最近,來自斯克利普斯研究所(tsri)的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn),在兩種明顯不同的蛋白質進行相互競爭的時候,其中一種蛋白質總會勝出,而其每次都會“聲稱”自己具有一種細胞結合靶點,這種蛋白質讓研究人員非常著迷,因為其會誘發(fā)癌細胞死亡,這或許就能夠幫助研究人員開發(fā)出潛在的抗癌藥物,相關研究刊登于國際雜志nature上。一項令人困惑的發(fā)現(xiàn)包括癌細胞在內的人類細胞會激活一系列基因的表達,從而就會使得細胞在缺失氧氣攜帶的血液供給時進入一種“生存模式”(survival mode),當名為hif1α的蛋白同cbp蛋白的部分結構taz1結合時這種細胞生存模式就會開啟;當然細胞也會關閉這種模式,為了關閉對低氧狀態(tài)的缺氧反應,當氧氣水平回歸至正常時,名為cited2的蛋白質就會同taz1結合。作為一種固有無序蛋白(intrinsically disordered proteins),hif1α和cited2并不會自身折疊形成穩(wěn)定結構,相反,蛋白的結構域會維持成為一種無組織的狀態(tài),從而就能夠改變構象將其擠入taz1的合適結合位點。hif1α和cited2有著同taz1相同的親和力,研究人員并不認為其中一種蛋白能夠比另外一種更加有效地同taz1進行結合,因此研究者非常驚訝地發(fā)現(xiàn),當二者處于競爭狀態(tài)時,蛋白質cited2每次都會將hif1α推開。cited2的行為似乎與其所處的熱力學狀態(tài)相違背,即一種系統(tǒng)的有序性會變得越來越低,而且隨著時間延續(xù)其并不會具有高度的組織性,為此研究人員希望通過深入研究對此進行闡明。cited2蛋白或許有著隱藏的超級權限研究者berlow表示,他們的早期研究結果或許是錯誤的,實際上他們揭示了蛋白質競爭過程中的一種新的現(xiàn)象;研究者發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)似乎并不會隨機變得更具組織性,相比而言,cited2蛋白似乎就是一個典型的例子,相比其所具有的親和力而言,其能夠利用自身的混亂狀態(tài)而勝出,闡明cited2蛋白在競爭中勝出的機制似乎能夠給研究者帶來思考模式的轉移。在癌癥研究中的應用這項研究發(fā)現(xiàn)對于未來癌癥藥物的開發(fā)非常關鍵,研究者解釋道,過去的候選藥物都會通過阻斷hif1α到達taz1來干擾癌細胞的生存模式,但這些藥物往往并不是有效的,本文研究中研究者就發(fā)現(xiàn)他們或許能夠更加有效地模擬自然的反應,并且利用cited2蛋白樣的藥物來淘汰掉hif1α。研究者wright說道,這是一種非常有效的開關,你僅需要少量的cited2蛋白就能夠關閉缺氧反應,而并不需要hif1α就能夠對這種反應進行開啟。下一步我們將進行更為深入的研究來闡明促進cited2接管taz1結合位點的分子機制;研究人員也希望更加深入地闡明cited2蛋白在其它疾病中的重要角色,因為在其它疾病中蛋白hif1α能夠加劇危險性的缺氧反應。
太多了,先給你一些吧。
1901年12月10日第一屆諾貝爾獎頒發(fā)。
德國科學家倫琴因發(fā)現(xiàn)X射線獲諾貝爾物理學獎。
荷蘭科學家范托霍夫因化學動力學和滲透壓定律獲諾貝爾化學獎。
德國科學家貝林因血清療法防治白喉,破傷風獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
法國作家蘇利·普呂多姆因詩《命運》、《幸?!?、《眼睛》等散文;《論藝術》、《詩句的斷想》等著作獲諾貝爾文學獎。
