系统生物学与中医药学
【关键词】系统生物学；中医药学；中药复方；化学物质组学
系统生物学是旨在从整体高度理解生物系统的新的研究领域,代表21世纪生物学的未来。随着系统生物学的发展及其理论的突破,将会对医学研究产生重要的影响。如果将中医药的研究与系统生物学相结合,将有可能从系统的角度诠释中医药多靶点、平衡调理、标本兼治的治病机理和分子机制,为中医药研究提供新的思路。
1 系统生物学与中医学
中医学是生命科学的一个组成部分,以整体观、辨证论治、方剂干预为鲜明特色,是一门应用信息进行调控(通过测定和改变系统的输入和输出来调节系统的状态),并将其作为主要医疗手段的医学[1]。中医对接诊的患者首先采取以外揣内的方法,通过四诊获取人体处于何种状态的信息,再通过各种辨证方法对这些信息加以分析,最后按照中药性味及方剂中最佳配伍的信息组合进行组方,用以调动机体这个复杂系统的自修复能力,把人体不平衡的病理状态调整到平衡的最佳状态,抵御外部入侵,从而使之向健康状态转化。这种“整体观”、“动态观”、“辨证观”是中医理论的特色,与系统生物医学有着共同的哲学基础,研究思路也不谋而合。因此,中医的发展可以借鉴系统生物医学等现代生命科学成果,从更高层次的信息流上去开展研究。
中医学的整体观虽然具有系统科学的思想,也具有一定的优越性,但在几千年的自身发展过程中,仍驻足于哲学和经验的层次上,以阴阳、五行、气血等概念阐述人体生理病理变化,并未“自上而下”
地继续下去,缺乏物质作用基础的局部分析研究,属于“黑箱操作”,在它指导下的整体调节也只是“知其然,不知其所以然”的过程,没有揭示事物的内在本质,无法解释系统内部组成成分和动力学过程。而系统生物学“系统整合”的观点与中国传统医学的“整体观念”,在核心思想上具有高度相似性,但系统生物学研究仍以还原论为主,是从最简单的系统,如单个细胞入手进行研究,再将多个简单的系统通过研究网络,“自下而上”地构建出完整而复杂的人体生命系统,把人体生物系统化为“白箱”,不仅要了解系统的结构和功能,而且还要揭示出系统内部各组成成分的相互作用和运行规律。因此,系统生物学的思路恰好能够弥补传统医学的缺陷,以促进传统医学的完善并向真正系统医学方向发展。
2 系统生物学与中药
2.1 中药的系统性
中药作为一个复合体系,多是配方使用,作用靶点多,涉及多个基因和细胞,从整体上调节人体的平衡和内环境的稳定。其有效性的物质基础是其中所含的化学成分,也正是这些同类及不同类的化学成分(或组分间)相互作用、相互配合,才表现出了四气、五味、归经、升降浮沉、毒性等药性。中药组方后,单味药的活性成分重新组合,或生成新的有效物质,或相互协同而增加疗效,或相互拮抗而降低疗效,或减小毒性,或增加毒副作用等,从而构成了新的更高一层的系统,并在与人体作用时,其活性成分与靶系统之间发挥强大的系统与系统的作用。
论生物学对中医药的发展作用 岳雷四川省达州中医学校邮编：635000 摘要：中西医理论体系争论由来已久，各有所长，中西医结合成为共同发展方向。生物学理论或可以成为中医和西医之间的桥梁，成为中西医结合共同的理论基础。 关键词：生物学，中医学 一、中西医之争 由屠呦呦获得诺贝尔奖再次引发中西医之争，始终贯穿两个问题：中医学到底是不是科学？中草药有没有效果？ 始于宣统三年天津中医与《大公报》笔战，因为中医疏离于国家防疫，对鼠疫应对失效，划上了一笔败笔，从此陷入沦落深渊。对于中医，我们认识到：中医是经验性的，西医则是实验性的；从理论上，中医较西医处于比较低级的科学阶段。这个结论应该能够得到普遍接受。从历次的辩论中，可以得到佐证，争论似乎可以分成归为两类： 1）肯定西医，也肯定中医； 2）肯定西医，但否定中医。似乎没有肯定中医同时否定西医的，更没有否定两者的。显然，西医比中医有更高的认同性。那么，在这种情况下，中医将如何发展？客观上，也只有两种可能性：1. 自恃博大精深，而固步自封。如果中医固步自封，面对西医的高速发展，日新月异，中医迟早有一天被淘汰！ 2. 自感技不如人，而奋起直追。如果中医认识到自己的局限性，认识到自己经验性科学
的不完善性，而奋起直追，那么只能是步西医的后尘，拿来西医的试验方法，诊断方法，而融入到西医的行列。而随着“拿来主义”和“融入西医”，中医也就自我消灭于无形之中！所以，中医不发展，就是自我淘汰；中医若发展，就是自我消亡；殊途同归，可以中医的必然归宿是------自身发展，并融入西医，也就是我们常说的中西医结合。 二、争论结果 无论哪次争论，始终存在一个现象：西医的理论凌驾于中医之上。实际上，中医本身不应该被消灭，而应该借助现代生物学手段发展。随着生物学的发展，中医西医之间的沟壑会越来越小，而融合成为一个体系，当然这个体系除了中医向西医融合，也不排除西医对中医精华的吸取。而从生物学解释，中医也成了一般性意义的科学，或说，实验性科学时，那时，中医也就完完全全地融入了西医，成了西医的一部分。 2014年11月24日，中国农工党中央、国家中医药管理局在北京举行了盛大的第一届“中医科学大会”。会上陈竺认为，中医药防患于未然的理念和系统论、整体论的认识特点，已为现代医学理论所接受，应当借助现代学术语言实现对中医药学的解读和发展，要加快传承与创新步伐，促进中医药学术进步。他认为，如果能够将中医的整体观、辨证施治、治未病等核心思想与现代西方医学结合，将有望给医学
