源于麻黄科植物草麻黄、中麻黄或木贼麻黄的草质茎，功效为发汗解表等;麻黄根来源于草麻黄或中麻黄的根及根茎，功效为止汗固表。同物种不同部位，临床运用各异。麻黄草质茎中主要生物碱以麻黄碱和伪麻黄碱为代表，而麻黄根中主要生物碱以大环精胺类生物碱为代表，物质基础不同，作用截然相反。枸杞是茄科植物枸杞的成熟果实，传统滋补药，具有滋肾、润肺、补肝、明目等作用;地骨皮是枸杞的地下根皮，清热凉血药，临床上主要用于虚劳潮热盗汗、肺热喘咳、吐血衄血等出血性疾病，以及高血压、糖尿病等。生药物质基础的研究有助于判断物种的差异和同一物种不同部位药用价值的取向。

1.1.2生药的物质基础研究与药材的道地性与非道地性由于中药材的优质性没有客观和法定的依据，人们习惯将道地药材称为优质药材。道地药材的化学组成除受该物种的遗传因素控制外，还受该物种所处环境的胁迫。因此，根据标准道地药材物质基础化学组成的可视化图谱，不是某个或某几个，而是化学物质的指纹性，能够甄别道地性与非道地性药材。同时，研究道地药材物质基础与谱效学是否相关联，有助于判断道地药材的优质性。物质基础是“因”，优质性是“果”。

1.1.3生药的物质基础研究与中药材规范化种植/养殖由于中药材主要来源于植物、动物和矿物，决定了其种植/养殖是实现可持续性利用、发展的必然选择。近年来大中药产业链的形成和不断延伸，加剧了天然资源的不断减少和枯竭，资源问题面临挑战。“九五”末期开始，国家采取建设中药现代化科技产业基地和规范化种植/养殖（GAP）基地来缓解资源问题的压力和提高中药现代研究水平，对常用或急需、濒危的120余种中药材开展了引导性GAP工作，面积不断扩大，也极大地调动了中药制药企业和跨国集团参与中药材GAP基地建设工作，经过科技创新的持续推进，常用中药材生产体系基本建立。尽管出现了发展中的连作障碍、病虫害等方面的问题，总体趋势形势喜人。但是，面临用什么指标评价其质量优劣、如何指导其标准化操作规程（SOP）制定的科学问题挑战。由于生药的物质基础系统性研究薄弱，科研积累不够，不能从体现药物属性的物质基础方面进行科学评价，严重制约了中药材GAP工作的有序推进。生药物质基础存在是客观事实，因而现实的技术策略之一是明晰生药的物质基础，进行全成分分析及其含量科学标准制定，指导中药材GAP基地建设。

1.1.4生药的物质基础研究与药材的定向优选、培育中药材是一种特殊商品，产量高不是衡量其质量优劣的指标，物质基础存在、内含成分比例和含量适当才是“金”指标。因此，只有在质量标准科学确定的前提下，以其为指导，才能多、快、好、省地定向优选、培育良种或新品系。

1.1.5生药的物质基础研究与中药材濒危物种可持续性发展美国《濒危物种法》指出，导致物种濒危或受到威胁的原因有：①野生动植物的生境或活动范围已被毁灭、更改、缩小或有被毁灭、更改、缩小的危险;②因商业、娱乐、科研或教育活动而过度利用;③疾病或捕食行为;④现有的管理机制不充分;⑤自然或人为因素影响了它们的持续生存。这些因素在中药材濒危物种中都存在。我国政府除立法保护外，还鼓励科研工作者寻找代用品。那么能否代用？物质基础是决定因素。应该在这些中药材濒危物种还存在的情况下，尽早明晰其物质基础，建立数据库，以便对照比较，寻找到或研制出切实可行的代用品。

1.1.6生药的物质基础研究与其体内过程研究中药的体内过程研究，已成为中药现代研究的重要发展方向之一^[4-7]，涉及到药代标示物、靶标示物和非靶标示物分析，中药药物相互作用以及药物代谢酶的诱导和抑制等方面的研究，能够为现代科学阐明药物作用的物质基础提供方法。鉴于中药复方化学成分复杂，可变性因素较多，中药的体内过程研究应以单味中药为切入点。因为中药所产生的整体疗效是建立在单味中药基础之上的，“药有限，方无穷”，将单味药的基础研究做好，具有重大战略意义，可辐射促进复方的研究。尤其是复方配伍中的相互作用研究等，是以单味药的研究成果为基础的。这些的前提条件都要求生药的物质基础应尽量清楚。

1.2饮片的物质基础研究

中药饮片是中药材经过按中医药理论、中药炮制（旧称修治）方法，经过加工炮制后的、可直接用于中医临床的中药。表明中药材、中药饮片并没有绝对的界限，中药饮片包括了部分经产地加工的中药切片（包括切段、块等），原形药材饮片（适应于易用性的炮制）以及经过切制（在产地加工的基础上）、炮制的饮片（适应于临床特殊应用的炮制）。中药切片和原形药材饮片管理上应视为中药材。而管理意义上的饮片概念应理解为：“根据调配或制剂的需要，对经产地加工的净药材进一步切制、炮制而成的成品称为中药饮片”。严格意义上的中药饮片是处方药。炮制是中药的特色之一，包含了许多“绝技”，在某些人为因素的干预下，生药的物质基础无论在组成上、比例上都可能发生变化，尤其是物质基础化学结构上的变化，将直接影响其毒性和疗效。如附子的炮制减毒;熟大黄、酒大黄、醋大黄、大黄炭药性的改变;水参加工成红参化学结构上的改变^[2]等等。总之，按标准操作规程炮制而成的饮片，有其自身的物质基础。明晰炮制品的物质基础，对于揭示炮制机理、制定标准炮制规范和质量标准、保证中成药质量等都有重要科学意义。饮片物质基础的重要性，亦随它在复方中的君、臣、佐、使地位所决定，因此，饮片物质基础的研究亦应是全成分分析。

1.3生药与饮片物质基础稳定性研究

无论是生药还是饮片，每个生药、每个饮片，在不同的处方组成中，都对应不同的作用。追求它们物质基础的平衡、稳定，控制其制备程序和质量，是保证中成药“安全、有效、质量可控”最现实的方法，具有普遍和重要科学意义。

2中药复方药效物质基础研究

中药复方是中医药基本理论的物质载体，其对疾病具有治疗作用是客观事实，那么就有物质基础存在。这种物质基础不同于生药或饮片，因为中医师设计的某一处方针对的是“证候”或疾病，遵循“相须、相使、相恶”的作用规律，同一味中药在不同配伍环境下在体内表达不同的效应物质，从而实现药效的配伍取向。所以，这种物质基础不是一般意义上的物质基础，而是药效物质基础。中药复方才是研究中药药效物质基础的良好切入点。一般来说，中药药效物质基础是指中药中含有的能够表达药物临床疗效的化学成分的总称，显效的化学物质来源和状态复杂。一方面，那些尽管在中药材中含量较高，但由于生物利用度低，或代谢消除迅速等原因难以在体内达到有效浓度的成分，很难成为重要的药效物质基础;反之，中药中有些微量成分可能在生物体内通过代谢转化生成强活性代谢产物，或众多微量成分产生明显的累积作用而发挥药效。另一方面，药物药效的发挥主要取决于那些能够吸收进入体循环的成分，并具有一定的适宜药代动力学和组织分布特征，能够到达靶组织进而与靶点相结合或相互作用，发挥药效。可吸收成分可能是中药原型化学成分，亦可能是原型化学成分在体内的生物转化和/或代谢产物^[4-5]。

