心脏基因表达研究及其基因芯片技术的应用与思考

　　3  基因芯片技术在中医药防治心血管病基础研究中得以尝试

    基因芯片技术在中医药研究中,亦有从证的研究、复杂的作用机理研究、有效药物筛选及中药新药研发等进行了探讨,但多局限于研究思路和方法学探索上,具体研究中存在一些技术问题,理论和方法尚未成熟,仍处于摸索阶段[11]。目前,基因芯片技术在中医药治疗心血管病研究中的报道有限,王硕仁教授负责的课题组利用结扎大鼠左冠状动脉造成心肌梗死后心衰模型,对心衰形成期(术后10 d)、稳定期(术后8周)大鼠的左心室梗死区、非梗死区和同期假手术组的左心室分别取材进行了相关检测,并观察了益气活血复方的作用。发现心衰模型大鼠心肌有参与能量代谢、心肌细胞骨架及纤维等13类共1 000余条表达上调和下调的基因,在梗塞区差异表达基因形成期最多(1 086条)、稳定期次之(724条),而非梗死区为形成期最多(196条),稳定期较少(97条)。说明心肌梗死后心衰是一种多基因病,益气活血法可能通过对心肌梗死后心衰大鼠心脏能量代谢相关基因的调节而改善其功能,起到治疗心衰的作用[12]。此外,有学者制备了包含87个心血管疾病相关基因探针的寡核苷酸芯片,将知母皂苷作用8 h及未作用的培养人血管内皮细胞提取总RNA,通过逆转录分别标记Cy5和Cy3荧光染料,然后与芯片杂交,检测知母皂苷对血管内皮细胞中心血管疾病相关基因表达的影响。结果显示,知母皂苷作用于血管内皮细胞后,血管紧张素酶原(AGT)基因、肾上腺素α2A受体基因和内皮素转换酶1基因的表达均有不同程度的下调,说明知母皂苷有调控血管内皮细胞功能的作用,可能是其治疗心血管疾病的机制之一[13]。可见,基因芯片技术可以用于中药作用机理的研究,特别是其高通量、多态性等特点可能有助于解决中药作用多靶点的一些问题。但通过对已研究的资料进行分析,具体的基因调控、基因鉴定及其意义,应进一步深入分析与研究。

    综上所述,通过对近年来基因芯片技术在心血管病研究特别是国内的应用研究分析,存在一些问题,值得思考。如：①基因芯片的特异性有待提高。研究论文体现了多种原因均可使不同的大量基因上调或下调,但这些基因的特异性如何,有待进一步鉴定；②基因分析方法研究需要加强。如何利用好各种分析方法,进行对上调或下调基因进行分析,进而筛选出有价值的基因,是一份重要的工作；③正常动物及模型动物基因特异性表达研究有待加强。形成标准的基因谱,将对心血管病的诊断、治疗及药物筛选有重要意义。此外,对样品制备简单化、检测方法标准化等应进行深入研究,亦是今后研究的重点。相信不久的将来,基因芯片技术能够更好、更广泛地应用于心血管病的研究中。

【参考文献】
  1] 王 佚.基因芯片技术及其在医学研究中的应用[J].重庆医科大学学报,2002,27(4)：506－508.

　　[2] Shimket R, Lowe D, Tai J, et al. Gene expression analysis by transcript profiling coupled to gene database query[J]. Nat Biotechnol,1999,17：798－803.

　　[3] Feng Y, Yang J, Huang H, et al. Transcriptionnal profile of mechanically induced genes in human vascular smooth muscle cells[J].Circ Res,1999,85：1118－1123.

　　[4] Sehl P, Hillan K, Brown L, et al. Application of cDNA microarrays in determining molecular phenotype in cardiac growth development, and response to injury[J].Circulation,2000,101：1990－1999.

　　[5] 李 平,李劲梁,侯 嵘,等.大鼠成长期左心室基因表达谱的变化[J].生理学报,2003,5(2)：191－196.

　　[6] 张幼怡,韩启德.心脏重塑时基因表达谱改变及基因调节网络的初步研究[J].北京大学学报(医学版),2002,34(5)：585－589.

　　[7] 田振军,张志琪,唐 量,等.应用cDNA生矩阵基因芯片筛选运动性心肌肥大相关基因的初步研究[J].中国运动医学杂志,2002,21(2)：122－126.

　　[8] 王水明,刘友生,陈 锐.严重缺氧后心肌细胞损害敏感性的分子机制[J].中华烧伤杂志,2003,19(3)：134－136.

　　[9] 陈 刚,林丽香,庄维特,等.用基因芯片技术研究糖尿病性心肌病大鼠心肌组织的部分基因表达谱[J].中华心血管病杂志,2002,30(8)：493－495.

　　[10] 刘宗正.心血管疾病基因芯片制成[J].中国心血管杂志,2002,7(3)：173.

　　[11] 郭书文,孟庆刚,王国华,等.基因芯片技术在中医药研究中的应用探讨[J].中国中医药信息杂志,2004,11(11)：946－949.

　　[12] 陈金星,王硕仁,秦 英,等.心肌梗死后心力衰竭大鼠心脏基因表达谱及益气活方对其血流动力学影响的研究[J].北京中医药大学学报,2003, 26(5)：31－34.

　　[13] 李泽松,李德良,黄 坚,等.心血管相关基因芯片的制备及其在知母皂苷作用机理研究中的应用[J].药学学报,2003,38(7)：496－500.