有些許辛辣、又有著淡淡甜味的丹參是治療冠心病、心絞痛的中藥,但人們新近發(fā)現(xiàn)了它的另一個功效:在促進血管新生方面,丹參作用獨特。
揭開丹參不為人知的秘密,斑馬魚是“發(fā)現(xiàn)者”。
山東省科學院生物所藥物篩選研究室里,科學家們培養(yǎng)出千千萬萬這種神奇的魚。他們將特定的中草藥成分注入斑馬魚體內,通過它透明的身體,觀察藥物在魚體內何種位置、如何作用,更利用斑馬魚與人類基因同源性高達85%的特征解決一些醫(yī)學難題。
讓斑馬魚“說話”,打開中藥“黑匣子”
取代小白鼠,如今,只有拇指長度、身體布滿斑斕花紋的斑馬魚成了藥物篩選團隊的“新寵”。
山科院藥物篩選平臺團隊韓利文博士告訴科技日報記者,在常人眼里,斑馬魚只是美麗的觀賞魚,但在生命科學領域里,它已經成為遺傳發(fā)育、神經退行性疾病、藥物篩選、藥物安全性評價、組織再生等研究的絕佳模式生物。
“第一,斑馬魚繁殖快,每條雌性斑馬魚每周可產數(shù)百粒卵子,24小時胚胎發(fā)育成熟后即可用于實驗,成本大約只是小白鼠的1/100;第二,它的胚胎通體透明,不需要解剖就能看到組織器官的發(fā)育過程。我們把微量藥物和魚一起放入水中,一段時間后,通過熒光顯微鏡可看到這些化學成分會對哪些魚體組織產生影響及何種影響。這些研究結果對藥物在人體的作用情況能提供寶貴的參考。”
我國擁有世界上最為豐富的中藥材資源優(yōu)勢,但由于中藥材成分復雜,長期以來“中藥的哪些成分在起何種作用”“它們起作用的科學依據(jù)在哪里”這兩大難題一直困擾著人們,這也意味著只靠口碑經驗、沒有科學實驗依托的中藥,難以被世界認可。對此,山科院生物所副所長、藥物篩選平臺首席專家劉可春研究員認為,“沒有科學解釋中藥的作用,它的國際化就無從談起”。如今,山科院生物所藥物篩選團隊正在努力的方向之一,便是讓斑馬魚“說話”,將長期以來“說不清、道不明”的中藥功效,以科學的實驗和準確的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來,打開中藥“黑匣子”。
“職業(yè)漁民”建平臺,讓中藥作用“看得見”
當前,心血管病已超過腫瘤成為我國居民的“第一殺手”,心血管病藥物研發(fā)領域由此熱得發(fā)燙,以丹參為主的活血化瘀類中藥制劑由于療效顯著,副作用低,正被越來越多的國家認可。
可問題來了:中藥制劑包含十幾種,甚至幾十種成分,到底是哪種成分在起何種作用?以心可舒片為例:這個由5味藥材組成的中藥化學成分超過幾千種,已知的有效成分也包含數(shù)十種,如酚酸、二萜、異黃酮、皂苷、內脂等。在臨床上,心可舒片用于活血化瘀、行氣止痛,對于冠心病、心絞痛效果顯著。關鍵問題是其中酚酸的作用是什么?萜類、黃酮呢?在單個化學成分與功效、藥理之間,又有著怎樣的精細對應關系?
十年培育斑馬魚,劉可春笑稱自己“已成職業(yè)漁民”。十年前,他和同事們與美國哈佛大學合作,建立了國內首個基于斑馬魚模型的藥物篩選平臺;如今該平臺已擁有22種不同品系的轉基因或突變體斑馬魚,累計斑馬魚兩萬余尾,成為國內斑馬魚藥物篩選模型最為齊全的實驗室之一。團隊中何秋霞博士研發(fā)了新型的斑馬魚心臟保護模型,利用透明的斑馬魚心臟心率、形態(tài)、心電圖,可以快速評價藥物對心臟的保護作用;他們還研發(fā)出了轉基因斑馬魚血管生成模型,在熒光顯微鏡下,當加入心可舒提取液時,發(fā)現(xiàn)被損傷的綠色血管又重新恢復了生長……可以幫助人們“看到”血管如何新生。
挖掘更多秘密,向世界講述中藥故事
相對于成功瞬間的喜悅,研發(fā)過程永遠在荊棘中行進。
采用斑馬魚模擬人類心血管疾病,并不容易。首先,人類具體疾病的病因病理錯綜復雜,哪些心臟、血管、血液疾病的特征能夠在斑馬魚模型上模擬?第二,在中藥這個復雜的化學成分體系中,哪些是真正發(fā)揮藥效的物質?如何快速篩選與發(fā)現(xiàn)?第三,進入魚體內的中藥藥效如何科學、定量測定?指標是什么?
這是考驗團隊智慧的一個過程。還好,這支擁有15位博士、平均年齡35歲的團隊囊括了藥學、藥理、細胞生物、分子生物、神經生物、生物藥學等領域的專業(yè)好手。當然,對于一支有志于在應用道路上有所作為的團隊來說,科研的起點、重點、終點都是應用。記者了解到,利用該技術成果,已優(yōu)選出2個新的治療心腦血管疾病的中藥組合物,并為英國劍橋大學、韓國朝鮮大學、中國中醫(yī)科學院等多家新藥研發(fā)機構評價1200余個樣品,發(fā)現(xiàn)6個具有新藥研發(fā)潛力的樣品。
傳統(tǒng)中藥里有哪些高科技?答案仍未完全解開。韓利文說:“通過斑馬魚挖掘更多中藥的秘密,我們還有時間。”(記者王延斌 通訊員任艷)