中药的药效物质基础是关系到中药的有效性及安全性等的关键因素，其研究和确认的技术与方法是制约中药现代化及国际化进程的关键科学问题。中医在已形成的中医药理论指导下，按照“理、法、方、药”，“君、臣、佐、使”组方遣药对证治疗，是中药有效成分对经络脏腑病证多层次、多靶点综合作用的结果，从分子层面上来说，实际上就是中药中多种分子“组合物”的作用结果。由于绝大多数中药来源于动植物，动植物按照其生活史和抵御外在因素侵饶，精细地合成不同结构类型的相应化学物质，决定了中药中所含有的化学成分是一个复杂体系。对于疾病来讲，并不一定前述的“组合物”中的每个分子都有直接的作用，而是各施“君、臣、佐、使（药物相互作用）”的功能职责。因此，中药对某种证候或疾病的有效与无效，直接取决于有效成分的存在与否和量的多寡。中药中的有些化学物质对于机体来说直接发挥生物学作用，称之为有效效应物质，而另一些是间接发挥生物学作用，如大多数原生苷是前药（pro-drug），其在人体内的生物转化产物和/或代谢产物发挥生物学作用;其他类型的化学物质亦可能存在类似的转化形式，等等，这类天然的化学物质称之为有效成分。既不产生直接作用，亦无间接作用的化学物质，称之为无效成分。一般来说，按照中医传统水煎的处理方法，对有效成分、有效效应物质和无效成分是没有选择性的，是一个遵循热动力学的混合体。中药对于人体来说是外来异物（xenotics），其对人体的作用称之为药效（有些是毒效）;人体对外来异物本能的处置过程，称之为代谢。代谢包含了有毒物质的无毒化、无毒物质的有毒化、无效物质的有效化、弱效物质的强效化以及有效物质的“灭活”等等。药效（毒效）反映了药物的属性，代谢体现了机体的本能，两者既对立又统一。另一方面，并不是使用的中药剂量越大越好，而是有一个剂量范围，方剂中药物配伍合乎法度，不但体现在药物之间性味、归经、功用等的协调呼应，而且体现在用量上各组成药味也应当符合一定比例，各味药的剂量调整往往会使方剂的功能发生较大变化。绝对量和比例的确定，要求物质基础的明晰化。

中药化学成分的研究以分离出吗啡为标志，已有200余年的研究历史。国内外研究者借助于植物化学的思维模式和方法、手段，在阐明中药化学成分结构的多样性上做出了贡献，如人参^[2]、三七^[3]中的皂苷类化学成分。对于中药有效成分的研究，发展了诸如生物活性导向分离^[8-9]、成分敲出方法^[10]、中药血清药物化学方法^[11-12]、中药整体药代动力学分析方法^[13]和分子生物色谱技术^[14]等等，在解决中药活性成分（尚不能称为药效物质基础）方面起到了一定的积极作用。然而由于思路、方法及应用技术的局限，都在某些方面存在不同的弊端。从药物的角度来讲，始终没有克服寻找有效成分的盲目性，不仅发现率低，而且无谓付出巨大，浪费人力、物力和财力。同时，由于存在将化学成分视同于有效成分和/或效应成分的错位认识，出现越纯化分离活性越弱甚至无效的现象，漠视化合物之间药效的叠加作用或相互作用。由于过去在植物化学思维模式下的中药物质基础研究和在西医解剖学概念指导下的药效学实验在一般的实验室即可完成，出现对中药化学成分研究相对比较深入而对其有效成分和/或效应成分研究远远滞后的现象，多学科交叉研究不够。近年来出现了高通量筛选理论和技术、体外细胞水平的生物活性筛选等，在药物与靶标的相互作用的表征分析方面取得了许多新进展，如表面等离子共振技术（surfaceplasmonresonance）^[15]、亲和磁珠（affinitymagneticbeads）^[16]、生物素亲和标签（biotin-affinitytag）^[17-18]、化学蛋白质组学（chemicalproteomics）^[19]、靶分子亲和-质谱分析技术（targetmoleculeaffinity-massspectrometry）^[20]等等，但多注重中药原形单体化合物的研究，虽阳性率较高，但成药性差，原因是忽视了中药复方的多靶点作用，缺少能系统表征中药特性的“多组分-多靶标”的分析方法，难以解决中药复方多成分多靶标的问题;同时亦忽视了中药化学成分在体内过程中的变化或相互作用。面对多成分，作用必定是多靶点。Hopkins于2007年提出了网络药理学（networkpharmacology）理念^[21]，随后有学者响应^[22-24]，尝试在中药研究中的应用。2012年，华东师范大学构建了一个中草药整合数据库^[25]，通过文本挖掘方法得到了46914个复方，8159种中草药，25210个化合物，6826种药物，3791种疾病以及17521种相关的靶标，嵌入了网络可视化平台，对已知成分-靶标-疾病网络数据进行可视化，解释中草药的分子作用机制。但该平台不能对没有靶标数据的化合物进行预测，也不能将靶标与疾病关联起来。其他的研究组^[26]亦在进行着不同的尝试。网络药理学采用网络与系统的方法建立复方化学物质组与机体靶标群相互作用的评价体系，确为中药复方作用机制的探讨提供了一个方法，但对于物质基础都不清的中药复方来说，目前只能是“阳春白雪”、“纸上谈兵”。因此，只有有效物质基础明确了，利用大数据的处理手段和技术，才能构建准确度高、特异性强的适合于中药的预测模型。时代赋予我们中药复方有效物质基础要明晰化的巨大挑战。否则难以进行科学传承。

应对挑战，提出如下步骤的现实策略。

①选择名方、经方进行研究。名方、经方具有人种药理学的长期临床实践和沉淀，疗效确切。其中，药对，又称对药是良好的切入点。药对是指临床常用的、相对固定的2味药物的配伍组合;是历代医家临床实践的结晶;是中药复方配伍中最基本、最简单和最常见的用药组方形式;药对研究一直是复方配伍研究中最基础和最重要的切入点。集历代临床药对实践之大成、现代研究之成果，2002年军事医学科学出版社出版了专著《对药的化学、药理与临床》，对800余个药对或配伍，从中医理论，药学、药理和毒理研究，临床应用及不良反应诸方面进行了详细论述，另从组方和作用机制及应用特色的角度亦加以辨析。2009年人民卫生出版社出版了专著《常用中药药对分析与应用》，收载了临床常用的近400对药对，较系统地介绍了临床常用中药药对配伍理论形成、发展过程和药对配伍规律及其临床合理应用。两书充分反映了中药药对研究和应用的全貌，但从现代“循证”的角度研究其相互作用的成果甚少。正确的药对应用，可使药物作用与效应发生变化，变化的结果可使疗效增强或不良反应降低或消失;不恰当的应用，亦可能使疗效降低或出现严重的不良反应。利用药物相互作用，除提高疗效，减少毒副作用外，也可进行药物中毒的解救，防止耐药性的出现等等。近代，西医亦在学习中医的思维，并应用于临床实践。由于药对配伍精当，是解析中药多味药复方组方和作用机制的基础和分析策略，因而已受到国际医药界的关注。以对药为示范，总结普遍规律和特性，可指导复杂中药复方的研究。

