董 艳 李 军 张振鹏 高嘉良 王 阶

    (中国中医科学院广安门医院,北京,100053)

    一直以来中医药为人们的健康保驾护航,但随着精准医学的不断发展,中医药客观化、精确化和靶向化问题已逐渐成为阻碍其现代化发展的壁垒。转录组学是在整体水平上研究特定生长周期或生理状态下某个细胞或组织所有基因转录及转录调控规律的一门学科[1],它包括编码蛋白质的信使RNA(Messenger RNA,mRNA)和不编码蛋白质的非编码RNA(Non-coding RNA,ncNRA)。转录组是决定基因表达与否,连接基因与表型的关键环节,它受外源和内源因素的共同调控,能反映内部基因组与外部物理特征的整体动态联系,符合中医整体观理论及中药多靶点整体网络调控的特性。有鉴于此,从转录组学层面研究中药作用靶点,将有助于揭示中药多成分、多靶点、整体调节的分子机制,是中医药向精准医疗迈进的一大步。

    1 转录组学理念符合中医药作用特征

    随着当前药物研究从“一药一靶一病”的单靶点理念向多层次、多靶点整体调节的方向转变[2],越来越多的研究者开始关注组学技术在中药研究中的应用[3]。各种组学技术,包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和脂质组学等已经成为中药药理机制、中药复杂体系、中药活性成分筛选及中药材鉴别等的主要策略。其中,转录组学受内源和外源因素的协同调控,在基因承载和表达之间起着关键的枢纽作用。它的整体性、时空性和复杂网络关系尤其适用于中药靶点及机制的研究,故而其技术应用也极为广泛[4]。借助转录组学技术,中药活性成分、单味中药以及中药复方的多层次、多靶点协同作用机制得以逐步阐释[5-6]。通过研究mRNA的差异表达能反映中药在基因转录水平的潜在作用,而有关微小RNA(Micro RNA,miRNA)、长链非编码RNA(Long Non-coding RNA,lncRNA)、环状RNA(Circular RNA,circRNA)等ncRNAs及其lncRNA-miRNA-mRNA、circRNA-miRNA-mRNA及miRNA-mRNA等复杂关系的研究则能进一步从转录后基因修饰和调控网络层面揭示中药的作用靶点和分子机制。因此,转录组学技术有望成为挖掘中医药宝藏的有力武器,基于转录组学技术研究中药的作用靶点及分子机制已经成为了当前的热点领域。

    2 转录组学研究的常用检测技术

    随着转录组学发展的逐渐深入,基于mRNA和多种ncRNAs的表达谱日趋完善,多种转录组学技术也应运而生。目前该技术主要包括基因芯片、RNA测序、单分子测序、单细胞测序和空间转录组等,其中RNA测序运用最广泛,单细胞测序和空间转录组则是当前的热点技术,已逐步运用到中医药研究中 ......