中药资源的开发与利用

中药学的研究和中药资源的开发利用有着悠久的历史。近年来,随着世界范围内回归自然呼声的日益 高涨,人们对自然药物的需求不断增加,这给我国中药事业的发展带来了前所未有的机遇。随着2 1世纪的到来,生命科学的迅猛发展,中药学这一门研究生药的古老学科将面临新的挑战。以重组 DNA单克隆抗体技术为标志的生物技术将在中药学科得到应用;围绕全球从新药开发研究热点的 兴起,及我国中医药走向世界面临的困境,中药学研究将以提高中药材的质量和中药新药在国际市场的竞争力为主要目的。120世纪我国中药学研究的主要成就回顾及存在的问题1.1资源调查据统计,全国药用资源种类1 2694种,其中药用植物383科233属11020种。1.2品种整理与质量标准化“七五 ”~“八五”期间全国大规模的对220种常用中药材开展了以品种整理为重点的系统研究,在此 基础上,“九五”期间重点对71种常用中药材进行质量标准规范化研究。其成果对澄清混乱品种 ,提高鉴定技术水平,保证中药材质量,促进中药材标准化、国际化,开发利用新资源等,具有重 要的科学意义和应用价值。然而中药材品种混乱和质量下降的局面至今未得到遏制。1.3有效成 分与新药开发初步统计,我国先后对400余种中药材做了较深入的化学成分研究,填补了一大批 中草药化学成分的空白,筛选出800余个生物活性成分。新药审批办法实施以来,已研制开发出 国家级新药1000余种,其中中药制剂多为三、四类新药,低水平重复现象严重,而中药材或原 料药的开发凤毛麟角。1.4资源创新与保护先后从国外引种或野生驯化药用植物2000余种, 其中药材大约300余种。建立了一大批名优道地药材生产基地。但中药品种退化严重,生产管理 粗放,名贵药材资源长期紧缺,不少品种已濒临灭绝。1.5民族医药学研究重点开展了民族医药 典籍整理和民族医药资源普查,其中最具民族特色和医药体系的藏蒙维等民族医药已相继形成了明 显的特色和一定的优势。1.6道地药材研究道地药材现代研究始于20世纪80年代后期。道地 药材研究既关系资源品种,更关注产地质量<1>。旨在赋道地性科学内涵,立中药材国际名牌, 扬中医药世界美誉,在目的和意义上与中药品种整理与质量标准化研究殊途同归。全国道地药材大 约200种,中药材道地性的系统研究已经启动。2植物资源的研究植物资源的研究主要包括以下 几个方面:(1)调查中药资源:资源的调查是开发利用的基础。(2)品种的选育:有常规的系 统育种,杂交育种及其它现代的育种手段。(3)引种与驯化:植物药野生变家种的引种驯化,是 当今药材生产的必然趋势。(4)栽培与管理<2>:目前我国药材的种植面积已达56.67多 万公顷,收购总量达10亿kg。道地药材如四川黄连、东北人参等的数量成倍增加;山楂、金银 花等无公害药材的栽培方面也达到了预期的效果。3动物药资源的研究长期以来,由于生态保护不 力,许多贵重的药用动物逐渐减少,甚至濒于灭绝。为了解决动物问题的紧缺,科学工作者进行大 量的研究,并已取得了巨大的成果,如对牛黄人工培育和人工合成。此外对麝香代用品的研究,蛤 蚧、银环蛇、蜈蚣等的人工养殖生产也有新进展。这些研究对扩大和丰富天然动物药资源具有重要 的意义。4应用生物技术开展中药资源研究4.1利用高新技术再生中药资源进行中药的人工栽培 和饲养是保证中药资源的一个有利手段,目前已运用杂交、诱变、多倍体、试管受精、原生质融合 、生药培养等生物学技术获得浙贝母、延胡索、地黄、吴茱萸、薄荷、枸杞、乌头、百合、猪苓、 虫草等高产优质的新品种。进行资源再生工作,主要包括如下两个方面:4.1.1通过道地药材 与非道地药材的比较研究,明确同种药材优质品种及其最佳生长条件道地药材是人们传统公认的来 源于特定产区的质优药材。众多实验已阐明,同种药材不同产地,质量差异很大。其本质是作用的 物质基础—化学成分的种类或含量的差异。化学成分的差异可能是由遗传因子产生的(种质),也 可能是地理生态因子产生的(生长环境),还可能是由其他因素如传媒等的产生。各种因素对道地 药材形成的作用是不一致的。因而利用多学科手段和分子生物技术对常用的著名的道地药材与非道 地药材进行系统比较研究,明确同一药材的优质物种及其最佳生长条件,为中药的栽培提供科学依 据。4.1.2应用生物技术选育抗病毒生产无污染中药材重组DNA技术的发展,已可将动物、 植物、微生物的基因相互转移。自从1983年首次获得转基因烟草、马铃薯以来,国际上已获得 转基因植物达60多种。利用这一技术,将某些优良性状基因导入本不具备这些性状的植物体内, 达到改良植物品种的目的。如抗病毒抗虫害基因的导入,获得抗性植株;控制植物次生代谢产物合 成酶的合成基因的导入,获得有效成分含量高的植株等。在抗病毒方面,烟草花叶病毒(TMV) 的外壳蛋白(CP)基因已在烟草中成功表达,转基因烟草对TMV表现出明显的抗性,已用于大 田的栽培<3>。