NSFC资助的中药学领域H28分子生药相关项目的研究热点 及趋势分析 [摘要]研究收集了1995―2014年国家自然科学基金委（Natural Science Foundation of China，NSFC）资助的中药学领域项目中分子生药相关研究共595项，采用TDA等工具对NSFC资助项目概况、热点研究内容进行分类排序，并进行热点研究内容相关性分析。国家自然科学基金资助生药学研究中，分子生药技术相关项目及经费数量逐渐增加，经费占中药学研究经费的比重趋于稳定；主要支持了用分子生物学的研究方法对道地药材、次生代谢以及种质资源的研究；热点药物包括丹参、地黄、冬虫夏草等，热点内容包括丹参酮的生物合成、地黄的连作障碍等。 [关键词]国家自然科学基金（NSFC）；分子生物学技术；分子生药 [Abstract]This study collected 19952014 molecular pharmacognosy study，a total of 595 items，funded by Natural Science Foundation of China （NSFC）TDA and Excel software were used to analyze the data of the projects about general situation，hot spots of research with rank analytic and correlation analytic methods Supported by NSFC molecular
pharmacognosy projects and funding a gradual increase in the number of，the proportion of funds for pharmaceutical research funding tends to be stable；mainly supported by molecular biology methods of genuine medicinal materials，secondary metabolism and Germplasm Resources Research；hot drugs including Radix Salviae Miltiorrhizae，Radix Rehmanniae，Cordyceps sinensis，hot contents including tanshinone biosynthesis，Rehmannia glutinosa continuous cropping obstacle [Key words]National Natural Science Foundation；Molecular Biotechnology；molecular pharmacognosy doi：10.4268/cjcmm20160908 分子生物学技术和方法已渗透到生药学研究中[12]，利用分子生物学技术研究药用植物系统演化、种质资源鉴定和评价、濒危药用植物保护、道地药材形成机制、活性成分生产等，分子生物学和中药资源学、中药鉴定学研究领域交叉、结合开展的研究意义重大，且日渐增多[3]。国家自然科学基金（Natural Science Foundation of China，NSFC）资助的项目分类中，中药学（H28）领域包括H2801H2819共19个分类，本研究对1995―2014年NSFC的H28分类下的分子生药相关的研究项目进行分析，总结项目资助的特点，以期了解分子生物学技术在生药学研究中的研究热点与应用趋势。
分子生物学实验思考题答案 实验一、基因组DNA的提取 1、为什么构建DNA文库时，一定要用大分子DNA 答、的大小(即数目)取决于基因组的大小和片段的大小，片段大则文库数目小一些也可以包含99%甚至以上的基因组。而文库数目小则方便研究人员操作和文库的保存。所以构建文库要用携带能力大的载体尽量大的DNA片段. 2、如何检测和保证DNA的质量？ 答、用看，有没有质白质和RNA等物质的污染，还可以测OD，用OD260/280来判断，当OD260/OD280< ，表示蛋白质含量较高当OD260/OD280> ，表示RNA含量较高当OD260/OD280=～，表示DNA较纯。 实验二、植物总RNA的提取 1、RNA酶的变性和失活剂有哪些？其中在总RNA的抽提中主要可用哪几种？ 答、有DEPC,Trizol，氧钒核糖核苷复合物，RNA酶的蛋白抑制剂以及SDS，尿素，硅藻土等；在总RNA提取中用PEPC,Trizol 2、怎样从总RNA中进行mRNA的分离和纯化。 答、、利用成熟的mRNA的末端具有polyA尾的特点合成一段oligo(dT)的引物，根据碱基互补配对原则，可将mRNA从总RNA中分离出来 实验四、大肠杆菌感受态细胞的制备 1、感受态细胞制备过程中应该注意什么？ 答、A）细菌的生长状态：不要用经过多次转接或储于4℃的培养菌，最好从-80℃甘油保存的菌种中直接转接用于制备的菌液。细胞生长密度以刚进入时为宜，可通过监测培养液的OD600 来控制。DH5α菌株的OD600为时，细胞密度在5×107 个/mL左右，这时比较合适。密度过高或不足均会影响转化效率。 B）所有操作均应在无菌条件和冰上进行；实验操作时要格外小心，悬浮细胞时要轻柔，以免造成菌体破裂，影响转化。 C）经CaCl2处理的细胞，在低温条件下，一定的时间内转化率随时间的推移而增加，24小时达到最高，之后转化率再下降（这是由于总的活菌数随时间延长而减少造成的）；D）化合物及的影响：在Ca2+的基础上联合其他二价金属离子（如Mn2+或Co2+）、DMSO或等物质处理细菌，可使转化效率大大提高（100-1000倍）； E）所使用的器皿必须干净。少量的或其它化学物质的存在可能大大降低细菌的转化效率； 2、感受态细胞制备可用在哪些研究和应用领域？ 答、在中将导入受体细胞是如果受体细胞是细菌则将它用Ca2+处理变为质粒进入。 实验五、质粒在大肠杆菌中的转化和鉴定 1、在热激以后进行活化培养，这时的培养基中为什么不加入抗生素？ 答、活化培养用的一般是SOC培养基，这种培养基比LB培养基营养，此时进行的活化培养只是为了让迅速复苏，恢复分裂活性，此时的细胞还不具抗性，加入会细胞会死亡。 2、什么是质粒？根据在细菌中的复制，质粒有几种类型？用于基因重组的主要用到哪些质粒？ 答、是细菌体内的环状。
