用單細胞組學技術打開中醫(yī)藥療效和原理研究的“黑匣子”(下篇)
單細胞組學技術憑借其強大的組織異質性解析力,已成為深入理解組織的功能結構、揭示復雜疾病過程和闡明藥物作用機制的革命性工具。單細胞組學技術可以解析中醫(yī)藥對疾病的治療機制,獲得藥物作用的靶點或關鍵通路;還可以構建中藥植物器官和組織的細胞圖譜,揭示中藥活性成分相關器官和組織的發(fā)育和分化。
我們上期系統(tǒng)介紹了利用單細胞組學技術研究中藥單體和復方在心血管疾病、白血病、腫瘤等的治療上發(fā)揮的重要作用以及荊芥、長春花等的中藥活性成分的合成及轉運機制的應用進展。
在總結單細胞組學技術在中醫(yī)藥方向的研究進展之后(點擊查看詳情)?,我們得出了單細胞中醫(yī)藥研究的方向和可以解決的科學問題,歡迎大家咨詢探討。
01、講清中醫(yī)藥對疾病的治療機制
利用單細胞組學技術可以解析中藥治療疾病前后或治療不同階段下免疫微環(huán)境的變化,識別不同細胞對藥物治療響應的差異,發(fā)現對治療最敏感的細胞,發(fā)現中藥單體或復方影響的關鍵基因的表達,揭示藥物作用的靶點或關鍵通路。單細胞組學技術還可以進一步揭示疾病狀態(tài)下細胞間通訊信號的改變和組織修復后細胞間通訊信號的恢復,從而揭示病理和治療機制。
02、解讀中藥植物的發(fā)育分化
利用單細胞組學技術可以構建中藥植物器官和組織的細胞圖譜,揭示生物活性物質合成所參與的細胞類型和基因表達模式,揭示細胞發(fā)育軌跡及活性物質的儲存及轉運機制。
03、基于中藥發(fā)揮藥效的作用機制成果,促進中醫(yī)藥研發(fā)
利用單細胞測序技術可一次實驗識別出不同的細胞對藥物治療響應的差異?;谥兴幇l(fā)揮藥效的作用機制成果,可以定量評估中藥作用的多靶點中的關鍵調控節(jié)點,提高中藥用藥的精準性,加速中藥有效成分的篩選,具體闡述如下:
中藥多細胞作用機制識別不同細胞對藥物治療響應的差異,發(fā)現中藥單體或復方影響的關鍵分子和通路,揭示發(fā)揮藥效的物質基礎。
中藥協同作用機制
分析不同重要組分干預條件下細胞組成及其基因表達的差異,篩選出最佳藥效組合,提高中藥用藥的精準性。
采用具有成本效益的大規(guī)模單細胞測序技術以無偏見的方式測量不同組合形式、不同劑量的中藥組分干預前后由中藥成分擾動誘導的轉錄多樣性,在獲得最佳中藥組合形式和中藥劑量的同時,可以定量評估中藥作用的多靶點中的關鍵調控節(jié)點,提高中藥用藥的精準性。
加速中藥有效成分篩選
選取多種中藥成分進行基因活性和作用機制研究,篩選中藥的有效成分。


博奧晶典單細胞組學
中醫(yī)藥研究技術服務的優(yōu)勢
優(yōu)勢一:院士領軍打造中醫(yī)藥技術服務國家隊
中國工程院院士、清華大學醫(yī)學院講席教授、生物芯片北京國家工程研究中心主任、博奧生物集團董事長兼總裁程京作為首屆中醫(yī)藥組成員、第十一屆藥典委員會執(zhí)行委員和中國中醫(yī)科學院學部委員,自2014年起即致力于中藥逆轉人體疾病分子信號通路的科學內涵和創(chuàng)新中藥開發(fā),強勢打造中醫(yī)藥創(chuàng)新研究技術服務。
優(yōu)勢二:擁有分子本草數據庫,強勢助力單細胞水平基因表達研究
歷經8年首創(chuàng)的分子本草數據庫是世界超大規(guī)模的中藥分子功能基因表達譜數據庫,目前已包含10億級真實檢測的基因表達實驗數據和2500多萬條反映藥物功能的信號通路分析結果,可以強勢助力細胞群水平基因表達研究。
優(yōu)勢三:已支持發(fā)表中醫(yī)藥方向單細胞項目文章,經驗值得信賴
2022年10月支持南京中醫(yī)藥大學吳啟南課題組在?Frontiers in Plant Science?上發(fā)表了研究荊芥葉片表皮腺毛的發(fā)育和分化機制的單細胞文章[3]。文章選取荊芥的嫩葉(n=3 )提取原生質體開展單細胞測序,構建了荊芥嫩葉細胞圖譜,發(fā)現了特異性儲存和分泌具有抗菌、消炎和抗病毒活性精油的盾狀腺皮細胞并揭示了其分化軌跡。
在破解中藥復雜性、闡明中醫(yī)藥理論現代科學內涵上,博奧晶典一直致力于利用組學技術構建藥物作用網絡、發(fā)現藥效物質和解析分子機制等。博奧晶典引進和研發(fā)的各類單細胞及空間組學技術以及在單細胞空間組學領域積累的豐富經驗,可以從實驗方法、思路設計、研究方案和數據分析等方面為科研客戶提供全面的技術服務,為迎接中醫(yī)藥領域現代研究新機遇提供強大的技術支持。
參考文獻
[1] 彭菊琴 等. 單細胞轉錄組測序技術在心梗后中藥心臟保護作用機制研究中的應用研究進展. 中國實驗方劑學雜質[J]. 中國實驗方劑學雜志. 2022 , 28 ( 5 ):242-249.[2] 楊鵬揮 等. 基于單細胞組學的中藥現代研究:技術及思路[J]. 中國中藥雜志, 2022, 47(15):9.[3] Zhou P, Chen H, Dang J, et al. Single-cell transcriptome of Nepeta tenuifolia leaves reveal differentiation trajectories in glandular trichomes[J].?Frontiers in Plant Science, 2022, 13.