2. 高通量技术对中药作用的分子机制研究
中药是一个复杂体系，化学组成复杂。因此，虽然中药被国外看好，但缺乏像西药那样明确的作用机制。中药的分子作用机制可能是一个多靶点、多途径、网络化的整体过程，传统的单个功能的研究方法难以完全解析其机制。采用现代科学技术的方法与手段，特别是应用高通量分析技术系统地阐明中药复方的作用机制是十分迫切和必要的，也是中药现代化的重要组成部分。如蛋白质组技术从细胞、分子水平研究中药控制细胞的路径、对信号转导途径的干预及效应的蛋白质图谱等，生物芯片，酵母双杂交系统，噬菌体展示技术都可用于研究中药如何调控机体内的基因和蛋白质的表达及其相互作用。中药作用的分子机制的阐明为中药被西方主流医学接受提供重要理论基础，为中药走向世界提供了技术平台支持。
2．1 蛋白质组技术研究中药作用机制的条件已经成熟：生命科学的研究已达到细胞和分子水平，药物作用机制的研究更是以其作用的靶点为目标。人类基因组计划的完成标志着人类已掌握自身的遗传信息，生命科学研究进入后基因组时代，大量的基因组信息的译码依赖于蛋白质组的研究，蛋白质的分离、鉴定和功能分析成为后基因组时代的一个重要目标。世界上许多大制药公司都投入巨资并与高校合作对目标蛋白质组进行研究，把蛋白质组技术作为药物开发的工具，暗示着蛋白质组技术将继续发展并最终成为许多科学研究实验室的核心技术。
蛋白质数据库是进行蛋白质组研究的重要平台，已经建立了蛋白质数据库如2D-PAGE和蛋白质结构数据库如PDB，Swissprot，PIR，MIPS，TrEMBL等，这些数据库都可以通过Internet登录访问和获取。而且随着蛋白质组技术的日趋成熟与研究的深入进行，这些数据库的内容将更丰富。
2．2 蛋白质组技术：蛋白质组技术涉及多学科技术与知识的综合运用，如生物化学、分子生物学、生物信息学等，具体过程包括蛋白质样品的制备、二维凝胶电泳分离、染色、成像分析和蛋白质鉴定，其中蛋白质的分离和鉴定是核心和关键。
2．2. 1 蛋白质的高通量分离技术：二维凝胶电泳是分离上千个蛋白质的主要高通量方法，其原理是根据蛋白质的等电点的不同进行第一相等电聚焦电泳，然后根据相对分子质量大小进行第二相SDS?DPAGE电泳分离。固定化pH梯度、银染以及样品制备技术的改进，提高了实验的重复性，不同实验室间的电泳数据结果可以相互交换和利用，检测底线水平大大提高(可检测到ng级)，一些低丰度、疏水性蛋白质也能在二维凝胶上显现出来。现在的分辨率已达1 100个蛋白质斑点。二维凝胶电泳的样品可以来源于细胞或组织，甚至是亚细胞器，如线粒体、细胞膜系统等，将使研究结果更具有意义。
2. 2. 2 蛋白质的鉴定技术：二维凝胶电泳结果经过图像处理后，可以得到蛋白质的表达图谱，初步确定其等电点和相对分子质量，与已有的二维凝胶电泳数据库和其他蛋白质数据库进行比较分析，确定蛋白质的性质，如种类、物理化学性质和生物学特性。但这墼结果都需要进一步验证，即需要鉴定。对于已知蛋E质，可用Western杂交，进行免疫沉淀反应鉴定。一般情况下发现的差异蛋白质都是未知蛋白质，需要采用生物质谱技术测定蛋白质的肽质量指纹图谱和肽的氨基酸序列。进而克隆该基因，研究其功能。
质谱技术已是蛋白质组研究中大规模鉴定蛋白质及其修饰的主要技术，基本原理是蛋白质酶解后成为多肽，离子化多肽后，根据其质荷比的不同分离并确定其相对分子质量，比对数据库中理论相对分子质量，从而鉴定蛋白质。生物质谱技术发展很快，已代替了传统的蛋白质分析方法，如Edman降解法、氨基酸分析方法等。基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)和四级飞行质谱(MALDI-Q-TOF)、电喷雾电离串连质谱(ESI-MS／MS)等已用于蛋白质的鉴定中。生物质谱分析也可用于研究蛋白质的翻译后修饰，如磷酸化和糖基化等。蛋白质修饰后相对分子质量比未修饰的大，磷酸化后部分相对分子质量高80，质谱分析时产生特殊的POi-裂解物，磷酸酶水解时也能产生磷酸基团等特性。
蛋白质的鉴定技术正在快速的发展，不断出现了一些新技术。毛细管凝胶电泳后的蛋白质粗提物，进行Fouier交换离子回旋共振质谱分析，能批量得到蛋白质精确的相对分子质量。纳喷液相色谱串连质谱(LC-MS／MS)技术能对蛋白质混合体系进行联机分离和鉴定，灵敏度高、速度快。由此衍生了其他鉴定技术，如一维分离质谱鉴定、免疫沉淀质谱鉴定、蛋白质提取物直接液相色谱质谱鉴定等。
目前我们实验室已经完善并建立了二维聚丙烯酰胺凝胶电泳研究蛋白质组的技术系统，并对红豆杉细胞培养生产紫杉醇相关的蛋白质图谱和灰黄链霉菌产生新型抗生素相关的蛋白质图谱进行了研究，发现了一些功能蛋白质。下一步试图以名贵中药为对象，采用动物或细胞病理模型，在蛋白质组水平研究中药作用的细胞和分子机制。
3. 中药新药研制的创新
利用蛋白质组技术研究与开发药物已成为世界性的热点，中药作用的细胞信号分子传导路径、中药作用前后基因和蛋白质表达图谱的改变，有可能发现新基因和蛋白质，这不仅有利于从分子水平上研究其病理机制，而且有利于进行新药设计和作为生物标记的靶点，因为药物作用的主要靶点是蛋白质。因此在中药新药的创新和二次开发中具有广阔的应用前景。
中药作用的分子图谱(包括基因图谱和蛋白质图谱)的建立可指导中药的二次开发。生物芯片技术包括蛋白质芯片、核酸芯片和蛋白质核酸芯片等，是分子水平药物筛选的有效工具。把疾病相关的基因或蛋白质如酶、受体、离子通道等高密度点布于载体上，制成检测芯片。人类基因组计划提供的基因和蛋白质数据库足以设计并制备此类芯片，用疾病相关的芯片在细胞或整体动物模型中去筛选中药的有效成分或部位，从而优化中药的配方和组成。特异基因或蛋白质的表达促进或抑制的变化，可能是中药作用的潜在分子靶点。
酵母双杂交系统和噬菌体展示技术是另外两种高通量研究基因和蛋白质表达及其相互作用的有效方法，与生物芯片一样，大量快速检测、发现并鉴定功能基因及蛋白质，可以揭示中药复方的作用靶点和对细胞周期的调控过程，从而应用于中药新药的创新研究中。
4. 结语
生物技术在中药现代化中有广阔的应用前景，其中细胞培养工程技术已在中药材的保存与育种、有效成分的发酵，分子标记在药材的质量甄别中得到应用。在中药作用机制的研究上，已经采用生物化学、生理学和分子生物学技术，检测了中药作用的个别基因或蛋白质的变化，但缺乏高通量系统性研究。因此，极需大力加强这方面的研究。中药应该与生物技术密切结合，使生物技术成为中药研发的必备工具。可以预见，随着生物技术在中药现代化中广泛应用和深入研究，可望为现代中药研究提供良好的手段和方法。