瑞士人桂南因創(chuàng)立國際紅十字會、法國人帕西因創(chuàng)立國際和平聯(lián)盟和各國議會聯(lián)盟而共同獲諾貝爾和平獎。
1902年12月10日第二屆諾貝爾獎頒發(fā)。
荷蘭科學家洛倫茲因創(chuàng)立電子理論、荷蘭科學家塞曼因發(fā)現(xiàn)磁力對光的塞曼效應而共同獲得諾貝爾物理學獎。
德國科學家費雪因合成嘌呤及其衍生物多肽獲諾貝爾化學獎。
美國科學家羅斯因發(fā)現(xiàn)瘧原蟲通過瘧蚊傳入人體的途徑獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
瑞士人戈巴特因創(chuàng)建國際和平局、桂科蒙因宣傳和平、反對戰(zhàn)爭而共同獲得諾貝爾和平獎。
德國歷史學家塞道爾·蒙森獲諾貝爾文學獎。
1903年12月10日第三屆諾貝爾獎頒發(fā)。
法國科學家貝克勒爾因發(fā)現(xiàn)天然放射性現(xiàn)象、居里夫婦因發(fā)現(xiàn)放射性元素鐳而共同獲得諾貝爾物理學獎。
瑞典科學家阿倫紐斯因電解質溶液電離解理論獲諾貝爾化學獎。
丹麥科學家芬森因光輻射療法治療皮膚病獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
挪威作家比昂松因《羅馬史》、《羅馬國家法》等獲諾貝爾文學獎。
英國人克里默因仲裁國際爭端,推動國際和平運動,領導國際工人協(xié)會獲諾貝爾和平獎。
1904年12月10日第四屆諾貝爾獎頒發(fā)。
英國科學家瑞利因發(fā)現(xiàn)氬獲得諾貝爾物理學獎。
英國科學家拉姆賽因發(fā)現(xiàn)六種惰性所體,并確定它們在元素周期表中的位置獲得諾貝爾化學獎。
俄國科學家巴浦洛夫因消化生理學研究的巨大貢獻獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
西班牙作家埃切加萊·埃薩吉雷因劇作《在劍柄上》、《最后的夜晚》、《懷疑》等、法國作家米斯特拉爾因詩《米海耶》《仁那皇后》等而共同獲得諾貝爾文學獎。
1873年成立的國際法協(xié)會因促進國際和平與合作獲得諾貝爾和平獎。
1905年12月10日第五屆諾貝爾獎頒發(fā)。
德國科學家勒納因陰極射線的研究獲得諾貝爾物理學獎。
德國科學家拜耳因研究有機染料及芳香劑等有機化合物獲得諾貝爾化學獎。
德國科學家科赫因對細菌學的發(fā)展獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
波蘭作家顯克微支因小說《三部曲》、《你往何處去》獲得諾貝爾文學獎。
奧地利女強人蘇納特因積極促進世界和平獲得諾貝爾和平獎。
1906年12月10日第六屆諾貝爾獎頒發(fā)。
英國科學家湯姆遜因研究氣體的電導率獲得諾貝爾物理學獎。
法國科學家穆瓦桑因分離元素氟、發(fā)明穆瓦桑熔爐獲得諾貝爾化學獎。
意大利科學家戈爾吉和西班牙科學家拉蒙·卡哈爾因對神經系統(tǒng)結構的研究而共同獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
意大利作家卡杜齊因詩《撒旦頌》,著作《早期意大利文學研究》獲諾貝爾文學獎。
美國總統(tǒng)羅斯福因成功調解日俄沖突獲諾貝爾和平獎。
1907年12月10日第七屆諾貝爾獎頒發(fā)。
美國科學家邁克爾遜因測量光速獲諾貝爾物理學獎。
德國科學家畢希納因發(fā)現(xiàn)無細胞發(fā)酵獲諾貝爾化學獎。
法國科學家因發(fā)現(xiàn)瘧原蟲在致病中的作用獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
