羅氏 454 GS Junior 測(cè)序系統(tǒng)應(yīng)用于中藥成分研究
羅氏454 GS Junior 測(cè)序系統(tǒng)應(yīng)用于中藥成分研究
中草藥是我國(guó)寶貴的傳統(tǒng)文化財(cái)富，在我國(guó)有著長(zhǎng)期良好的使用傳統(tǒng)。即使在西醫(yī)高度發(fā)達(dá)的今天，也在我國(guó)乃至全球的醫(yī)藥使用中占有重要的一席之地。然而長(zhǎng)期以來，關(guān)于中藥組成成分的定性、定量，一直是困擾其發(fā)展的重要原因之一 。緣于此，中藥的質(zhì)量控制、檢測(cè)、乃至申報(bào)環(huán)節(jié)都面臨困難。近年來，逐步有通過利用高科技如質(zhì)譜儀、高效液相色譜進(jìn)行分析的方法。而最近澳大利亞的研究人員在《PLoS Genetics》雜志上發(fā)表一篇文章1，利用GS Junior測(cè)序系統(tǒng)通過擴(kuò)增子定向測(cè)序分析中藥成分，通過這一方法有望高通量、平行鑒定多個(gè)中藥的植物、動(dòng)物組成成分。在此次研究中，研究人員首先從28個(gè)中藥中包括片劑、粉劑、湯劑等，提取DNA成分。然后選擇其中15個(gè)含有足量、高質(zhì)量DNA的樣本進(jìn)行進(jìn)一步PCR擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)。擴(kuò)增子的引物針對(duì)植物質(zhì)體基因trnL的p-loop區(qū)域以及動(dòng)物16S rRNA基因進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合測(cè)序引物序列 以及樣本標(biāo)簽序列，組成融合引物。這一方法，可以將50-100種不同的擴(kuò)增產(chǎn)物，在一次GS Junior測(cè)序中完成序列測(cè)定。
測(cè)序共獲得約5萬條有用的trnL序列，以及5萬條16S rRNA序列。這些深度擴(kuò)增子測(cè)序的結(jié)果通過與公共數(shù)據(jù)庫(kù)中已知的trnL基因序列對(duì)比，可以獲得藥物中植物組成成分；而通過與16S rRNA的序列可以給出其動(dòng)物組成成分的信息。結(jié)果證實(shí)這一方法可以有效、高效的鑒定組分，在一些藥物中含有一些未被標(biāo)出的動(dòng)植物成分，提示此法對(duì)于藥物的質(zhì)量控制和監(jiān)管可以提供非常有用的信息。
這種遺傳學(xué)方法，或稱Geneic Audit，相對(duì)傳統(tǒng)方法節(jié)省時(shí)間，提高通量，其可應(yīng)用的領(lǐng)域不但在中藥，而且在其他自然藥物、環(huán)境樣本、野生動(dòng)物保護(hù)方面都可進(jìn)行延伸。相對(duì)而言，目前的問題在于，動(dòng)物16s rRNA數(shù)據(jù)庫(kù)相對(duì)完善，可以給出較為具體的鑒定信息，而植物trnL基因的序列數(shù)據(jù)較少，在鑒定方面也有一定難度，但可以達(dá)到種屬水平的鑒定，其解決方法是或者增加測(cè)序的長(zhǎng)度、或者完善這一類數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，研究人員也正嘗試通過該方法進(jìn)行組分的定量。
通過對(duì)這一方法的不斷完善，將之應(yīng)用在中藥的研發(fā)、生產(chǎn)、監(jiān)控等諸多環(huán)節(jié)中，相信可以幫助理解中藥藥物成分及有效成分，保障中藥質(zhì)量，推動(dòng)中藥在更多國(guó)家所接受。
1. Coghlan ML, Haile J, Houston J, Murray DC, White NE, et al. (2012) Deep Sequencing of Plant and Animal DNA Contained within Traditional Chinese Medicines Reveals Legality Issues and Health Safety Concerns. PLoS Genet 8(4): e1002657. doi:10.1371/journal.pgen.1002657
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