②在生药或饮片全成分分析的基础上，进行复方标准汤剂共有成分和个性化成分研究，关注新产生的化合物，量变和比例变化等。如左金方的研究^[27-28]。

③在复方化学成分研究的基础上，探讨其在肠内的稳定性，包括肠内菌丛和内源性酶对其的生物转化，规模化制备其肠内菌生物转化产物。如通脉方的研究^[29]。

④肠吸收研究。除了作用于消化系统外，口服药物能否稳定地吸收进入血液循环是衡量其是否能成为有效成分和/或效应成分的指标之一。研究药物肠吸收的模型较多，晚近开发的人源肠Caco-2细胞单层模型^[30]能预测可吸收成分和不被吸收成分，以及吸收过程中的化合物之间的相互作用、代谢稳定性、外排和吸收动力学等，尤其是不被吸收成分的排除，使中药化学成分复杂性简化。最近几年开发的用于中药复方物质基础研究的Caco-2细胞胶原包被6孔转运板体系^[31]更适合复方中药成分肠吸收研究。

⑤以复方可吸收成分研究结果为基础，体外研究这些成分在肝脏的代谢稳定性，并规模化制备代谢产物。

⑥可吸收成分（包括复方的肠内菌转化产物）及其肝脏代谢产物的体内过程和动力学研究，评判药代动力学参数。

⑦可吸收成分（包括复方的肠内菌转化产物）及其肝脏代谢产物生物活性，包括药物转运体、作用靶点和作用机制的研究，亦包括毒性研究、病理学研究等，以发现效应成分为主要目的。由于是体内实际作用成分，可采用各种高通量筛选技术、体外细胞模型等进行筛选。

⑧总结以上成果并结合生物信息学，表征中药复方的活性成分（组）-靶标（群），揭示中药复方配伍和作用机制，形成系统的方法学或共性关键科学技术。

⑨根据中药复方作用的机制，确定相关生物标记物，进行中药代谢组学研究，从整体出发研究疾病与中药对人体产生的影响，揭示遣药组方基本原则的科学内涵。

⑩分析中药复方临床药效与现代生物医学理论和实践的对应性，并进行现代表述，为尽快使中医药得到国际理解和认可提供现论支持。

此外，中药通过改善肠内微生态平衡来达到纠“证”或治疗疾病，亦是不容忽视的一个方面。近年来，从“宏基因组学”角度研究人肠内微生态，寻找与“证”或疾病相关联的微生物、疾病诊断的生物靶标等亦陆续展开，如中国学者的肠道微生物与Ⅱ型糖尿病的宏基因组关联分析^[32]等，以及随后的国外学者的研究结果等^[33]。

3中药物质基础研究与其创新发展

任何学科的发展都要与同时代相关学科的发展水平处于同步化状态才能得到健康发展。面对现代生物医学日新月异的发展，传统的中药必须实现现代化才能适应时代的步伐，必须具有现代科学化特点。中药是一个复杂成分组成的复杂给药系统，一方面，中药复方传统水煎的处理方法，对有效成分、有效效应物质和无效成分基本上是没有选择性的;另一方面，药味配伍将对单味药的吸收、分布、代谢、排泄、毒性和药效（ADMET/Act.）的动力学过程施以相互作用。明晰这些药味的物质基础，才能科学地创制出分子组分水平的“有效组分”现代中药。

中医药理论和实践是适应疾病发生、发展的典型的个体化治疗，具有生物顺应性的特点。近年来，西方现代医学亦在学习中医的整体观理论和思想，发展个体化治疗。每个患者的疾病发生、发展和预后可能各不相同，中医临床上辨证施治，中药复方对应证候或疾病，根据中药复方给药形式的特殊性及方证对应疗效的专属性，以中药复方物质基础为分子“探针”，有可能在疾病发生、发展机制阐明上有所突破。尤其是近年来代谢组学思想和技术方法在中医药研究领域的应用，许多生物标记物的发现及其动态变化研究结果，将对新医药学的诞生产生巨大贡献。

几十年来，西方国家亲睐中药的人种药理学的辉煌成绩，认为从这些临床治疗总结出的中药中极有可能发现现代意义上的创新药物或先导化合物，因为受试群体为人，没有种属差异。另外，药物与天然产物、组合化学库相比，天然产物明显占据了更多的化学空间，具有更多的化学多样性。因此，传统药物已成为新药或先导化合物筛选的重要资源。实际上，我国在这方面也取得了卓有成效的工作，如麻黄碱、青蒿素、靛玉红、三氧化二砷、加兰他敏、人参皂苷-Rg3等，源于中药，创新于中药。相信随着中药现代研究的不断推进，中药将会在这条途径上创造出更加辉煌的成绩。

4结语

目前全球使用天然药物（包括中药）的人数约为40亿，德国是西欧国家使用中草药最多的国家，占了德国和欧盟70%的市场份额，德国人超过58%服用中草药，在德国大部分药店都可以买到中草药。澳大利亚每年至少有280万人次看中医，中草药逐渐成为澳洲医药市场的重要组成部分。在美国，中医药亦逐步取得合法地位，越来越多的保险公司将其纳入医疗保险的范畴，2002年美国政府批准将中医列为医学保健系统之一。美国FDA不再要求中草药是所谓纯而又纯的“单体纯品”，可以是“安全、有效、可控的混合物”，为中药走进美国主流市场清除了法律障碍。补充与替代医学的提出，世界各国正在不断放宽对中医药的限制，其销量亦呈逐年攀升态势，中医药产业在全球正迎来一个新的发展契机。我们应该快速顺应而上，把握中药物质基础研究是中药继承、发展、创新的关键科学问题，揭示中药防治疾病的物质基础，在现代科学技术层面上，宣告中药防治疾病比合成药物更优越。

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生物学基础研究篇2

1中药四性研究概况

四性是古代中医医家在长期临床过程中凭直觉或直观的判断进行研究得到的朴素如现象描述的观察性研究结果，本质是临床经验的总结。20世纪中药现代化得到长足发展，学者们已从生物学领域研究中药四性。对中药四性的研究主要集中在我国与日本。我国学者曾对72味中药进行实验发现寒、凉性药物具有不同的生理机制功效，寒凉、温热药物分别具有退热、抗菌、抑制或兴奋、刺激作用，从而得出认为偏寒性药适合于人体热量过剩的疾病状态，偏热性药适合于人体热量不足的疾病状态，随后有学者们陆续提出寒凉药物可抑制交感神经递质的合成与释放、寒凉药与温热药对人体功能活动有抑制与兴奋的相反作用。四性物质基础的研究以元素为主，黎晓敏等发现寒凉药、温热药中微量元素含量不同（锰、钾、铁等），元素的酸碱强弱决定了药物的寒热温凉之性。关于中药寒温属性描述与评价，杨波通过测定中药对大肠埃希菌生长热谱曲线的影响，认为寒凉药与温热药之于人体分别通过对热量的影响表现为抑制与兴奋。通过给予动物典型的寒、热方剂发现药物可影响大鼠代谢、消化、行为特征及生长发育状态，进而发现温热药可影响大鼠代谢基因的表达。近年来已有学者研究中药物对人体宏基因组的影响，发现中药对人体微生态平衡有重要影响。

2中药四性研究存在的问题与解决方法

中药四性的传统判定方法是多元的，不同方式确定的四性与其功能及功能承担者（患者）存在不同的关联方式，故基于四性来源的一元性现代研究不可能得到对中药四性理论的全面、正确认识。目前关于中药四性的研究存在四性物质基础与生物效应研究分离，忽视复方寒温属性研究，局限于寒热两性的研究，重视单类药性药物的药效学评价同时忽略四性比较，实验研究与临床研究脱离等。如把中药四性简化为寒、热两大基本属性与临床不符，因疾病属性尚有实热、虚热、寒实、虚寒之分，故《神农本草经》把四性分为寒、微寒、平、微温、温五类，《名医别录》又补充了大寒与大热两类，药物四性的精细划分是古代医家基于疾病寒热属性程度对药物做出的对应划分，现代研究将微寒归为寒性、微温归为温性、平性药物与也纳入寒温性药物，这样的简单绝对化方法是不会得出客观结论的。迄今为止，对寒、热属药物的研究均为动物实验，以镇痛、抗炎、花生四烯酸等为通用指标观察大部分实验动物，均从寒热两类药物分别进行，未对两类药物见生物效应的比较，故难以得出令人折服的结论。