英國作家魯?shù)乱隆ぜ妨忠蛟姟稜I房歌曲》、小說《吉姆》獲諾貝爾文學獎。
意大利人莫內塔因堅持不懈地宣傳和平思想、法國人雷諾為解決國際爭端樹立了典范而共同獲得諾貝爾和平獎。
1908年12月10日第八屆諾貝爾獎頒發(fā)。
法國科學家李普曼因發(fā)明彩色照片的復制獲諾貝爾物理學獎。
英國科學家盧瑟福因研究元素的蛻變和放射化學獲諾貝爾化學獎。
德國科學家埃爾利希因發(fā)明“606”、俄國科學家梅奇尼科夫因對免疫性的研究而共同獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
德國作家歐肯因《偉大思想家的人生觀》獲諾貝爾文學獎。
瑞典人阿諾德森因為和平解散挪威-瑞典聯(lián)盟盡力奔波、丹麥人巴耶因積極從事國際和平運動而共同獲得諾貝爾和平獎。
1909年12月10日第九屆諾貝爾獎頒發(fā)。
意大利科學家馬可尼、德國科學家布勞恩因發(fā)明無線電報技術而共同獲得諾貝爾物理學獎。
德國科學家奧斯特瓦爾德因催化、化學平衡和反應速度方面的開創(chuàng)性工作獲諾貝爾化學獎。
瑞士科學家柯赫爾因對甲狀腺生理、病理及外科手術的研究獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
瑞典作家拉格洛夫因小說《古斯泰·貝林的故事》等獲諾貝爾文學獎。
比利時人貝爾納特因調解國際爭端、爭取限制軍備、法國人德康斯坦因促進法美和解而共同獲得諾貝爾和平獎。
1910年12月10日第十屆諾貝爾獎頒發(fā)。
荷蘭科學家范德瓦爾斯因研究氣體和液體狀態(tài)工程獲諾貝爾物理學獎。
德國科學家瓦拉赫因脂環(huán)族化合作用方面的開創(chuàng)性工作獲諾貝爾化學獎。
俄國科學家科塞爾因研究細胞化學蛋白質及核質獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
德國作家海澤因小說《傲子女》、《天地之愛》等獲諾貝爾文學獎。
1891年成立的國際和平局因維護世界和平、促進國際合作獲諾貝爾和平獎。
基因芯片——“生物信息精靈”
——淺談數(shù)學、計算機在現(xiàn)代生命科學研究中的作用
二十世紀是物理科學的世紀,而二十一世紀則是生命科學的世紀。生命科學,尤其是生物技術的迅猛發(fā)展,不僅與人類健康,農業(yè)發(fā)展以及生存環(huán)境密切相關,而且還將對其它學科的發(fā)展起到促進作用,所謂"今天的科學,明天的技術,后天的生產"。而生命科學的基礎性研究是現(xiàn)代生物技術的源泉、科學和技術創(chuàng)新的關鍵。
現(xiàn)代生物技術,是一門領導尖端科技的學科,正因如此,我很想知道它與數(shù)學——我得專業(yè)課,計算機等理論或技術是怎樣有機的聯(lián)系在一起的?;诖耍依谜n余時間查閱了許多網站、書籍,并有了小小的收獲。現(xiàn)就“基因芯片”技術,淺談如下。
一、基因芯片簡介
基因芯片,也叫DNA芯片,是在90年代中期發(fā)展出來的高科技產物?;蛐酒笮∪缰讣咨w一般,其基質一般是經過處理后的玻璃片。每個芯片的基面上都可劃分出數(shù)萬至數(shù)百萬個小區(qū)。在指定的小區(qū)內,可固定大量具有特定功能、長約20個堿基序列的核酸分子(也叫分子探針)。
由于被固定的分子探針在基質上形成不同的探針陣列,利用分子雜交及平行處理原理,基因芯片可對遺傳物質進行分子檢測,因此可用于進行基因研究、法醫(yī)鑒定、疾病檢測和藥物篩選等?;蛐酒夹g具有無可比擬的高效、快速和多參量特點,是在傳統(tǒng)的生物技術如檢測、雜交、分型和DNA測序技術等方面的一次重大創(chuàng)新和飛躍。
