羅氏 454 GS Junior 測序系統(tǒng)應用于中藥成分研究
羅氏454 GS Junior 測序系統(tǒng)應用于中藥成分研究
中草藥是我國寶貴的傳統(tǒng)文化財富，在我國有著長期良好的使用傳統(tǒng)。即使在西醫(yī)高度發(fā)達的今天，也在我國乃至全球的醫(yī)藥使用中占有重要的一席之地。然而長期以來，關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，中藥的質量控制、檢測、乃至申報環(huán)節(jié)都面臨困難。近年來，逐步有通過利用高科技如質譜儀、高效液相色譜進行分析的方法。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測序系統(tǒng)通過擴增子定向測序分析中藥成分，通過這一方法有望高通量、平行鑒定多個中藥的植物、動物組成成分。在此次研究中，研究人員首先從28個中藥中包括片劑、粉劑、湯劑等，提取DNA成分。然后選擇其中15個含有足量、高質量DNA的樣本進行進一步PCR擴增實驗。擴增子的引物針對植物質體基因trnL的p-loop區(qū)域以及動物16S rRNA基因進行設計，同時結合測序引物序列 以及樣本標簽序列，組成融合引物。這一方法，可以將50-100種不同的擴增產物，在一次GS Junior測序中完成序列測定。
測序共獲得約5萬條有用的trnL序列，以及5萬條16S rRNA序列。這些深度擴增子測序的結果通過與公共數據庫中已知的trnL基因序列對比，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物組成成分的信息。結果證實這一方法可以有效、高效的鑒定組分，在一些藥物中含有一些未被標出的動植物成分，提示此法對于藥物的質量控制和監(jiān)管可以提供非常有用的信息。
這種遺傳學方法，或稱Geneic Audit，相對傳統(tǒng)方法節(jié)省時間，提高通量，其可應用的領域不但在中藥，而且在其他自然藥物、環(huán)境樣本、野生動物保護方面都可進行延伸。相對而言，目前的問題在于，動物16s rRNA數據庫相對完善，可以給出較為具體的鑒定信息，而植物trnL基因的序列數據較少，在鑒定方面也有一定難度，但可以達到種屬水平的鑒定，其解決方法是或者增加測序的長度、或者完善這一類數據庫。同時，研究人員也正嘗試通過該方法進行組分的定量。
通過對這一方法的不斷完善，將之應用在中藥的研發(fā)、生產、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，保障中藥質量，推動中藥在更多國家所接受。
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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