针对以上问题，笔者认为关于四性的研究应将目标转移到客观科学的轨道上来，明确传统四性判定的多元性，将重点放在药物四性临床有效性的研究上。从比较典型的寒、热疾病入手，把具有确定寒热属性的单味中药与复方干预效应结合起来，兼顾临床、药效学、药动学，动态、综合评价寒热性药物与热寒性疾病相互作用的本质。从个别到一般的揭示四性的科学内涵将是四性研究的主流。以中医学理论为指导并贯穿研究过程是关于四性一切研究的基础前提，如此方能保持中医药学理论与临床应用的特色优势，才能使关于四性研究的结果即可实现现代科学语言的阐述，具有时代特征，又不失自我，为现代中医药学理论提供新的理论思想与认知系统。进行四性物质基础研究时应重视宏观整体性研究与微观分析性研究，在器官、细胞、分子等水平开展研究，并将不同层面的结果进行整合。在研究物质基础、实验药理作用之后，还须研究二者与中药药性理论之间的关系。探索出物质成分、实验药理作用与中药药性及其相关理论之间的关系。同时，中药基础物质成分的定性与定量研究也十分重要，根据药物有效物质成分对机体的影响，有望对其属性进行更为精确的定性定量分析。对中药基础成分在体内的代谢转化过程如血清药物化学、肠道菌群与肝脏代谢对药代学的影响在某种程度上更为重要，因真正发挥药物疗效、体现四性本质的并不一定是药物中的原型成分。单一化学成分的作用于复方作用机理不同，仅根据已知的化学结构筛选与寻找药物有效／无效成分的方式相当孤立，可想而知，对于中药药性的研究也不能走一元论的途径，对中药药性的研究不能简单等同于生药学的筛选与提取方法。现有研究如元素等的量化研究，虽取得了一定成就，但不应是中药研究的主流方向。

生物学基础研究篇3

血清药物化学是中药药效物质基础研究的新领域。文章主要论述了近年来血清药物化学在中药物质基础方面的研究现状，并结合作者自己的思路，对中药血清药物化学的研究进行了展望。

【关键词】血清药物化学中药物质基础

血清药物化学主要是研究血清中的化学物质，观测血清中外源性活性物质及其作用和代谢规律，是近年来迅速发展起来的研究中药药效物质基础较为科学的一种方法［1］。1989年，日本学者田代真一提出了“血清药理学”和“血清药物化学”的概念。1997年，国内发表了“中药及复方的血清药物化学研究”一文，提出了“中药血清药物化学”的概念及理论［2］。近十年来，国内许多学者和专家已经进行了大量的研究，为中药物质基础和作用机制的深入研究奠定了基础。现就其研究应用现状作一综述。

1血清药物化学在中药物质基础方面的研究现状

1.1血清药物化学在单味中药物质基础方面的研究国内提出中药血清药物化学之前，就已有学者对远志、越桔、白术、东北红豆杉、地黄等单味中药展开过研究。近年来，有更多的人将血清药物化学的方法应用于阐明中药的药效物质基础。

1.1.1茵陈蒿［3］口服给药发现6，7-二甲氧基香豆素(6，7-dimethylesculetin，DME)为茵陈蒿汤的主要血中移行成分，药效研究证明其具有利胆、抗炎、利尿、降血脂等一系列茵陈蒿生药的药效，因而认为6，7-DME为该方的主要体内直接作用物质。

1.1.2当归［4］给药血清中，藁本内酯二聚物、藁本内酯、z-Butylidenephthalide、z-6，7Epoxyligustilide和falcarindiol等5个物质的相对含量比原药中高，分析这些成分表现出较高的生物活性，它们有可能是当归的药效活性物质。

1.1.3土茯苓唐氏等［5］对单味中药土茯苓的血清药物化学初步研究表明，大鼠含药血清中的特征峰代表的物质很可能为原型成分，即药效成分。

1.1.4补骨脂王氏等［6］对补骨脂的药物活性成分进行筛选和分析得出，补骨脂素和异补骨脂素吸收入血，是补骨脂的主要有效成分，其血清药物化学研究结果与药理研究结果相符。

1.1.5大黄［7］给药后大黄药材共检出22个成分入血，其中大黄酸含量最高，其他蒽醌类成分含量较低。无论给大鼠的灌胃样品是大黄游离蒽醌提取物还是大黄结合蒽醌提取物，存在于大鼠血清中化学成分是相似的，以芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚为主，提示这些成分可能是大黄抗内毒素的主要药效物质，但是大黄入血成分可能并不全是其抗内毒素的有效成分。

1.1.6大青叶［8］大青叶水煎液灌服大鼠含药血清中的特征峰代表物质主要有3个，且通过比较色谱和光谱图，在相同的保留时间下，含药血清与灌胃药液没有相同的物质，表明以上3种物质均为大青叶在体内的代谢产物，它们有可能是大青叶的药效物质。

1.2血清药物化学在中药复方物质基础方面的研究

1.2.1复方安替威胶囊［9，10］研究表明，给药血清中产生19个药源性成分，通过体外抗SARS病毒实验证实，以这19个血中移行成分为主的有效部位群是复方安替威胶囊抗SARS病毒的药效物质基础；并发现绿原酸、黄芩苷既是入血的主要成分，也是众多代谢产物的前体化合物，因而推测它们最有可能成为药效物质。

1.2.2六味地黄丸［11，12］研究表明给药后从血中发现了11个入血成分，对这11个血中移行成分进行分离和结构鉴定，共分离得到了8个化合物，成功地分离鉴定了六味地黄丸的体内直接作用物质。

1.2.3复方五仁醇胶囊［13］给药后血清中产生药源性成分13个，全部来自君药五味子，其中8个为制剂原型成分，包括五味子醇甲、五味子甲素、五味子乙素，其余5个为代谢产物，这13个药源性成分很可能是复方五仁醇胶囊的体内直接作用物质。

1.2.4黄连解毒汤［14］经黄连解毒汤样品及其含药血清对比，初步确定了10个来源于复方的原型成分，尚有几个代谢产物，但一些原方剂中的主要成分并未在血清中检测到。说明中药复方在体内的物质基础，并不只是原方剂的主要成分，可能是代谢产物或者其他成分才是体内的药效物质基础。

1.2.5醒脑滴丸［15，16］给药后，血清指纹图谱中栀子苷、京尼平龙胆双糖苷、人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1及人参皂苷Rd含量较高，同时在血中也分析出醒脑滴丸天然冰片中的右旋龙脑，与文献报道的药效作用相关，说明上述成分应为醒脑滴丸入血的主要有效成分。

1.2.6双参宁心方［17］给药后，在血药指纹图谱检测到的15个血中成分中，确定了人参皂苷Rg1、丹酚酸B、延胡索乙素、脱氢紫堇碱4个成分，通过心肌细胞抗缺氧/复氧损伤实验发现这些成分能降低LDH漏出率，对心肌细胞具有保护作用，提示它们可能是血清中主要药效物质。

1.2.7归苓片［18］给药后出现了12个入血成分。当归中的内酯化合物LevistolidA，白术中的白术内酯Ⅲ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅰ，茯苓中的茯苓酸，都被检测为主要活性成分，这些成分可能为归苓片体内直接作用的药效成分。