分子生物学技术在中医药研究中的应用及展望 卢晓丹07级中医临床2班200706000240 【摘要】将分子生物学技术引入到中医中药的研究上来，从基因和分子水平研究中医藏象学说、针灸学、中医临床以及中药鉴定培育与开发等方面应用的作用，既不脱离中医的整体观，又能使中医从客观化、定量化上与综合、演绎的方法联系在一起，填补中医缺乏微观还原分析的空白，不但有利于中医从朴素的方法论尽快地转到现代辨证的方法上来，也有利于利用基因组学这一纽带将传统的中医与现代医学紧密结合。 【关键词】分子生物学；中医现代化；应用及展望 中医理论主要阐述了人体生理、病理、病因及疾病的预防、治疗原则等内容，虽然受到了当时社会历史条件及科学发展水平的限制而导致其中存在一些糟粕，但瑕不掩瑜，中医药学仍以其辨证的整体观、构成论的研究方法、辨证论治的治疗模式以及属于天然植物药的中药所特有的低毒性、无耐药性、具有整体调节效应等优势而逐渐为世界上其他国家所认同并引起了持续升温的中医热。但是中医药学要想真正走向世界，仅凭祖先传下的传统中医理论是不够的，我们必须使之与现代医学相结合，从现代医学的角度阐明中医辨证原理及中药的作用机理。这样，传统的中国中医药学才能转变为现代中医药学，并真正成为世界的中医药学。 分子生物学是一门从分子水平探讨生命现象及其规律的学科。20世纪50年代以来，分子生物学在生命科学领域中发挥了极其重要的作用，推动着生命科学中其他学科的发展。而以分子生物学方法来研究中医药，来阐明两者之间的内在联系，使两者有机地结合起来，各取所长，这样才能加快中医药学走向世界的步伐。中医药“拿来”分子生物学不仅是必要的，而且是可行的。由于中医药学对现代科技具有广阔的包含性，留给分子生物学的空问很大，作为生命科学带头学科的分子生物学的引入必将极大的推动中医药学的发展。 一．分子生物学技术在中医研究中的应用 1.1分子生物学技术在中医藏象理论研究中的应用 分子生物学技术在中医藏象理论中的应用主要体现在肾与基因关系的探讨。
中医药计算系统生物学与寒热证候研究 世界科学技术一中医药现代化★科技论坛 摘要:中医学是传统的系统生物医学,只有在系统层面上研究传统中医药,才能更为合理地使之 得到继承,阐释与发扬.本文阐述了项目组开展的"中医药计算系统生物学"研究内容,发现基于生物 网络及其调控,可以较为有效地理解中医证候宏观与微观特征,方剂多靶点整合调节作用等重要问题, 表明中医药计算系统生物学可望成为符合中医特色,又与当今科学前沿协调发展的中医药现代研究方 法. 关键词:中医药寒热证候计算系统生物学生物信息学生物网络 一 ,中医药特色与当今有关科技趋向 中医学以整体观,辨证论治,方剂干预为鲜明特 色,以复杂的生命系统为对象,本质上具有系统科学的 思想.因此,只有在系统层面上,中医药的特色才能更 为合理地得到继承与发扬.如果不能有效地揭示中医 药内在的复杂性与系统性,现代意义上的中医药诊疗 与评价很可能就失去依据和进一步发展的凭藉. 理解生命在系统,整体层次上的规律,并建立有效 的"系统"方法,也是当今科技探索最为活跃的热点和 前沿之一.随着人类基因组计划乃至"组革命",多学 收稿日期:2006—12.12 修回日期:2007-01-09 科交叉的"系统生物学"应运而生,并被看作"21世纪 医学和生物学的核心驱动力".值得注意的是,"组
学"本身并非"系统生物学",如果没有系统模型为指 向,单纯的"组学"被认为是"大规模的还原分析"…. 以"计算"为先导的系统生物学,即"计算系统生物学(ComputationalSystemsBiology)",突出了生物信息学 等学科"计算"的作用,强调了"计算与实验"的交 融,成为切入探索生命系统性,复杂性的重要途径, 并迅速成为系统生物学领域的新前沿."系统生物 学"以整体性研究为特征,以生物信息学为联系还原 与系统的重要方法,并促使医学,生命科学研究朝向可 预测,可预防,个体化的医学的目标发展.以上科 技进展,对于中医药重新审视自身特色,发展自身特 色,既是历史性的重大机遇,又是前所未有的严峻挑 ★第291次香山科学会议报告.国家科技支撑计划项目子课题(2006BA108B05):中医药计算系统生物学方法及其示范研究,负责人:李梢;教育 部高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金(200366):中药分子组合调节血管增生的理化与生物信息研究,负责人:李梢;科技部国家十 五攻关项目(2004BA721A47):医学发展的前景与趋势研究,负责人:苏式兵. ★★联系人:李梢,医学博士,清华大学生物信息学研究所副教授,清华信息科学与技术国家实验室生物信息学研究部副主任,主要研究方向:中医 药生物信息学,中医药计算系统生物学;Tel:010~2797035,E—mail:shadi@https://www.doczj.com/doc/cb8451028.html,. 【wr0r2ScienceandTechnology~ModernizationofTraditionalChineseMedicineandMat eriaMedica】105 2007第九卷第一期★V o1.9No.1 战. 二,中医药计算系统生物学:还原与系统 结合,宏观与微观并举 中医药现代化在方法学上面临的一个关键问题