二、基因芯片技術
生物芯片技術是于90年代初期隨著人類基因組計劃的順利進行而誕生,它是通過像集成電路制作過程中半導體光刻加工那樣的微縮技術,將現(xiàn)在生命科學研究中許多不連續(xù)的、離散的分析過程,如樣品制備、化學反應和定性、定量檢測等手段集成于指甲蓋大小的硅芯片或玻璃芯片上,使這些分析過程連續(xù)化和微型化。也就是說將現(xiàn)在需要幾間實驗室、檢驗室完成的技術,制作成具有不同用途的便攜式生化分析儀,使生物學分析過程全自動化,分析速度成千上萬倍地提高,所需樣品及化學試劑成千上萬倍地減少??梢灶A見,在不遠的將來,用它制作的微縮分析儀將廣泛地應用于分子生物學、醫(yī)學基礎研究、臨床診斷治療、新藥開發(fā)、司法鑒定、食品衛(wèi)生監(jiān)督、生物武器戰(zhàn)爭等領域。
生物芯片技術是目前應用前景最好的DNA分析技術之一,分析對象可以是核酸、蛋白質、細胞、組織等。目前全世界用生物芯片進行疾病診斷還處于研究階段,國外已將其用于觀察癌基因及肌萎縮等一些遺傳病基因的表達和突變情況。
生物芯片技術還可以用于治療,例如已開發(fā)出在4平方毫米的芯片上布滿400根有藥物的針,定時定量為病人進行藥物注射。另外,科學家還在考慮制作定時釋放胰島素治療糖尿病的生物芯片微泵及可以置入心臟的芯片起搏器等。生物芯片技術與組合化學相結合將開辟另一個極有價值的應用方向,即為新藥研制提供超高通量篩選平臺技術,這必將使新藥研究開發(fā)和傳統(tǒng)中藥的成分評估獲得重大突破。
三、基因芯片的應用技術舉例
1、基因破譯
目前,由多國科學家參與的“人類基因組計劃”,正力圖在21世紀初繪制出完整的人類染色體排列圖。眾所周知,染色體是DNA的載體,基因是DNA上有遺傳效應的片段,構成DNA的基本單位是四種堿基。由于每個人擁有30億對堿基,破譯所有DNA的堿基排列順序無疑是一項巨型工程。與傳統(tǒng)基因序列測定技術相比,基因芯片破譯人類基因組和檢測基因突變的速度要快數(shù)千倍。
基因芯片的檢測速度之所以這么快,主要是因為基因芯片上有成千上萬個微凝膠,可進行并行檢測;同時,由于微凝膠是三維立體的,它相當于提供了一個三維檢測平臺,能固定住蛋白質和DNA并進行分析。
美國正在對基因芯片進行研究,已開發(fā)出能快速解讀基因密碼的“基因芯片”,使解讀人類基因的速度比目前高1000倍。圖1所示為一種內嵌基因芯片的基因檢測裝置。
2、基因診斷
通過使用基因芯片分析人類基因組,可找出致病的遺傳基因。癌癥、糖尿病等,都是遺傳基因缺陷引起的疾病。醫(yī)學和生物學研究人員將能在數(shù)秒鐘內鑒定出最終會導致癌癥等的突變基因。借助一小滴測試液,醫(yī)生們能預測藥物對病人的功效,可診斷出藥物在治療過程中的不良反應,還能當場鑒別出病人受到了何種細菌、病毒或其他微生物的感染。利用基因芯片分析遺傳基因,將使10年后對糖尿病的確診率達到50%以上。
未來人們在體檢時,由搭載基因芯片的診斷機器人對受檢者取血,轉瞬間體檢結果便可以顯示在計算機屏幕上。利用基因診斷,醫(yī)療將從千篇一律的“大眾醫(yī)療”的時代,進步到依據(jù)個人遺傳基因而異的“定制醫(yī)療”的時代。
3、基因環(huán)保
基因芯片在環(huán)保方面也大有可為?;蛐酒筛咝У靥綔y到由微生物或有機物引起的污染,還能幫助研究人員找到并合成具有解毒和消化污染物功能的天然酶基因。這種對環(huán)境友好的基因一旦被發(fā)現(xiàn),研究人員將把它們轉入普通的細菌中,然后用這種轉基因細菌清理被污染的河流或土壤。
4、基因計算
DNA分子類似“計算機磁盤”,擁有信息的保存、復制、改寫等功能。將螺旋狀的DNA的分子拉直,其長度將超過人的身高,但若把它折疊起來,又可以縮小為直徑只有幾微米的小球。因此,DNA分子被視為超高密度、大容量的分子存儲器。