1.2.8枳术丸［19］口服给药后，大鼠血清中检测到13个化合物，其中，柚皮苷、橙皮苷和新橙皮苷为主要入血成分，相关研究表明枳术丸中橙皮苷、柚皮苷为枳术丸治疗腹胀、心下痞、胃脘痛等的药效物质基础。

1.2.9复方茵陈蒿汤［20］应用血清药物化学，对茵陈蒿汤进行了系统的血清药物化学研究，结果找到并鉴定了21个血中移行成分。其中，苦藏花苷酸、京尼平龙胆二糖苷和色原酮类2，5-Dimethyl-7-hydroxychromon均为栀子中固有的成分；绿原酸类物质和色原酮类6-Dementhoxycapillarisin是茵陈蒿中固有的成分；化合物CapillaridinA有烯炔结构，由茵陈和大黄共同产生。

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此外，还分别有学者对克感利咽口服液、甘草附子汤、降脂宁、银翘散、生化汤、生姜泻心汤、冠心II号煎剂等复方中药展开血清药物化学研究，为进一步阐明中药复方的药效活性物质奠定了基础。

2血清药物化学研究方法的优点和不足

血清药物化学的优点：①能防止中药粗制剂本身理化性质(各种电解质、鞣质、不同的pH值、渗透压等)对实验干扰，能模拟药物体内过程，实现体外实验的有效性。②可避免直接体外实验可能得出的错误结论。有些直接体外药理实验有效的成分，存在不能被吸收或代谢后失活的可能；而有些成分在体外试验中无效，而经吸收代谢后可转化为活性成分，或通过神经体液系统而发挥药效，因而体外研究并不能完全反映药物的药效物质基础。

但是，血清药物化学研究方法还是有其不足之处：①从胃肠吸收的中药有效成分在体内是进入血浆，而非血清；②凝血过程有一系列酶生成，同时刺激白细胞释放溶酶，这些酶可能降解某些中药成分；③制备与灭活血清过程会导致中药成分与中药介导体内释放物质损失，因此，血清药物化学在血栓与止血领域研究中受到限制［21］。④血清药物化学主要适用于研究通过血液而起治疗作用的中药，而对于一些有效成分不通过血液起作用的药物，如一些外用药、靶向制剂和直接刺激胃肠道药物则不太适合用此方法［22］。

3展望

血清药物化学研究方法的建立，开创了中药复方研究的新局面，为研究中药药效物质基础和阐明中药作用的物质基础提供技术支持；而开展中药血清药物化学与中药血清药理学协同研究，将有助于揭开中药复方作用的物质基础和作用机制这个黑匣子。中药指纹图谱现已成为中药物质基础研究的一种新模式和研究体系［23］，如果利用指纹图谱的建立与血清药物化学相结合，就能更加清楚地阐述中药的药效物质基础。

对于任何一个实验方法我们都不能说它是唯一或者主要的用于中药复方物质基础的研究，所以存在的问题除了想办法去解决以外，还要尝试找寻其他方法，多种方法需要彼此的互补，发挥各自的优势，才能更好地服务于中药复方的研究。

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生物学基础研究篇4

【关键词】分子遗传学；教学；方法

分子遗传学是在分子水平研究生命现象的学科，已经成为21世纪生命科学前沿学科，它的基础理论已经渗透到生命科学几乎所有的领域，是涵盖面非常广的一门学科，同时也是现代生物科学发展最快的学科之一。从分子遗传学发展以来逐渐从重视形态、代谢功能方面的演变延伸到研究基因和基因的结构和功能等的演变。

分子遗传学目前已成为综合性大学、理工科大学、农林院校等生命科学类各专业研究生的专业学位课，是继本科阶段课程如生物化学、分子生物学、遗传学等课程后的进一步学习，对提高研究生的基本科学素质、提升专业素养和增强科研创新等有着十分密切的联系和重要的影响。以分子遗传学为基础的遗传工程则正在发展成为一个新兴的工业生产领域，许多国家已经把分子遗传学及技术列为优先发展的高科技项目。在这样的发展潮流中，如何使学生能够及时了解快速发展的分子遗传学理论和技术的相关知识，为我国生命科学培养富有开拓精神、创新精神，具有国际竞争力的高层次、高质量的人才，研究生分子遗传学课程的改革必将成为我们探索的一个重要课题。

一、学院特色

生物化学与分子生物学学科是生命科学领域发展最为迅速的前沿学科之一，也是中国计量学院近年来重点建设的学科，2004年入选浙江省重点扶植学科，2005年获硕士学位点授予权。该学科的主要特色包括分子检测和检验技术、重大生物安全和生物入侵问题、植物天然活性产物的提取与利用、环境分子生物学与农产品安全等方面的研究，均从基因或蛋白质等方面来阐明具体的机理，这与分子遗传学存在着密切联系。随着分子遗传学概念的深入人心，为了适应培养基础厚、知识宽、素质高、能力强、面向21世纪开拓创新的生命科学优秀基础性人才的需要，结合我院专业特色和人才培养计划，2011年新增《分子遗传学》课程为本学院生物化学与分子生物学硕士研究生的专业学位课，并于2011-2012年第二学期正式实施教学工作。

二、教材的选择和教学内容的整合优化

本课程选用了以高等教育出版社出版的由路铁刚、丁毅主编的《分子遗传学》为教材。以南京大学出版社出版的由孙乃恩，孙东旭，煦编著的《分子遗传学》和高等教育出版社出版的由朱玉贤等编著的《现代分子生物学》等为参考教材，同时也选择了一些相关的动画网络电子教材。在教材上突出基础性、综合性、前沿性、时代性、创新性和引导性，并且符合相应的课时数，同时避免与其它课程的重复，能够适合应用型人才的教材。

同时，从分子遗传学的特色出发，优化教学内容，注重知识的横向和纵向衔接，删改与生物化学、分子生物学等相关课程间重复交叉内容，同时补充本教材内容的不足，使教学内容体现课程的特色性。课堂教学主要是讲授基因组学与后基因组学、基因组结构与功能、基因表达调控、基因突变与DNA损伤修复、遗传重组与转座、杂交育种与诱变育种、突变体的创制与应用、分子遗传学研究的常用技术介绍等。同时在讲授基础知识的同时也结合相关前沿热点领域的知识和进展，如适当引入学科前沿内容以激发学生的学生兴趣，并将最新的知识理论和科学热点通过文献介绍给学生。不仅达到授课内容国际化、教学理念前瞻化，而且可以培养研究生学习外文文献的能力和思考科学问题的方法和习惯。教学过程全部采用多媒体与动画网络资源的教学方法相结合。在讲授部分内容时，注重启发研究生寻找自己相关课题进一步研究的新切入点，引导其通过科研和实验过程去解决问题。实现在有限的课时中讲授分子遗传学的新发展、新观念，为学生的思维打开一扇通向未来之门。

三、采用启发式、引导式、讨论式的教学方法

研究生教育是我国教育结构中最高层次的教育，培养的研究生不仅要有坚实的理论基础，还要有鲜明的创新性，所以对于这种层次的教学，需要采用多种教学方式如启发式、引导式、讨论式。首先，在授课中进行启发式教学，引导学生积极思考，按照提出问题、分析问题、解决问题的思路进行讲解，而不是简单的背记已有的结论，并在教学过程中增加专业英语词汇，通过课堂上的反复讲授，既能增加学生的专业英语词汇量，帮助学生更好地理解教材内容，又提高了阅读外文文献的能力，为将来的专业及科研工作打下良好的基础。其次，为了进一步巩固理论课堂所学知识，并将理论与将来的研究课题联系起来，设立相关的讨论课，每个学生以分子遗传学技术结合自己的研究方向，写出课题设计思路，可以是目前正在研究的课题，也可以是假想的课题。让学生在课余时间通过文献查找和整理，准备讨论提纲，并分组讨论。鼓励学生积极发言，阐明自己的科研思路，同时教师通过积极正确的引导，使课题设计更加合理，并赋予创新性。最后，进行课堂学术报告竞赛活动，通过设计一些学科发展前沿与动态相关的讨论议题，如突变体创制的应用前景、转基因作物的安全性等。

