转录组学在中医证候中的研究进展※

李亚果 张海燕 刘飒 徐祉君 张淼

转录组学在中医证候中的研究进展※

李亚果1张海燕2*刘飒2徐祉君2张淼2

（1河南中医药大学硕士研究生2014级，郑州450000；2河南中医药大学中华中医药学会艾滋病分会，郑州450046）

转录组学能够从整体上研究基因功能以及基因结构，揭示特定生物学过程以及疾病发生发展过程中的分子机理。通过近年来对转录组学在中医证候中的研究进行归纳、分析、总结，发现中医证候有共同的物质基础，转录组学可以用来研究中医证候的微观实质。应用转录组学在不同个体证候的证候状态进行扫描，探寻不同证候相关基因表达谱，以及分析microRNA的功能，能从微观上阐释中医的证候本质为证候的规范化、标准化和现代化提供依据。本文就转录组学在中医证候的国内外研究进展方面作了综述。

转录组学；中医证候；microRNA；研究进展；综述

随着后基因组时代的到来，转录组学、蛋白质组学、代谢组学等组学相继出现，其中转录组学是率先发展并且应用最广泛的技术[1]。辨证论治是中医学的精髓，论治取决于辨证，证候研究是中医学研究的一个关键问题，也是中医学术界研究的难点。由于中医的证候是通过望闻问切四诊所获得的一组有相互关联的症状和体征群的信息整理所得，具有模糊性，主观性，动态性，难以从微观量化指标来评价，阻碍了中医要现代化的研究和向国际的传播。许多学者期望通过现代技术手段进一步阐明证候的本质。现从转录组学角度对近年来该领域中的研究探讨做以下概述。

1 转录组和转录组学

转录组概念是最先由Veclalesuc和Kinzler等人于1997年提出[2]，转录组即一个活细胞所能转录出来的所有的mRNA；其包含了特定的时间和空间限定，通过遗传学中心法则我们可以知道，遗传信息的传递是以信使RNA（mRNA）为“桥梁”，从DNA传递到蛋白质。由此可见，转录组的研究不仅可以解释细胞或组织的基因组的功能元件，揭示分子成分，还可以用来认识生物学进程和疾病发生机制[3-4]。研究转录组的一个重要方法就是利用DNA芯片技术检测有机体基因组中基因的表达。从基因组DNA转录的基因总和，即转录组，也称为表达谱，是研究细胞表型和功能的一个重要手段。

转录组学（transcriptomics)是功能基因组学（Functional Genomics)研究的重要组成部分，是一门在整体水平上研究细胞中所有基因转录及转录调控规律的学科[5-6]。

2 转录组学与中医证候关系

证候是机体在疾病发展过程中的某一阶段的病理概括。由于它包括了病变的部位、原因、性质，以及邪正关系，反映出疾病发展过程中某一阶段的病理变化的本质，是中医学认识疾病和辨证论治的主要依据。

转录组学是从RNA水平上整体研究细胞中基因转录的情况及转录调控的规律，其主要技术是基因芯片技术。该技术以其高通量、大规模、高度平行性、快

速高效、高灵敏度、高度自动化等优点广泛应用到生命科学研究各个领域，包括表达谱分析、新基因发现、基因突变及多态性基因表达谱分析、基因测序、microRNA、疾病诊断分类和预测、药靶发现、药物筛选、毒理、药理和药效等[7-8]。

基因芯片技术对不同个体的证候状态的基因组进行扫描，探寻不同证的相关基因表达谱，通过计算机分析来建立其证候相互关系网，能从微观上阐释中医的证候本质，为“证候”的规范化、标准化和现代化研究提供依据。

3 转录组学在中医证候中的相关研究及现状

中医证候的研究是中医药现代化的关键环节。转录组学作为一门在整体水平上研究细胞中基因转录情况及转录调控规律的学科，已有学者将其应用于肺气虚证[9]、虚寒证[10]、肾阳虚证[11]、血虚证[12]、痰湿体质[13]等的研究中，并且取得了一定的成果。