基因芯片經過改進,利用不同生物狀態(tài)表達不同的數(shù)字后還可用于制造生物計算機?;诨蛐酒突蛩惴?,未來的生物信息學領域,將有望出現(xiàn)能與當今的計算機業(yè)硬件巨頭――英特爾公司、軟件巨頭――微軟公司相匹敵的生物信息企業(yè)。
四、基因芯片的實際應用
基因芯片在生命科學、醫(yī)藥研究、環(huán)境保護和農業(yè)等領域有極其重要的應用價值。在基因芯片的驅動下,人類正進入一個嶄新的生物信息時代。
1、在美國科學家第一次將一個他們稱之為生物芯片的計算機芯片植入人體的細胞上,從而使人體細胞與計算機連接。這是美國科學家波利斯·魯賓斯基(Boris Lubinsky)和他的同事黃永(譯音)在3月份的美國《生物醫(yī)學微設備》雜志中著文披露的。
2、人體細胞外面包有一個細胞膜,該細胞膜具有使特定物質單向通過的功能。多年來,科學家們一直尋求找到用電沖擊的方法,使所希望的物質進入細胞膜,但直 到目前為止,所用的方法有時成功,有時失敗。而使用魯賓斯基和黃永研究出來的 新方法,細胞膜由計算機得到一個信號,讓某些物質進入到細胞中。隨具體場合的 不同,這些物質可以是例如用來改變基因的遺傳物質,也可以是藥物或蛋白質。這樣,就可以更好地使這些物質發(fā)生效力。
魯賓斯基等科學家打算研制出能對例如神經細胞和肌肉等人體組織發(fā)出指令的生物芯片,這樣至少會使人所服用的藥物發(fā)揮更大的效力。俄亥俄州立大學生物醫(yī)學工程中心主任莫里羅·弗拉里稱魯賓斯基的這項發(fā)明是處在發(fā)展階段早期的具有潛在作用的實驗室工具。
美國科學家們稱,他們已經找到了一種能使人體細胞和電路進行交配的生物工程芯片,它能在醫(yī)學和基因工程學方面發(fā)揮關鍵的作用。
這種比頭發(fā)還小還細的微型裝置使健康人體細胞和電子芯片結合,通過電腦對芯片進行控制,科學家認為他們能夠控制細胞的活動。
電腦向細胞芯片發(fā)送電脈沖,激發(fā)細胞膜孔張開,并激活細胞。科學家希望能夠大批量地生產這種細胞芯片,并能夠把它們植入人體,取代或修正病變組織。
領導這項研究的加州大學機械工程學教授鮑里斯·魯賓斯基說:“細胞芯片還使科學家在復雜的基因治療過程中更準確地進行控制,因為他們能夠更準確地開啟細胞孔。”
魯賓斯基還說:“我們在生物學領域里引入了工程學的精髓,我們完全可以在不影響周圍其它細胞的情況下輸入DNA、提取蛋白質以及注射藥物。”
該細胞芯片的出現(xiàn)與長期存在的一種理論有關,即一定量的電壓能夠穿透細胞膜。
多年來,科學家一直在進行用電力轟擊細胞試驗的遺傳研究,希望藉此引入新的療法和基因物質。研究人員希望能最終制造出與激活不同的身體組織(從肌肉到骨骼到大腦)所需的準確的電壓量相調合的細胞芯片。那樣的話,將會有數(shù)以千計的細胞芯片用來治療各種類型的疾病。
3、用獨創(chuàng)技術自行研制的中國第一片應用型基因芯片于近日在第一軍醫(yī)大學正式誕生。
據(jù)第一軍醫(yī)大學有關負責人透露,該軍醫(yī)大研制成功的基因芯片,是中國首次應用一種創(chuàng)新的基因片擴增技術,率先攻克了內地同行在基因芯片研究中首先面臨的快速經濟地搜集數(shù)以萬數(shù)基因探針難題,并巧妙運用新技術手段明顯地降低成本。
目前,該芯片已完成實驗室工作,即將進入臨床驗證階段,如果順利,用於臨床診斷的基因芯片可望不久投入批量生產。但到目前為止,全世界還沒有實際用於臨床應用診斷的基因芯片生產。