医学分子生物学习题集 （参考答案） 第二章基因与基因组 一、名词解释 1.基因(gene)：是核酸中储存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息 所必需的全部核苷酸序列。 2.断裂基因(split gene)：真核生物基因在编码区内含有非编码的插入序列，结构基因 不连续，称为断裂基因。 3.结构基因(structural gene)：基因中用于编码RNA或蛋白质的DNA序列为结构基因。 4.非结构基因(non-structural gene)：结构基因两侧一段不编码的DNA片段，含有基 因调控序列。 5.内含子(intron)：真核生物结构基因内非编码的插入序列。 6.外显子(exon)：真核生物基因内的编码序列。 7. 基因间DNA (intergenic DNA)：基因之间不具有编码功能及调控作用的序列。 8. GT-AG 法则 (GT-AG law)：真核生物基因的内含子5′端大多数是以GT开始，3′ 端大多数是以 AG 结束，构成 RNA 剪接的识别信号。 9.启动子(promoter)：RNA聚合酶特异识别结合和启动转录的DNA序列。 10.上游启动子元件(upstream promoter element )：TATA合上游的一些特定的DNA序 列，反式作用因子，可与这些元件结合，调控基因转录的效率。 11.反应元件(response element)：与被激活的信息分子受体结合，并能调控基因表达的 特异DNA序列。 12.poly(A)加尾信号 (poly(A) signal) ：结构基因末端保守的 AATAAA 顺序及下游 GT 或T富含区，被多聚腺苷酸化特异因子识别，在mRNA 3′端加约200个A。 13.基因组(genome)：细胞或生物体一套完整单倍体的遗传物质的总称。 14.操纵子(operon)：多个功能相关的结构基因成簇串联排列，与上游共同的调控区和下 游转录终止信号组成的基因表达单位。 15.单顺反子(monocistron)：一个结构基因转录生成一个mRNA分子。 16.多顺反子(polycistron)：原核生物的一个mRNA分子带有几个结构基因的遗传信息，
分子生物学与医药 专业：11生技姓名：檀慧芳学号：1102021036 摘要：分子生物学是从分子水平上研究生物体生命活动及其规律的一门科学，其不仅是目前自然科学中进展最迅速、最具活力和生气的领域，也是新世纪的带头学科。在医学中，分子生物学主要研究人体生物大分子的结构、功能、相互作用及其同疾病发生、发展关系，乃至在诊断治疗上的应用[1]。医药是关于人类同疾病作斗争和增进健康的科学，医药产业是国民经济的重要组成部分，与人民群众的生命健康和生活质量等切身利益密切相关。随着分子生物学和医药的逐步发展，分子生物学被越来越广泛的应用到生物医药行业中。下文将通过对分子生物学和医药的介绍、分子生物学在医药领域的应用、分子生物学再生医药领域的发展趋势和展望这三方面内容来介绍分子生物学与医药。 关键词：分子生物学生物医药应用发展趋势与展望 1、分子生物学与生物医药简介 1.1分子生物学 分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的学科，是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动的改造和重组自然界的基础科学。分子生物学从分子水平上研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律，它涵盖了生命科学的各个领域，改变了或正在改变着整个生物学的面貌，其研究成果已在工业、农业、医学、食品、材料、能源、冶金、环保等领域得到了广泛的应用[2]。分子生物学是研究所有生物学现象的分子基础，内容十分广泛，但可以把分子生物学的研究内容可以概括为以下五个方面： 1.基因与基因组的结构与功能：基因的研究一直是影响整个分子生物学发展的主线。近20年来，由于重组DNA技术的不断完善和应用，人们已经改变了从表型到基因型的传统研究基因的途径，能够直接从克隆目的基因出发，研究基因的功能及其与表型的关系，使基因的研究进入了反向生物学阶段。 2. DNA的复制、转录和翻译：此方面研究的重点是DNA或基因怎样在相关的酶与蛋白质因子的作用下按照中心法则进行自我复制、转录和翻译，以及对mRNA分子剪接、加工、编辑和对新生多肽链折叠成为功能结构的研究。 3.基因表达调控和研究：基因表达的实质是遗传信息的转录和翻译。在生物个体的生长、发育和繁殖过程中，遗传信息的表达按照一定的时空发生变化，并且随着内外环境的变化而不断地加以修正。基因表达调控主要表现在对上游调控序列、信号转导、转录因子以及RNA剪辑等几个方面。 4. DNA重组技术：DNA重组技术是20世纪70年代初兴起的一门科学技术。应用此技术能将不同的DNA片段进行定向的连接，并且在特定的宿主细胞中与载体同时复制、表达。它的主要目的用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽也可用于定向改造某些生物有效阻止病情发展。DNA重组技术还被用来进行基础研究。分子生物学研究核心是遗传信息的结构、传递和控制，在这个过程中DNA重组技术必不可少。 5.结构分子生物学：任何一个生物大分子当它在发挥生物学功能时需要有两个前提：必须具有特定的空间结构，并且在发挥生物学功能的过程中必定存在结构和构象的变化。分子生物学已经渗透到生物学的各个领域，正在改变着生物学的面貌[3]。 1.2生物医药 生物制药是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理