microRNAs是一种由22个核苷酸组成的内源性非编码小分子单链RNA，存在于多种真核生物中[14]。由于microRNA在于因调控具有靶向性，在对癌症的诊断、治疗和判断预后方面可能起到一定的作用日本的Matsuo等[15]通过基因表达微阵列对12例手术切除的组织样本进行的相关研究结果表明，miR-29c在胃癌细胞中可能具有肿瘤抑制的作用，其表达下降可能通过RCC2的异常表达促进肿瘤细胞的生长。陶陶[16]等应用microRNA基因表达谱芯片，研究紫杉醇耐药卵巢癌细胞skov3-tr30及其敏感细胞skov3基因表达谱，筛选出171个与卵巢癌细胞化疗耐药相关的microRNA，miR-17~92基因簇与卵巢浆液性癌化疗耐药性相关；罗琦[17]等通过观察对脾虚型腹泻型肠易激综合征结肠黏膜中5-羟色胺受体mRNA表达水平，结果表明其表达异常可能是脾虚型IBS-D的致病机制；许前磊，闫秀娟[18]等人应用Affymetrix公司的Human genome U133 Plus 2.0芯片及MicroRNA芯片对艾滋病患者中医证进行较大样本检测，建立了HIV/AIDS中医证候转录学分析方法，根据基因表达谱发现了HIV/AIDS相关基因，并通过整合表达谱芯片和MicroRNA芯片筛选结果建立了中医证候转录组学分析方法，为中医证候系统生物学研究提供借鉴。王阶[19]等提出将microRNA引入冠心病中医证候的研究，借助microRNA芯片及生物信息学技术，建立和证候相关的microRNA调控网络，为从转录水平研究中医药提供了新的视角。

基因芯片表达谱技术是转录组学的一项重要的技术，利用基因表达谱芯片可以预测病情、并将其分型，是基因芯片明显的优势，其中应用最多的是肿瘤；利用基因芯片可随时获取肿瘤细胞生长各期与肿瘤生长相关的基因表达模式同时可以比较正常细胞和肿瘤细胞中相关基因表达的变化，从而发现新的肿瘤相关基因，作为势物筛选的靶标[20]。

温国军[21]等应用基因芯片技术，对慢性乙型病毒性肝炎肝郁脾虚证和脾胃湿热证患者进行转录组学研究，按照P-Value<0.05的标准筛选出肝郁脾虚证相关的1401个差异表达探针，有功能注释的差异基因939条；按照P-value<0.05的标准筛选出脾胃湿热证相关的2011个差异表达探针。有功能注释的差异基因1376条；肝郁脾虚证相关差异基因所表达的功能主要为对外界剌激的反应、碳水化合物的结合、多细胞机体应激反应、细胞发育、生长发育等；脾胃湿热证相关的差异基因所表达的基因功能主要为解剖学形态结构的形成、运动调节、细胞迁移、细胞粘附、定位调节、调节稳态过程等。秦乐、秦玉花[22]等人对2型糖尿病肾虚证基因表达谱进行研究，结果肾虚组与正常对照组相比，上调基因134条，下调1038条，肾虚组与非肾虚组比较，上调基因45条，下调61条。严石林[23]等人指出糖尿病、阳痿、慢性肾炎患者中典型肾阳虚证病例的转录组学的特征研究中发现332条共同差异的表达基因，且肾阳虚与免疫系统、氨基酸分解合成、脂类代谢、生殖、能量代谢及肿瘤相关的基因有密切联系且促进其代谢功能降低。

4 小结与展望

中医学的精髓在于辨证论治和整体观念，证候是中医学研究的核心，但是中医证候比较复杂，证候类型多种多样，不同疾病的证型不尽相同，即使是相同的疾病也可能证型不同，因此要想使中医学走向现代化，走出国门，走向世界，阐明中医证候的本质是其关键和基础所在，转录组技术为中医证候的研究注入了新的活力，提供了新的契机。

中医的证候是以整体观作为指导，某一证候可能涵盖现代医学中的多个脏器和病理学的表现，我们还应该多层面，多角度的研究。人们对于机体的认识也经历了从现象到本质，由表及里的过程，运用转录组技术对中医证候实质进行研究正在备受关注，而且有望在中医药领域取得突破性的进展，但是证候的变化迅速，仅仅靠转录组学的研究是不够的，应该运用现代医学理论和分子生物学技术综合分析，如果能够把转录组学、蛋白组学、代谢组学结合起来，运用系统生物学来研究中医证候，因为系统生物学与中医学具有相通性，中医证候研究引入系统生物学可以更好的阐明中医证候的实质[24]，这不仅与中医学的整体观念有异曲同工之妙，而且能够从微观分子网络方面来综合研究中医证候的实质，克服中医证候传统研究方法的局限性，这一举措必将给中医药的发展带来历史性的飞跃。

[1]Lockhart DJ，Winzeler EA.Genomics，gene expression and DNA arrays[J]. Nature，2000，405(6788):827-836.

[2]Velculescu VE，Zhang L，Zhou W，et al.Characterization of the yeast transcriPotme[J].Cell1997，88(2):243-251.

[3]Wang Z，Gerstein M，Snyder M.RNA-Seq:a revolutionary tool for transcriptomics[J].Nat Rev Genet，2009，10(1):57-63.

[4]Costa V，Angelini C，De Feis I，et al.Uncovering the complexity of transcriptomes with RNA-Seq[J].J BiomedBiotechnol，2010，2010:853916.

[5]祁潜，刘永斌，荣威树.转录组研究新技术：KNA-Se及其应用[J].遗传，2011（10）:1191-1202.