四、采用综合测评的方式评定成绩

本课程成绩的评定采用综合测评的方式，进行基础理论闭卷考试、综述撰写和课堂讨论表现相结合的方法，让研究生通过查阅文献，撰写综述，课堂讨论等，锻炼研究生的归纳总结，推陈出新，开拓创新的综合能力。也有利于提高研究生的学习热情，并充分调动研究生主动探究的积极性和主动性。这种考试方法的建立，也增加了对学生的学习情况评价的客观性，对创新能力培养和教学评价方式作有益的探索。

综上所述，本次教学改革将全面推进研究生的教学工作，并且使教学内容体现基础性、综合性、前沿性、时代性、创新性和引导性。不仅可以有效地提高分子遗传学的教学效果和处理与其它相关课程的衔接问题，而且还可以增强研究生的自主学习、科研创新等能力，让他们实现科学知识向技术的转化，为研究生独立开展项目研究和申报课题奠定基础，最终产出一定的科研成果，甚至实际的生产力。

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生物学基础研究篇5

进展突出表现在：（1）一大批生物基因组测序，2003年完成的人类基因组计划之后，其他4000多种生物的基因组作图和测序也陆续完成。形成了结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学、转录组学、蛋白质组学、表型组学和代谢组学、RNA组学等新兴领域。（2）生物信息学迅速发展。（3）发育生物学研究不断深入。发育生物学一直是生命科学中的前沿学科之一。（4）干细胞研究的快速发展。干细胞具有在体外大量增殖和分化为多种细胞的潜能，目前干细胞的定向分化、自我更新的可塑性等是重要的基础研究。（5）小分子RNA的发现和对其功能研究是近10年来分子生物学领域最突出的热点之一。（6）从研究神经网络的结构和神经信息处理机制入手。（7）全球变化、生物多样性和生态系统可持续发展成为宏观生物学研究的热点和前沿问题之一。（8）生命科学基础研究已成为农业科技创新的源头动力，动植物育种进入一个崭新的时期。（9）生物科学与其他学科的交叉和渗透更加广泛与深入。

高校生命科学课程改革发展趋势

（一）课程、教材内容的更新和现代化

1.课程、教材内容的更新和现代化

课程改革的实质是课程的现代化。我们要根据现代生命科学发展趋势、前沿、热点，实现生命科学课程、教材内容与结构的更新和现代化，不断容纳生命科学的前沿与新兴领域，更加侧重前沿，更加侧重基础，尤其是学科发展的前沿以及对学科的发展具有重要作用的领域。新的前沿领域或新的学科生长点，要坚持反映现代、融入前沿的原则，课程内容更新、更现代化主要是通过教材更新来实现的，所以我们要把编制新教材（或外文原版）放在核心位置，创新现代化的课程、教材新内容和新体系。北京大学生命科学院完成编写了高水平的《生物化学》《分子生物学》《细胞生物学》《遗传学》《植物生理学》《动物生物学》《植物生物学》等教材，其中《生物化学》《细胞生物学》《植物生理学》当时被列入国家教委生物学科重点教材，另编写有部级生物学教材3种，规划编写45本教材。清华大学将培养学生影响最大、最重要的课程纳入精品课建设计划，2005年就已立项建设精品课共105项。

2.课程内容国际化

积极开展国际合作与交流。在生命科学的前沿、新兴领域、生物多样性以及生态学与国际组织开展农业科学合作研究[1]。清华大学为使教学内容与国际先进水平接轨，教学内容处于国际先进水平，早在2000年以前，生物化学课程选定A.L.Leeehnig的Principle－ofBiochemistry作为基本教材，这门课程的教材与课堂板书全部采用英文。其他的几门必修骨干课和部分选修课也采用了国际上最新的教材作为参考书并随时更新。清华大学大四开设高水平的选修课10门：生物工程导论、基因分子生物学、膜生物学、分子酶学、神经生物学、分子免疫学、发育生物学等。以下是北京大学生命科学学院大三、大四现在开设的课程，体现了课程的专业性和现代化。

大三：生物化学（下），生物化学实验，基础分子生物学，基础分子生物学实验，微生物学，微生物学实验，普通生态学，细胞生物学，细胞生物学实验，遗传学，遗传学实验，免疫学，文献强化阅读与学术报告。大四：生物技术制药基础，现代生物技术导论，生物学综合实验。还开设选修课为：生理学实验，免疫学，文献强化阅读与学术报告，生物技术制药基础，现代生物技术导论。

（二）基础科学知识居重要地位

基础科学的知识在科学和技术的发展中起着很重要的作用。我国“863”计划的八个领域，大都是从基础科学实验室里发展起来的，上世纪50年代初的遗传密码研究出来了，分子生物学研究出来了，遗传工程研究出来了，这些都是在原子、分子的结构研究得比较清楚的基础上，掌握了规律。我们必须加强基础、素质教育。使学生掌握具有普遍意义的科学思维方法，提高他们的综合素质。北京大学始终把加强基础课程建设作为教学改革的重点，把学科体系中处于基础地位的重要专业必修课定为主干基础课。课程改革要加强增大基础课的比例和教育。各高校主要采取大一、大二加强基础科学知识的教育：开设公共必修基础课、理科必修基础课、专业必修基础课。

（1）早在九五期间，北京大学生命科学学院开设了8门专业基础课：生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、植物生物学、动物生物学、植物生理学、基础分子生物学。并确立了15门核心课程，要求学生用两年时间完成这些课程的学习。（2）清华大学生命科学学院则是在低段开设专业基础必修骨干课程7门：普通生物学、生物化学、细胞生物学、微生物学、分子生物学、生理学、生物物理学。开设基地班重点建设课程：生物化学、生物化学实验。（3）经十多年的发展、改革与创新，北京大学生命科学学院的课程在大一、大二更加强化了课程的基础性。大一开设：高等数学（一、二），普通化学，普通化学实验，植物生物学，植物生物学实验，物理学（一），分析化学，分析化学实验，动物生物学，动物生物学实验，生物学野外实习。大二开设：物理学（二），有机化学，有机化学实验，物理化学，物理化学实验，计算概论及上机，算法与数据结构及上机，普通物理实验，生物化学（上），生理学，生理学实验，生物统计学。

（三）课程、教材综合交叉

科学发展一方面不断分化和更加专门化，分支学科层出不穷，又高度交叉综合，以高度综合为主的整体化趋势。许多高科技的研究开发，需要多方面的综合知识才能突破而出成果。

1.学科之间交叉融合和渗透

前沿科技领域呈现群体突破的态势，导致新学科诞生。生命科学多学科交叉的研究、多学科的交叉与融合，新的交叉、边缘学科的兴起和发展。这些科学往往代表了生命科学研究的前沿和热点。

2.多种方法、思维研究

自然科学学科间的交叉渗透促进了生命科学的发展，生命的现象与规律是多维的、复杂的，仅靠现有的生命科学的知识与方法来开展研究，很难系统地、全面地、准确地揭示真正的生命本质。因此，未来生命科学要将手段、技术和方法的创新纳入重要的领域，予以优先发展，大力提倡学科交叉，用其他学科的理论思考生命活动的规律，鼓励发展原创性方法和技术。主要涉及的学科如认知科学、心理学、生物力学、组织工程学等。要注意不同学科的思想、方法的碰撞与融合。