1．遗传病的最基本特征是：A. 家族性 B. 先天性 C. 终身性 D. 遗传物质的改变 E. 染色体畸变2．根据遗传因素和环境因素在不同疾病发生中作用不同，对疾病分类下列哪项是错误的?A．完全由遗传因素决定发病B．基本由遗传因素决定发病C．遗传因素和环境因素对发病都有作用D．遗传因素和环境因素对发病作用同等 E. 完全由环境因素决定发病*3．揭示生物性状的分离律和自由组合律的两个遗传学基本规律的科学家是A．Mendel B. Morgan C．Garrod D．Hardy．Wenberg E．Watson，Crick4. 关于人类遗传病的发病率，下列哪个说法是错误的?A. 人群中约有3%～5％的人受单基因病所累B．人群中约有0.5%～1％的人受染色体病所累C．人群中约有15％～20%的人受多基因病所累 D. 人群中约有20％～25%的人患有某种遗传病 E. 女性人群中红绿色盲的发病率约为5％*5．研究染色体的结构、行为及其与遗传效应关系的遗传学的一个重要支柱学科称为：A．细胞遗传学B．体细胞遗传学 C. 细胞病理学D．细胞形态学E．细胞生理学6．研究基因表达与蛋白质(酶)的合成，基因突变所致蛋白质(酶)合成异常与遗传病关系的医学遗传学的一个支柱学科为：A. 人类细胞遗传学B．人类生化遗传学 C. 医学分子生物学D. 医学分子遗传学E．医学生物化学 7．细胞遗传学的创始人是：A．Mendel B．Morgan C．Darwin D．Schleiden，Schwann E.Boveri，Sutton8．在1944年首次证实DNA分子是遗传物质的学者是；A．Feulgen B．Morgan C．Watson，Crick D．Avery E.Garrod9．1902年首次提出“先天性代谢缺陷”概念的学者是：A．Feulgen B．Morgan C．Watson，Crick D．Avery E．Garrod 10．1949年首先提出“分子病”概念的学者是：A．Mendel B．Morgan C．Darwin D．Paullng E．Boveri，Sutton*11．1956年首次证明人的体细胞染色体为46条的学者是: A. Feulgen B．Morgan C．蒋有兴(JH.Tjio)和Levan D．Avery E．Garrod 12．1966年编撰被誉为医学遗传学的“圣经”--《人类盂德尔遗传》一书的学者是：A．McKusick B．Morgan C．Darwin D．Schleiden，Schwann E．Boveri，Sutton*13．婴儿出生时就表现出来的疾病称为:A．遗传病B．先天性疾病 C. 先天畸形 D. 家族性疾病 E. 后天性疾病*14．一个家庭中有两个以上成员罹患的疾病一般称为：A．遗传病B．先天性疾病C先天畸形 D.家族性疾病 E.后天性疾病15．婴儿出生时正常，在以后的发育过程中逐渐形成的疾病称为:A．遗传病B．先天性疾病 C. 先天畸形 D. 家族性疾病 E. 后天性疾病16. 人体细胞内的遗传物质发生突变所引起的一类疾病称为：A遗传病B．先天性疾病 C. 先天畸形 D. 家族性疾病 E. 后天性疾病*17．遗传病特指：A．先天性疾病B．家族性疾病C．遗传物质改变引起的疾病D．不可医治的疾病E．既是先天的，也是家族性的疾病18．环境因素诱导发病的单基因病为：A．Huntington舞蹈病B．蚕豆病C．白化病D．血友病A E．镰状细胞贫血19．传染病发病：A．仅受遗传因素控制B．主要受遗传因素影响，但需要环境因素的调节C．以遗传因素影响为主和环境因素为辅D．以环境因素影响为主和遗传因素为辅E．仅受环境因素影响20．Down 综合征是：A．单基因病B．多基因病C．染色体病D．线粒体病E．体细胞病21．脆性X综合征是：A．单基因病B．多基因病C．染色体病D．线粒体病E．体细胞病22．Leber视神经病是：A．单基因病B．多基因病C．染色体病D．线粒体病E．体细胞病23．高血压是： A．单基因病B．多基因病C．染色体病D．线粒体病E．体细胞病 1．下列哪些疾病不属于多基因遗传病?A．精神分裂症 B. 血友病A C．唇裂和腭裂D．开放性脊柱裂E．多指症2．人类遗传病包括下列哪些类型? A．单基因病 B. 多基因病C．染色体病 D. 线粒体病 E. 体细胞遗传病 *3．遗传病的特征多表现为：A．家族性B．先天性C．传染性 D．不累及非血缘关系者E．同卵双生率高于异卵双生率4．判断是否是遗传病的指
《分子生物学技术在中医药研究中的应用》教案（7）课程名称分子生物学技术在中医药研究中的应用总学时数48
课程总结和部分新技术介绍 （4学时） 一、中医药对基因组作用的研究 实验1 基因组DNA提取（方法类似于RNA的提取） 实验2 Southern blot（方法类似于Northern blot） 实验3 PCR PCR是Polymerase chain reaction的缩写，中文译作聚合酶链式反应。其特点是可以在几小时内方便、快捷地将微量DNA（含由微量RNA反转录成的cDNA）扩增达106倍，得到ug级的DNA！该技术发明于八十年代中期，到了八十年代末，由于引用了耐热DNA聚合酶，使这一技术得以蓬勃发展，成为分子生物学中应用最为广泛的技术之一，发挥着日益重要的作用。 由于其方便快捷，在中医药实验研究和临床检测中应用十分广泛。例如观察慢性炎症的活检组织中一些与肿瘤发生的基因是否存在突变，中医药治疗后防突变的作用如何；一些与肿瘤发生、转归、转移、凋亡等基因的表达如何，中医药的调控如何；探针的扩增等等。 原理 采用两段引物，分别与DNA两条链上各一段序列互补，位于模板DNA中拟扩增片段两条链的3'端。加热使模板DNA变性解链，当反应的温度下降时，两引物分别与模板DNA 两条链发生退火，然后两引物在DNA聚合酶的作用下延伸。在摩尔数大大过量的两段引物和4种dNTP的反应体中，位于两段引物间的DNA在反复的变性、退火、延伸的循环里，每一轮扩增的产物再一次充当下一轮扩增的模板，使其产物增加一倍。经过30-40个循环，目的DNA可由原来的1pg扩增到1ug。 