[6]李小白，向林，罗洁，等.转录组测序（RNA-Seq)策及其数据在分子标记开发上的应用[J].中国细胞生物学报，2013，35(5):720-726.

[7]Schena M，Shalon D，Davis RW，et a1.Quantitative monitoring of gene expression patterns with a complementary DNA microarray[J].Science. 1995，270(5235):467-470.

[8]Chittur SV.DNA microarrays:tools for the 21st Century.:Comb Chem High Throughput Screen.2004，7(6):531-537.

[9]李泽庚，童佳兵，彭波，等.慢性阻塞性肺疾病肺气虚证患者T淋巴细胞差异表达基因的初步研究[J].中国中西医结合杂志，2006，26(12):2801-2804.

[10]吴斌，谭从娥，李讳弘，等.一个家系虚寒证的基因表达谱研究[J].上海中医药杂志，2006，40(11):47-50.

[11]李玉萍，罗仁，赵晓山，等.狼疫性肾炎肾阳虚证cDNA消减文库的构建[J].中国临床康复，2006，10(47):4-7.

[12]恪丽，陈苏红，马增春，等.用寡核苷酸芯片研究血虚小鼠造血相关细胞因子基因表达谱[J].中草药，2003，34(7):625-629.

[13]王请，裴海洋，高京宏.肥胖人痰湿体质外周血基因表达谱特征研究[J].中医杂志，2006，47(11):851-853.

[14]Geng LY，Wang X.Research progress of microRNA in chronic lymphocytic leukemia[J].Joural of Experimental Hematology，2014，22(1):255-258.

[15]Matsuo M，Nakada C，Tsukamoto Y，et al.MiR-29c is downregulated in gastric carcinomas and regulates cell proliferation by targeting RCC2[J]. Mol Cancer，2013，12:15-23.

[16]陶陶，王敏.化疗耐药及敏感卵巢癌细胞差异表达microRNA的筛查与组织鉴定[J].中国医科大学学报，2013，42(2)：118-122

[17]罗琦，廉永红，苏俊权，等.加味四君子汤对脾虚型肠易激综合征患者肠黏膜5-羟色胺受体的影响[J].中国中医药信息杂志，2013，20(1)：19-21.

[18]许前磊，闫秀娟，武兴伟，等.转录组学在艾滋病中医证候学研究中的应用[J].中医学报，2014，29（3）:309-311.

[19]王阶，虞桂.microRNA与冠心病中医证候研究[J].中国中西医结合杂志，2012(11)：1562-1565.

[20]Young R A.Biomedical discovery with DNA arrays[J].Cell，2000，102(1):9-15.

[21]温国军.慢性乙型病毒性肝炎肝郁脾虚和脾胃湿热证转录组学研究[D].成都：成都中医药大学，2012：30-31.

[22]秦乐，秦玉花，孙玉文，等.2型糖尿病肾虚证基因表达谱研究[J].时珍国医国药，2014，25（3）:738-740.

[23]严石林，沈宏春，王浩中.等肾阳虚转录组特征研究[J].华西医学，2012，27（4）:534-537.

[24]谢世平，左刚.运用系统生物学研究中医证候的思考[J].世界中医药，2011，6（5）:369-372.

Research Progress of Transcriptomics in Traditional Chinese Medicine Syndrome

LI Yaguo1,ZHANG Haiyan2,LIU Sa2,XU Zhijun2,ZHANG Miao2
(1.Grade 2014 Graduate,Henan University of Traditional Chinese Medicine,Zhengzhou 450000,China; 2.HIV/AIDS Branch of China Association of Chinese Medicine,Henan University of Traditional Chinese Medicine,Zhengzhou 450046,China)

The transcriptomics can study gene function and gene structure,reveal the specific biological processes and molecular mechanism in the process of disease development from the overall.Through the analysis and summary of transcriptomics in traditional Chinese medicine in recent years,we found that the traditional Chinese medicine syndrome had a common material base,and the transcriptomics can be used to study the microcosmic essence of traditional Chinese medicine syndrome.We applied transcriptomics in different individual syndrome,explored the different syndrome related gene expression profile,and analyzed the function of mirnas from microscopic to illustrate the essence of TCM syndromes of syndrome standardization,standardization and modernization.In this paper,we reviewed the research progress of transcriptomics in traditional Chinese medicine syndrome at home and abroad.

transcriptomics;traditional Chinese medicine syndrome;microRNA;research progress;review

10.3969/j.issn.1672-2779.2016.22.064

1672-2779（2016）-22-0143-03

：李海燕本文校对：刘飒

2016-07-05）

国家“十二五”科技重大专项（No：2012ZX10005001-005）；河南中医学院博士基金（No：BSJJ2012-12）；河南中医学院博士基金（No：BSJJ2012-24）

＊通讯作者：zhanghaiyan2005@126.com