3.课程和教材交叉融合和渗透

我们必须根据生命科学综合交叉化趋势，创新交叉综合的科学知识、课程和教材，不仅在学科内、还要在学科间构建相互交叉融合、相互联系渗透、综合的课程。如北京大学生命科学学院，原来设置的植物学，由植物分类、形态、生理、生态的知识联系起来，综合重新编制改为植物生物学；同样动物学也改动物生物学；北京大学生命科学学院“生物基地班”将生物化学中信息及调控部分放入分子生物学，将内容扩展后开设了基础分子生物学。

（四）课程、教材、教学计划多元化

各高校生命科学院可根据自己的具体情况科学的、灵活的设置课程。1.必修计划大一、大二开设公共必修基础课、理科必修基础课、专业必修基础课。例如：北京大学生命科学院现在本科四年开设的课程：（1）基础课大一、大二开设公共必修基础课，理科必修基础课和专业必修基础课。

大一：高等数学（一、二），普通化学，普通化学实验，植物生物学，植物生物学实验，物理学（一），分析化学，分析化学实验，动物生物学，动物生物学实验，生物学野外实习。

大二：物理学（二），有机化学，有机化学实验，物理化学，物理化学实验，计算概论及上机，算法与数据结构及上机，普通物理实验，生物化学（上），生理学，生理学实验，生物统计学。（2）专业课大三、大四开设必修专业课。

大三：生物化学（下），生物化学实验，基础分子生物学，基础分子生物学实验，微生物学，微生物学实验，普通生态学，细胞生物学，细胞生物学实验，遗传学，遗传学实验，免疫学，文献强化阅读与学术报告。大四：生物技术制药基础，现代生物技术导论，生物学综合实验。2.选修计划低段开设通识选修课。

北京大学对必修课作了一定的压缩。增大选修课的比例。许多高校突破专业选修课的范围，开设跨学科、跨年级、跨系别的选修课程。大三普遍增大专业任选修课的比例。大四还开设选修课：生理学实验，免疫学，文献强化阅读与学术报告，生物技术制药基础，现代生物技术导论。3.特色优势计划教材多样化、教学方法多样化、教学模式多样化等。

（五）课程、教材知识应用性

进入知识经济时代，必修课和选修课的教学中，尤其是选修课中我们要渗入高科技的教育和研究。

（六）课程、教材个性化

北京大学实行灵活的自由选课制度和转系、转专业制度。谋求学力水准、速度的个别化，尤其电脑、网络的运用，学分制及教学计划的多样化，加大选修课比重，增大了课程的灵活化、弹性化，发展、培养学生的自学能力，发展个性。还有科学与人文整合的趋势，课程设置在价值体系上的整体融合趋势。

确立课程、教学内容和结构编制原则、教学培养模式

理科本科学制四年，要着力加强素质教育。许多大学本科教育修订了新的教学计划，要坚持培养知识面宽，基础扎实，能力强，素质高的专门人才的专业口径要进一步拓宽，专业目录中的专业种数要进一步精简。

（1）北京大学提出了“加强基础，淡化专业，因材施教，分流培养”的16字教学改革方针。专业基础和通识教育并重。要按科学性原则、高校生命科学课程发展趋势及生命科学、科学技术发展趋势改革，科学创新高校现代生命科学课程。即要按专业基础和通识教育并重；课程、教材要融入、体现先进的内容和结构，现代教学方法、教材的可读性，即反应现代，融入前沿的课程现代化原则；“综合交叉”的知识结构即综合化原则；课程多样化原则；应用化原则；增加选修课比例，增大课程的灵活性、弹性化原则；“因材施教，分流培养”

即个性化原则；还要求课程设置在价值体系上的整体融合；科学与人文的结合；重视思想性；实践性，加强动手能力、科研能力的能力培养原则。我们本科阶段的课程、教材、教师要注意在系统和重点的基础上划分授课范围，减少重叠内容，特别就课程间教学内容的重复问题和衔接问题。

（2）教学模式多样化。本科教育，要确立“课堂教学、学术活动、科学实验”为主体的教学模式，融课堂教学、实践教学、科学研究为一体，把义务教育与素质教育相结合，知识传授与能力培养相融合。

教学模式多样化：有条件的学校，学生进校就定向，确定直读硕士、直读博士人选；实行联合培养，跨学校、中国科学院、外国大学交流培养等办学制度

。北京大学全面推行双学位和辅修制度，还设立“暑期学校”（小学期）

生物学基础研究篇6

1．1转化医学的发展历程及现状

转化医学提倡以患者个体为中心，强调多学科交叉合作。转化医学作为一个新的领域，从发展走向成熟，需要多专业的交流与协作。在国外转化医学起步较早。2003年，美国国立卫生研究院（NIH）宣布了发展生物医学的长期计划，主要是培养具有不同专业背景、能在基础研究和临床工作间互相协作研究的团队。在NIH的推动下，2011年美国已有包括哈佛大学、耶鲁大学、斯坦福大学等名校在内的38个大学和医学院建立了进行转化研究的医学中心；2005年苏格兰政府与惠氏制药公司合作，建立了世界上第一个转化医学合作研究中心；2007年，欧盟实施的第7个框架研究计划，将预算中的60亿欧元用于转化医学研究方面。同时世界著名医学类核心期刊都为转化医学开辟了专栏，相继组建了ScienceTranslationalMedicine、JournalofTranslationalMedicine和TranslationalResearch等国际性专业杂志。相比较而言，中国在转化医学的研究和实践方面尚处于初级阶段，但发展势头日趋高涨。2007年上海交通大学成立了专门从事转化医学研究的“Med－X研究院”；2008年上海复旦大学依托其附属医院，率先成立了“出生缺陷研究中心”；2009年中南大学湘雅医院组建了“湘雅转化医学研究中心”，研究恶性肿瘤；2011年总医院附属八一脑科医院建立了国内第一个“神经科学转化医学中心”等。

2010年陈竺等在《科学》杂志上发表了一项研究成果，揭示了砷剂治疗急性早幼粒细胞性白血病（APL）的直接药物作用靶点为PML－RARa。这一研究成果对于推动该类型白血病的分子靶向治疗具有重要意义。砷剂成功治疗APL的研究成果成为我国转化医学研究的典范之一。

1．2转化医学的研究内容

转化医学是蛋白质组学和基因组学及生物信息学等生物医学发展的时代产物，其中心思想是以解决临床和健康问题为目标的实验室基础研究。转化研究是转化医学中最重要的内容之一，主要包括：①分子靶向治疗；②寻找适当生物分子标志物，提高临床辅助技术对临床工作的辅助效力；③药物二期临床实验。此外，还有基因诊断治疗、干细胞与再生医学、基因组药理学与个体化医学。其中最重要的环节是生物分子标志物的研究。

1．2．1基于分子分型的个体化治疗恶性肿瘤、心脑血管病及糖尿病等大多数慢性病是多病因疾病，其发病机制复杂、疾病异质性很大，因此，对这些疾病不能采用单一方法来进行诊治。着眼于患者的遗传、分子生物学特征和疾病基本特征进行分子分型，以此为基础实施个体化治疗是现代医学的目标。实施个体化的治疗，可以对治疗方法、药物、剂量进行优化，达到最好的治疗效果。