在實驗室里,將這幾片比大拇指蓋稍大的基因芯片,放在檢測器上,與之相連的電腦屏幕上立刻出現(xiàn)了縱橫交錯的紅紅綠綠熒光點,出現(xiàn)的每個熒光點就是一個基因片斷的點陣。只要取病人一滴血放在芯片檢測卡上,經過分子雜交后,連上電腦就可以立刻顯示出基因變化情況,并通過電腦把基因語言翻譯成醫(yī)生能讀得懂的信息,從而對疾病做出準確的診斷。
這種芯片的成功誕生,標志著疾病的診斷由細胞和組織水平推進到基因水平。它們的開發(fā)應用將在環(huán)境污染控制、動植物檢疫、器官移植、產前診斷、藥物篩選、藥物開發(fā)等方面展示出廣闊的前景。
五、生命科學漸成IT公司關注焦點
人類基因組工作草圖繪畢的消息像打開了阿里巴巴寶藏的大門,以基因技術為核心的生命科學市場正吸引著越來越多的淘金者。近來,為這些淘金者生產“鐵锨”的資訊科技(IT)公司的積極行動頗為引人注目。
1、揭開基因之迷須破譯大量數(shù)據(jù)
人類基因組草圖僅僅是讀出了“生命之書”,而要真正讀懂它,揭示所有基因編碼所代表的信息,還必須破譯浩如煙海的數(shù)據(jù)。
在著名的英國桑格中心里,有關人類基因組的數(shù)據(jù)已經達到22萬億字節(jié),是世界上首屈一指的美國國會圖書館藏書內容的兩倍多。據(jù)這家中心估計,在未來兩至三年內,與人類基因組有關的數(shù)據(jù)量還將上升到50萬億至100萬億字節(jié)。
2、生命科學公司10%投資用于開發(fā)資訊科技
為了解決處理數(shù)據(jù)所需的龐大計算能力的問題,世界上最大的12家生命科學公司目前把近10%的科研預算用于資訊科技投資,而且這個比例可能還將增長。
據(jù)美國國際商業(yè)機器公司(IBM)估計,與生命科學有關的資訊科技市場將在今年達到35億美元,到2003年達到90億美元。
3、市場潛力巨大
一些著名的IT企業(yè),已將眼光瞄準了這一潛力巨大的市場。例如,IBM已經決定投資1億美元,用五年時間研制一種名為“藍基因”的超級電腦。
“藍基因”的運算能力將是美國現(xiàn)有40臺最快的超級電腦運算能力總和的40倍,它主要用于模擬人類蛋白折疊成特殊形狀的過程。世界最大的個人電腦制造商美國康柏公司,也垂涎這塊“肥肉”。
4、康柏趁早下手培養(yǎng)未來客戶基礎
已經成為生命科學領域電腦服務器主要供應商的康柏公司最近宣布,它將繼續(xù)投資1億美元,支持新興生物技術公司,以培養(yǎng)未來的客戶基礎。
其實,IT公司還遠不止盯著這些近期利益。以基因研究為基礎的生物經濟可能在新世紀里成為新經濟的重要組成部分,對此人們已經達成共識。
5、行業(yè)標準制定者能享有巨大經濟利益
根據(jù)以往的經驗,率先進入市場的公司大多能夠成為行業(yè)標準的制定者,這些行業(yè)標準往往意味著巨大的經濟利益。
今年8月,德國獅生命科學公司的股票上市。由于投資者看中這家公司的基因次序檢索系統(tǒng)(SRS)可能成為行業(yè)新標準,其股票價格在短短時間里迅速上漲了50%。
6、政府支持基因研究
IT公司進軍生命科學領域,與各國政府對基因研究的支持密不可分。為了在基因組研究的下一個階段——分析蛋白質結構的國際競爭中領先,不少國家積極采取措施,促進信息業(yè)與生物產業(yè)的結合。
例如,日本不久前就組織了“官產學”大聯(lián)合的“生物產業(yè)信息化研究共同體”,參加這個共同體除了制藥、食品、生物、化學等與基因科學相關的企業(yè)外,還有不少電腦公司。
小結:科學界公認,生物芯片技術將給下個世紀生命科學和醫(yī)學研究帶來一場革命。目前我國科學家正在加速研制這種可能快捷便利提取DNA,查找遺傳基因特性的新技術。相信,這一現(xiàn)代生物與高科技聯(lián)姻的成果將為二十一世紀的發(fā)展作出巨大的貢獻!