黄瓜叶病毒、马铃薯X病毒的外壳蛋白基因分别在烟草,番茄,马铃薯中表达。 在抗虫害方面,能杀死鳞翅目害虫的δ内毒素基因已在烟草中表达,用这种方法已获得了抗虫的番 茄和马铃薯<4>。相信这些技术用到药用植物上,将对中药材及无污染中药材的产生起到重大作 用。4.2利用生物技术生产有效成分4.2.1利用转基因植物生产药用蛋白质<5>将外源基 因导入植物的基因组,并得到高效表达,人工设计新的植物性状,在自然的条件下,表达天然的蛋 白质,并可不断的获取,可以传代。如1989年美国Scripps研究所分别克隆了抗体的重 链和轻链基因并导入烟草中,然后使这两种转基因烟草杂交,在子代烟草中产生了大量的抗体蛋白 ,其表达水平达到叶片总蛋白量的1.3%。再如以病毒为载体的植物中生产药用蛋白,既先将目 的基因插入病毒基因组中,然后把重组病毒接种到植物叶片上,任其蔓延至所有叶片,外源基因则 随病毒的复制而得到高水平的表达,这样的植物就成了生产蛋白质的绿色工厂。国外已有不少实验 室开展这方面的研究。一些贵重的生物产品:胰岛素、干扰素、人血清蛋白,都已能在转基因烟草 、番茄、马铃薯、油菜中表达<6>。4.2.2细胞培养技术与有效成分的生产植物细胞培养的 主要对象是那些活性强的天然次生产物、资源匮乏、含量低、化学方法无法合成。1956年第一 个应用细胞培养技术生产天然物的专利诞生,至今进行组织细胞培养的药用植物已有200多种, 但只有少数(紫草、人参等)达到了生产规模。由于增殖效率不够高,产量不稳定,导致成本高, 不能商品化。80年代以来,植物基因工程的进展,给这一研究带来了曙光:(1)利用细菌或真 菌,快速合成所需产物<7>。(2)转基因器官培养技术与有效成分生产<8>:主要是毛状根 培养,用发根农杆菌转化植物,产生增殖速度快,合成产物稳定的,可达到或高于原植物水平的毛 状根培养系统。(3)改变代谢途径调控次生代谢的生产:用改变次生基因关键酶基因来调控次生 代谢的产生。5总结在生药的开发与利用方面,我们不仅要结合中国的国情,充分利用资源,更要 与国际接轨,利用国际的先进技术为我所用,使中国的中医药事业真正的走向现代化道路。中药资 源的开发与利用@张冬梅$南京中医药大学!2003级硕士研究生江苏南京210029中药学 的发展面临着机遇与挑战。简述目前我国中药研究的现状,从中药资源的开发与利用,提出21世纪应该着重发展的问题,尤其是生物技术对生药研究的影响进行了着重探讨。中药资源;;开发与利用<1>肖小河.夏文娟.中国道地药材概论.中国中药杂志,1999,20:323
<2>王良信.迎接中药开发与研究的新时代.中国野生资源,2001,5:106~108
<3>Patric ia PA,R ichard SN,Barun DE,et al.Delay of d iseasedevelopm ent in transgen ic p lants that express the tobacomo-saic virus coat prote in bene sc ience,1986,232:738
<4>Vaeck M,Reynaerts A,Hofte H,et al Transgen ic p lants pro-tected from insect attack Nature,1987,328:33
<5>姜广奋,张荫林.生物技术与药用植物开发.中草药,2000,25(12):651
<6>Hash imoto T,Dae JY,Yanada Y,Produetion of tropane alka-loids genetically engineered root calture phytochem istry,1993,32:713
<7>张荫林.迈向二十一世纪的药用植物技术.中国医药情报,2000,1(3):168
<8>赵明.王会信.现代生物技术与药用植物开发.中草药,2001,25(12):6 51幸┎牡牟鸬街卮笞饔谩?.2利用生物技术生产有效成分4.2.1利用转基因植物生产 药用蛋白质<5>将外源基因导入植物的基因组,并得到高效表达,人工设计新的植物性状,在自 然的条件下,表达天然的蛋白质,并可不断的获取,可以传代。如1989年美国Scripps 研究所分别克隆了抗体的重链和轻链基因并导入烟草中,然后使这两种转基因烟草杂交,在子代烟 草中产生了大量的抗体蛋白,其表达水平达到叶片总蛋白量的1.3%。再如以病毒为载体的植物 中生产药用蛋白,既先将目的基因插入病毒基因组中,然后把重组病毒接种到植物叶片上,任其蔓 延至所有叶片,外源基因则随病毒的复制而得到高水平的表达,这样的植物就成了生产蛋白质的绿色工厂。国外已有不少实

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