1．2．2生物分子标志物的鉴定与运用基于各种组学方法筛选出早期诊断疾病、预测疾病、判断药物治疗效果和评估患者预后的生物分子标志物及药物靶标，如DNA、miRNA、蛋白质及多肽、炎性因子及其通路等，有利于针对性地探索新的药物和治疗方法，提高药物筛选的成功率，缩短药物研究从实验走向临床应用阶段的时间。这些分子标志物的开发应用，对疾病的预防、诊断、治疗和预后有重要指导作用。

1．2．3药物临床实验及研发美国曾有报告称，研制一种新药，从选题到临床应用，平均要用14年的时间。近40年来，美国在恶性肿瘤的研究方面投入2000多亿美元，收获了156万篇研究论文，但肿瘤患者的生存率却没有得到显著改变。转化医学通过收集和分析分子生物学和生物信息学的海量数据，筛选出分子标志物和药物靶标，有效地降低在临床二期实验中药物靶点验证性研究的失败率，提高了基础研究的转化率和速度，为新药的临床应用和个体化治疗研究开辟出一条革命性的道路。

2转化医学与中医药学的基本理念一致

中医学是我国医学重要的组成部分，进入新世纪，中医学先进的理念与落后的技术手段之间的矛盾愈发突出，限制了中医理论的广泛传播及其诊疗技术的普及与应用。然而转化医学的出现为中医药的现代化研究提供了一个良好的发展机遇。转化医学的基本理念与中医药学从临床到基础理论再到临床的发展历程和“辨证论治”的个体化治疗思想不谋而合。

2．1转化医学与中医学的运行模式相同临床实践一直是中医学产生、发展、繁荣的根本原因，从临床积累的经验中抽提理论，再用理论指导临床实践的过程是中医药发展的经典模式。基于基础科学与临床应用出现严重脱节而产生的转化医学，其主要目的就是加强基础医学与临床医学之间的联系，将实验室的研究成果快速转化为临床应用，同时临床上出现的新问题可以指导基础研究方向。虽然传统中医学不进行实验室研究，但其“临床－理论－临床”这个螺旋上升的模式与转化医学的运行模式是一致的。

2．2转化医学与中医学的理念统一基础医学与临床医学存在着方法论方面的差异，主要体现在：临床医学以系统论为导向，基础医学则以简化论为基础。转化医学研究的对象是人，人的健康除与人体结构与功能相关外，还涉及自然环境和社会环境因素的作用，这决定了转化医学必然是一种复杂性研究系统。以转化医学为基础的系统生物学应用系统工程的概念、定量分析生物系统若干组成部分的动态相互作用，通过反复计算和／或数学建模及试验来研究复杂的生物系统。中医学是借助古代哲学、自然科学和临床实践发展起来的一种系统科学，其蕴含的“整体观”、“天人合一”等思想，与系统生物学的理念相统一。

2．3转化医学与中医学所倡导的治疗方式相同现代疾病谱逐渐向慢性病方向转变，其发病原因有多种且机制复杂，以往的单一治疗方法难以奏效。转化医学针对这一问题提出了基于患者遗传、分子生物学特征和分子分型的个体化治疗方案。中医学治病的基本原则———辨证论治，其本质就是个体化医学，体现了现代个体化医学的特征。

3中医药转化医学的特点

3．1以中医基础理论为指导原则中医基础理论是中医学的精髓，如果中医药的研究忽视中医学的特色，一味地追求细胞乃至分子层面的机制，或盲目地模仿化学药物研发模式，必然导致临床与科研的脱节，最后中医临床只能依据古代经典，缺乏令人信服的科学证据。因此，中医药转化医学研究必须以中医基础理论为指导，才能更好地服务于临床。

3．2以患者个体为中心中医学的整体观既强调人是一个有机整体，又强调人与自然、社会环境的密切相关，并建立“观其脉证，知犯何逆，随证治之”的辨证论治体系，也是一种人本主义的医学研究模式。

3．3基础研究与临床应用之间相互促进的连续过程中医药转化医学的实质是理论与实践的结合，是基础与临床的整合，具有“实验室－临床－实验室－临床”不断循环的运作特色。中医学也是在不断的临床实践中逐渐发展壮大。只有通过基础与临床之间不断地循环转化，才能促进中医医疗技术水平的整体提高。

4中医药转化医学的实施

中医药转化医学研究如何开展，如何顺应世界医学发展潮流，是当前中医药界必须思考的一个重要问题，其中中医药语言现代化和中医临床、中药创新药物研究的现代化是中医药转化医学实施的关键。

4．1建立中医学转化研究机构有条件的研究型或教研型中医药大学、研究型医院或国家中医临床研究基地可采用加盟或联合方式进行资源整合，建立以临床和基础及药物研发为主体，结合中医古籍研究的跨学科中医药转化研究中心，并吸引相关企业共同参与，以平台管理方式进行统一部署和联合攻关，构建起一条高效率的转化链。此外，也可以通过内部选拔或对外招聘的方式组建一个交叉学科研究室。此外，生物医学信息学为解决转化医学相关问题提供了一系列方法学，其研究者应该成为中医药转化医学研究团队的核心成员。

4．2加强转化医学推广教育和转化型人才培养长久以来，基础研究领域人才的提拔和奖励主要依据研究者的论文，而不是其带来了多大的临床效果。而临床医生则缺少时间去阅读相关文献，这在相当程度上限制了基础研究与临床之间的交流。要解决这个问题，就必须加强基础研究者和临床医生之间的交流、合作。当前中医药基础研究的人才队伍建设比较薄弱，整体科研水平较低，知识结构也较单一，学科渗透和交叉能力相对欠缺，对世界医学最新进展和前沿动态信息了解滞后，创新能力不足。因此，需要加强对既懂中医又具有现代西医科学实验技能，并有转化医学理念的复合型人才的培养。国内中医药大学与开设的中医学国家理科基地专业是一个很好的探索。

4．3加大扶持力度与政策引导长期以来，高昂的经费支出是造成转化医学研究发展十分缓慢的核心问题，原因在于科研成果从实验室走向临床的转化过程成本高，前期的巨大投入使许多企业和医疗机构失去投资的动力。其次，中医药转化研究的过程涉及多学科、多部门的利益协调，很容易在关键环节产生脱节现象。因此，政府除了要在政策上加以倾斜和扶持，引导大型企业赞助中医药转化研究外，还应制定有效的体制、规定，将各学科、各部门紧密地联系在一起，形成一个团结高效的研究团队。

4．4紧密结合中医特色和优势，展开中医药转化研究中医药转化研究是中医药现代化研究的需求，有助于更好地促进和加快中医药向更深层次水平迈进。中医药转化研究的开展应紧密结合中医特色和优势。主要包括：①重视中医经典的指导作用：2006年颁布的《中医药创新发展规划纲要》，明确了中医药发展的“继承、创新、现代化、国际化”四项基本任务，强调在“继承”基础上加以丰富发展、充实完善，才会有中医的创新。②推动经典复方的方剂组学研究：方剂组学以中医方剂作为研究内容，以提取物的质量控制为前提，以临床疗效为基础，然后应用基因组学和蛋白质组学明确其作用靶点、研究其调控机制。③协作进行病证结合的转化医学研究：陈可冀院士认为，西医诊断与中医辨证的病证结合充分体现了中西医两种医学的优势互补，是中西医结合的最佳模式。④注重结合中医临床：进行中医药转化研究时，必须充分体现中医整体观及辨证论治的特色，针对证候的分类、治则治法、方药选用、证候转变、疗效评价等关键环节，应用各种组学技术，筛选出不同层面的与证候发生发展、辨证分类、治法方药和疗效评价相关联的敏感性生物标志物群，并给予其在脏腑及四诊信息中的定位。

5结语

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