1）引物退火与模版DNA结合；2）PCR第一链的延伸；3）再次变性解链后，上下游引物分别退火结合到原先和扩增了的模版上；4）PCR第二轮的延伸；5）再次变性解链；6）再次引物与扩增了的模版退火并延伸。 注意事项 PCR的常见问题主要有： 1．没有PCR产物。其主要可能有PCR反应的有关试剂缺乏，循环次数不够，退火温度太高，引物设计不好，模版不够，模版质量差，变性温度过高或过低，变性时间过长或过短，链延伸时间过短，Taq酶数量不够或质量不行，Mg++过低，dNTP过少，模版C/G过于丰富，等等。 2．PCR产物不纯，见多条条带产物。其主要可能有循环次数太多，退火温度过低，引物设计不合理，污染等。其中，引物设计不合理的可能性最大。 3．PCR产物前后一片，拖带。其主要可能有循环次数太多，退火温度太低，链延伸时间过长，模版质量差，模版过多，污染，Taq酶数量过多，Mg++过多，等等。 还有一些值得注意的问题： 4．关于引物。 （1）引物的长度。引物的长度要求不一，如模版是单一的载体和单一的插入片段，可以选用较短的插入片段两侧的载体序列作为引物，一些常用载体有现成的引物商品，可以购买。对于复杂的基因库，或反转录产物，为提高引物的特异性，建议采用较长的引物。具体可以参见RACE PCR介绍。 （2）引物的CG与AT的比例。可能的话，建议1:1左右。 （3）引物的计算机设计参见本书RTPCR介绍。 5．关于酶。一些实验反复失败，竟然会与酶的质量问题有关。因此，我们建议购买那些经常从事PCR实验的实验室所经常使用品牌及其供应商的PCR酶。 6．退火温度。通常按照检索到的文献或试剂盒提供的方法，可以确定退火温度。但
医学微生物学考试试卷（A） (临床医学本科、影像医学本科、中医药学本科、实验技术本科、预防医学本科) 班级学号姓名 注意事项： 1．在试卷上写上姓名、班级。在答题卡上填上学号，将相应的数字涂黑，并写上班级、姓名和试卷类型（A卷/B卷）。交卷时必须将答题卡与试卷一起上交，否则以零分计算！ 2．本份试卷由基础知识题和病例分析题组成，共150个选择题，请按题目要求，在备选答案中选择一个最佳答案，并在答题卡上将相应的字母涂黑，做在试卷上无效。 3．考试时请严格遵守考场纪律，原则上不允许上厕所。 第一部分、Ａ型选择题 （由一题干和５个备选答案组成，请选出一个最佳答案。共90个选择题） 1.哪种疾病的病原体属于非细胞型微生物： A.疯牛病 B.梅毒 C.结核病 D.沙眼 E.体癣 2.细菌属于原核细胞型微生物的主要依据是: A.单细胞 B.二分裂方式繁殖 C.对抗生素敏感 D.有由肽聚糖组成的细胞壁 E.仅有原始核结构，无核膜 3.革兰阳性菌细胞壁： A.肽聚糖含量少 B.缺乏五肽交联桥 C.对溶菌酶敏感 D.所含脂多糖与致病性有关 E.有蛋白糖脂外膜 4.青霉素杀菌机制是: A.干扰细胞壁的合成 B.与核糖体50S亚基结合，干扰蛋白质合成 C.影响核酸复制 D.与核糖体30S亚基结合，干扰蛋白质合成 E.损伤细胞膜 5.有关“细菌鞭毛”的叙述，哪一项是错误的: A.与细菌的运动能力有关 B.许多革兰阳性菌和阴性菌均有鞭毛 C.在普通光学显微镜下不能直接观察到 D.可用于细菌的鉴定 E.将细菌接种在固体培养中有助于鉴别细菌有无鞭毛(半固体) 6.有关“芽胞”的叙述，错误的是: A.革兰阳性菌和阴性菌均可产生（都是阳性） B.不直接引起疾病 C.对热有强大的抵抗力 D.代谢不活跃 E.通常在细菌处于不利环境下形成 7.用普通光学显微镜油镜观察细菌形态时，总放大倍数为: A.10倍 B.100倍 C.400倍 D.900～1000倍 E.10000倍 8.脑膜炎奈瑟菌和肺炎链球菌经结晶紫初染、碘液媒染、95%乙醇脱色后，菌体分别呈: A.红色和紫色 B.紫色和紫色
分子生物学在中医药研究中的应用 摘要:将分子生物学技术引入到中医中药的研究上来,从基因和分子水平研究中医的基础理论、疾病的本质和中药的作用,既不脱离中医的整体观,又能使中医从客观化、定量化上与综合、演绎的方法联系在一起,填补中医缺乏微观还原分析的空白,不但有利于中医从朴素的方法论尽快地转到现代辨证的方法上来,也有利于利用基因组学这一纽带将传统的中医与现代医学紧密结合。 关键词：分子生物学中医理论中药机理新药 分子生物学是从分子水平探讨生命现象及其规律的一门学科。近年来在农林、医药、环境测与石油、化工等方面得以广泛应用，特别是基因工程药物的产生、转基因动物的研制成功、基因疗法的临床应用等已取得显著成就,分子生物学已渗透到现代生命科学的各个方面。如何利用分子生物学的理论和技术来发展中医药，是摆在中医药工作者面前的一个严峻问题近年来,在中医药界人士的共同努力下,已将分子生物学技术引入到中医中药的研究上来，基因和分子水平研究中医的基础理论、疾病的本质和中药的作用,取得了可喜的成绩。 一，中医理论与分子生物学 中医学具有朴素的唯物论和辩证法思想, 中医理论的阴阳五行学说、脏象学说以及药物四气五味与归经的理论, 无不体现了朴素的整体观、系统论和控制论观点, 其构成论的整体思想是中医的特色和优势, 贯穿着中医临床和实践。而自本世纪五十年代建立起来的分子生物学, 从分子水平辩证地研究整体的功能和联系, 即应用还原方法对生命进行研究, 从细胞超微结构及分子水平阐明生命的物质基础, 再经综合分析过程, 利用现代系统论、控制论、信息论和协调论等学说, 把“孤立”的物质与组成整体的所有器官联系在一起, 把局部的作用和整体的功能联系在一起, 把局部的病变和整体的健康状况联系在一起, 把人体与自然界联系在一起[ 1] , 这种建立在大量实验基础上的辩证的整体观不仅与中医的整体观有相似之处, 而且比中医对整体的认识更为客观、清晰。分子生物学在充分的实验根据上形成的反馈调节论、信息论等, 比中医学中反映在五行生克关系等中的朴素的控制论、信息论思想更具有现代性和实用性。