一、什么是復合多糖?
根據(jù)“科普中國”核定過后的多糖(polysaccharide)詞條中顯示——多糖是由糖苷鍵結合的糖鏈,至少要超過10個的單糖組成的聚合糖高分子碳水化合物,可用通式(C6H10O5)n表示。
而在健康領域以及醫(yī)療領域常常關注的“多糖”實際上是“非淀粉多糖”,值得一提的是“淀粉”本身也屬于多糖。對于多糖的重要性其實我們應該有更加深刻的認知。簡單來說,多糖類化合物廣泛存在于動物細胞膜和植物、微生物的細胞壁中,是由醛基和酮基通過苷鍵連接的高分子聚合物,也是構成生命的四大基本物質之一。
而非淀粉多糖種類繁多,結構復雜,具有特殊的生物活性,如茯苓多糖、香菇多糖、銀耳多糖、枸杞多糖等,這類多糖對人體的免疫功能有調節(jié)作用,是一種免疫調節(jié)劑,它們能激活免疫受體, 提高機體的免疫功能。如,它們可激活T、B淋巴細胞、巨噬細胞、NK細胞等免疫細胞,還能活化補體,促進細胞因子生成,可對免疫系統(tǒng)發(fā)揮多方面的調節(jié)作用。
就目前來說,多糖本身對人體健康有益的很多功效作用已經得到了科學研究的認可,比如其對人體免疫力的強化。如果說對健康養(yǎng)生領域確實比較了解,那么重視多糖實際上也并非什么壞事。不過需要注意的,如果有的那種打著“包治百病”旗號的宣傳,那肯定也是不靠譜的。
二、多糖的研究現(xiàn)狀
多糖為健康領域所熟知,主要還是因為上個世紀60年代,《自然》雜志中有關“香菇多糖”的研究,其中主要驗證了“香菇多糖”在抗癌方面具有一定作用。
而實際上,對多糖的研究在近些年來進一步增大規(guī)模,特別是中醫(yī)藥在國際上受到越來越多的重視之后,進一步圍繞某些中草藥中所含多糖成分進行科學化的實驗、解構已經成為多糖研究的一個重要方向。
比如,下圖就是通過酸酶水解-HPLC 法檢測香菇多糖中 β-D-葡聚糖含量的譜圖,簡單來說,就是進一步去圍繞香菇多糖中所含有的 β-D-葡聚糖進行水解研究。β-D-葡聚糖是香菇多糖中主要活性成分,其含量是表征香菇多糖產品質量的主要指標之一。
除了在成分分析上的研究以外,學界同時十分注重對各類多糖不同功效(健康方向)的研究和梳理。比如華南理工大學廖文鎮(zhèn)博士有關竹蓀多糖功能化抗腫瘤藥物研究表明:竹蓀多糖DP1 具有顯著的免疫調節(jié)活性,能夠特異性地與小鼠巨噬細胞 RAW264.7 細胞膜表面受體CR3 相互作用,通過一系列可能的信號轉導通路(PI3K/Akt/MAPK/NF-κB)激活免疫應答,促進免疫因子 NO、TNF-α 和 IL-6 的分泌。此外,DP1 具有良好的熱穩(wěn)定性和酸堿穩(wěn)定性,經高溫(145℃)、強酸(pH=2)和強堿(pH=10)的處理后,仍然具有一定的免疫調節(jié)活性。
總而言之,多糖/復合多糖從健康的角度來說,確實有著正面作用,但多糖的被科學化驗證的功效則需要根據(jù)不同類型的多糖,以及在不同領域的表現(xiàn)進行了解,在科學驗證的基礎上去分析。通俗易懂的說:“香菇多糖”有著提高人體免疫力,甚至在抑制腫瘤方面也有一定的作用。
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