引入分子生物学方法研究中医, 既不会脱离中医的整体观, 又能使中医从客观化、定量化上与综合——演绎的方法联系在一起, 填补中医缺乏微观还原分析的空白, 使中医的抽象思维建立在深刻的实验科学研究的基础上; 同时, 分子生物学的辩证的整体观、系统论等方法论, 有利于中医从朴素的方法论尽快地转到现代辩证的方法论上来。 近年来的研究表明, 从分子水平去研究中医, 不仅证实了中医理论的科学性, 而且能有机地沟通功能与物质之间的联系。中医以阴阳学说来解释生命运动变化的对立统一性, 如何从客观入手, 揭示阴阳学说的物质基础和一般规律? 过去曾从植物性神经——交感神经系统和副交感神经系统机能变化进行了不少研究。1973年美国生物学家Goldberg 根据cAMP、cGMP 这一对环核甘酸对细胞功能的相互对抗、相互制约, 保持一定比例关系和相对平衡作用, 提出了生物控制的阴阳学说, 认为这就是东方医学的阴阳学说的物质基础。 二，从分子水平研究中药作用原理 中药治病的物质基础, 是通过其所含的生物活性分子而发挥作用。由于疾病的发生与发展不太可能是机体单一某个环节的机能失调, 大多数是多个环节的失调。中药复方含多种生物活性成份, 即使是一味植物中药, 也常常含多种化学成份, 可能是某种或多种成份从各面调节病体内的多个环节, 使之逐渐恢复正常平衡。因此, 在中医理沦指导下进行辨证论治所给的复方治疗, 常常是西医用单味药物不能奏效, 而中医复方却取得很好的疗效。这是中医治疗的一个特点, 也是西医所不及的地方。但是, 综合的结果, 并不排除用分析的方法进行
一、分子生物学与系统生物学的区别与联系？ 答：二者的区别和联系主要从宏观和微观上讲。分子生物学的研究采用典型的还原论方法，研究对象主要是分子水平上的，即生物系统中的大分子、信号分子的结构、生化性质以及功能，基因表达过程中的调控，以及DNA重组。分子生物学只研究系统的组成元素，最后给出系统的组成元素清单，它是系统生物学的基础，但它的研究结果只能解释生物系统的微观或局部现象，无法说明系统整体所具有的功能从何而来。而系统生物学作为一个整体，表现出完善的整体行为，而组成系统的细胞、基因、蛋白质等只能作为系统的一个构件、一个元素、通常情况下它无法表现出“系统”行为。系统生物学与分子生物学研究对象不同，系统生物学研究的是系统整体，研究由系统元素形成有功能的整体所依赖的组织方式和潜藏规则，它同时研究系统的不同层次，以及他们之间的相互作用关系，并将这些整合起来深刻挖掘系统整体的功能形成机制。系统生物学虽然在研究对象上与分子生物学不同，但他们之间并不是完全不相关的，系统生物学的研究离不开分子生物学研究所给出的大量资料和数据，正是依赖这些，系统生物学才有了建模的基础。同时分子生物学的研究结果只有通过系统生物学进行整合才能从理论上对系统的宏观性质达到定性定量的理解，反过来，系统生物学的研究成果也可以用来指导分子生物学的实验设计。因此二者之间其实是相互补充的，只有结合起来，才能充分认识生命现象。 二、BPE的特点、探测与应用 答：BPE指超微弱光子辐射，BPE的光谱范围从紫外、可见到红外波段。 特点：BPE具有高度的相干性，并具有泊松相干场的特征，它是生物体量子效率极低的一种低水平化学发光。如果说光子学是产生和利用以光子作为量化单位的辐射的技术，而且其应用范围从能量的产生和探测扩展到信息的提取、传输与处理等，那么，生物光子学则涉及生物系统以光子形式释放能量和对来自生物系统的光子探测，以及这些光子携带的有关生物系统的结构与功能信息，还包括利用光子对生物系统进行加工改造。 探测与应用：1、生物超弱发光的成像利用高灵敏度的光子探测与成像技术，并结合光子统计与光子相关测量技术，在可见或近红外波段获得生物体的超弱发光的二维图像，用以测量人体的代谢功能与抗氧化、抗衰老的机体防御功能。因此可望在疾病与临床诊断方面得到重要应用。 2、生物系统超弱发光的重要应用生物系统的超弱发光在临床诊断、农作物遗传性诊断及环境监测功能等方面有重要的应用。由于超弱发光与生物体的生理病理状态有关，因此使之在临床诊断上有潜在的应用价值。 3、生物系统的诱导发光外界短暂的强光照射可以诱导生物系统的光子发散，这种诱导发光的强度通常大大高于自发发光的强度，且随时间衰减。诱导发光的光谱和强度取决于组成生物系统的可激发分子的种类和含量，还取决于分子间的相互作用及能量传递，因此，诱导发光将能提供生物系统组成的结构的信息，这种发光早已用于植物光合作用的研究。 4、在中医诊断中的应用： 研究超弱发光成像、人体PE分布以及研究病变时，或受光照，或受其他
中药中多糖成分的研究状况与进展 陈林伟南京中医药大学研究生院 关键词: 多糖结构提取分离纯化药理作用现状与展望 多糖又称多聚糖(polysaccharide),是一类天然具有多种生理活性的高分子化合物。由于膜的化学功能,免疫物质的化学研究与发展以及新药物资源的寻找与研究等,一直在药物有效成分的提取分离过程中作为杂质除去的多糖类,被发现在生物体中的作用不仅是作为能量资源或结构材料,更重要的参与了生命现象中细胞的各种活动[1],具有多种多样的生物学功能,因此糖的研究开始逐步活跃起来。研究对象包括真菌类、地衣类、植物、花粉,范围涉及多糖的分离纯化、结构分析、理化性质、免疫学、药理学以及治疗应用等。多糖作为生物效应调节剂,主要影响网状内皮系统、巨噬细胞、淋巴细胞、白细胞以及RNA、DNA、蛋白质的合成,cAMP和cGMP的含量、抗体的生成、补体的形成以及干扰素的诱生,还具有抗肿瘤、抗炎、抗凝血、抗病毒、抗放射、降血糖、降血脂等活性[2]。其中,一些分子量在几千以上,具有很强生物活性的活性多糖的研究受到日益重视,它们的生理活性、化学结构以及构效关系成为多糖研究的前沿阵地,取得了很大的进展[3]。大量的药理和临床研究表明,多糖类化合物是一种免疫调节剂,它能激活免疫细胞,提高机体的免疫功,而对正常细胞没有毒副作用,这类多糖没有细胞毒性而且药物质量通过化学手段容易控制,已经成为当今新药的发展方向之[4]。 1多糖的结构分类 多糖的结构分类沿用了对蛋白质和核酸的分析方法,单糖是糖类的组成单元,单糖之间脱水形成糖苷键,并以糖苷键线性或分枝连接成寡糖和多糖。一般将少于20个糖基的糖链称为寡糖,多于20个糖基的糖链称为多糖。寡糖和多糖的结构也可分为一级、二级、三级和四级结构[5]。 1.1一级结构 多糖的一级结构包括糖基的组成、糖基排列顺序、相邻糖基的连接方式、异头物构型以及糖链有无分支、分支的位置与长短等。与蛋白质和核酸相比,糖的一级结构非常复杂。例如,两种氨基酸只能构成一种二肽,而两种相同单糖能结合形成11种不同的二糖;另外,通过硫酸化、乙酰化、磷酸化、甲基化等衍生形式还可形成糖衍生物。最简单的多糖由相同的单糖残基以相同的键型连接形成线性链,比如直链淀粉是以麦芽糖作为结构单位的1,4键合的D-吡喃葡萄聚糖。 1.2二级结构 多糖的二级结构指多糖骨架链间以氢键结合所形成的各种聚合体,只关系到多糖分子中主链的构象,不涉及侧链的空间排布[6]。在多糖链中,糖环的几何形状几乎是硬性的,各个单糖残基绕糖苷键旋转而相对定位,可决定多糖的整体构象。通常糖苷键有两个可旋转的主链二面角:U(H1-C1-O1-C糖配基),W(C1-O1-C糖配基-H糖配基),两个单糖若为1→6连接,则还有第三个可旋转的二面角X(O6-C6-C5-O5),解决寡糖构象的关键在于确定U、W、X的取值。但是,它们的取值受相邻糖环之间的空间阻碍和相邻糖残基间的非共价键相互作用的严格限制。因此,多糖的二级结构形式主要依赖一级结构的排步[7]。 1.3三级和四级结构 多糖链一级结构的重复顺序,由于糖单位的羟基、羧基、氨基以及硫酸基之间的非共价相互作用,导致有序的二级结构空间有规则而粗大的构象,即是多糖链的三级结构[8]。 多糖的四级结构指多聚链间非共价链结合形成的聚集体。多糖链的聚集作用可在相同的分子间进行(如纤维素链间的氢键相互作用),也可在不同的多糖链间进行(如黄杆菌聚糖的
名词解释： 基因是核酸中贮存遗传信息的遗传单位，是贮存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列。 基因组（gencme）：细胞或生物中，一套完整单倍体遗传物质的总和（包括一种生物所需的全套基因及间隔序列）称为基因组。基因组的功能是贮存和表达遗传信息。 SD序列(Shine-Dalgarno sequence,SD sequence) 是mRNA能在细菌核糖体上产生有效结合和转译所需要的序列。SD序列与16S rRNA的3’末端碱基(AUUCCUCCAC-UAG-5’)互补，以控制转译的起始 分子克隆：克隆（clone）：是指单细胞纯系无性繁殖，现代概念是将实验得到的人们所需的微量基因结构，引入适当的宿主细胞中去，在合适的生理环境中进行无性繁殖，从而利用宿主的生理机制繁衍人们所需要的基因结构，并进行表达。由于整个操作在分子水平上进行，所以称为分子克隆（molecular cloning）。 动物克隆(Animal cloning)就是不经过受精过程而获得动物新个体的方法. 基因诊断：就是利用现代分子生物学和分子遗传学的技术方法，直接检测基因结构 （DNA水平）及其表达水平（RNA水平）是否正常，从而对疾病做出诊断的方法。 基因治疗就是将有功能的基因转移到病人的细胞中以纠正或置换致病基因的一种治疗方法，是指有功能的目的基因导入靶细胞后有的可与宿主细胞内的基因发生整合，成为宿主细胞遗传物质的一部分，目的基因的表达产物起到对疾病的治疗作用。 转基因动物就是把外源性目的基因导入动物的受精卵或其囊胚细胞中，并在细胞基因组中稳定整合，再将合格的重组受精卵或囊胚细胞筛选出来，采用借腹怀孕法寄养在雌性动物（foster mother）的子宫内，使之发育成具有表达目的基因的胚胎动物，并能传给下一代。这样，生育的动物为转基因动物。 探针：在核酸杂交分析过程中，常将已知顺序的核酸片段用放射性同位素或生物素进行标记。这种带有一定标记的已知顺序的核酸片段称为探针。 限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶（restriction endonuclease）是一类专门切割DNA 的酶，它们能特异结合一段被称为限制酶识别顺序的特殊DNA序列并切割dsDNA。 载体：要把一个有用的基因（目的基因-研究或应用基因）通过基因工程手段送到生物细胞（受体细胞），需要运载工具携带外源基因进入受体细胞，这种运载工具就叫做载体（vector）。 限制性片段长度多肽性分析(RFLP):DNA片段长度多态性分析（restriction fragment length polymer-phism,RFLP）基因突变导致的基因碱基组成或(和)顺序发生改变,会在基因结构中产生新的限制性内切酶位点或使原有的位点消失. 用限制酶对不同个体基因组进行消化时，其电泳条带的数目和大小就会产生改变，根据这些改变可以判断出突变是否存在。 简答题： 1.蛋白质的生物合成过程中的成分参与，参与因子，作用？ mRNA是合成蛋白质的“蓝图（或模板）” tRNA是原料氨基酸的“搬运工” rRNA与多种蛋白质结合成核糖体作为合成多肽链的装配机（操作台） tRNA mRNA是合成蛋白质的蓝图，核糖体是合成蛋白质的工厂，但是，合成蛋白质的原料——20种氨基酸与mRNA的碱基之间缺乏特殊的亲和力。因此，需要转运RNA把氨基酸搬运到核糖体中的mRNA上 rRNA 核糖体RNA（rRNA）和蛋白质共同组成的复合体就是核糖体，核糖体是蛋白质合成的场所。