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第一章 导言 1

第一节 中医药的发展需要分子生物学激活 1

一、中医药“拿来”分子生物学的必要性 1

(一)中医药面临的挑战 1

(二)分子生物学研究中医药是中医药现代化的突破口 5

(三)现代中医药的发展道路 10

二、中医药“拿来”分子生物学的可能性 13

(一)中医药发展面临最佳机遇 13

(二)不同层次上的汇合 16

(三)分子生物学能够激活中医药学的发展 18

第二节 生命的层次性 21

一、生命各层次规律的重要研究成果 22

(一)整体层次规律 22

(二)器官、系统层次规律 24

(三)组织层次规律 25

(四)细胞层次规律 26

(五)分子层次规律——分子生物学 27

(二)“要素齐全”是中医整体观的内在要求 30

(一)各层次规律之间的关系 30

二、中医学呼唤“要素齐全” 30

(三)中医“黑箱”需要打开 31

(四)中医学术的发展受认识“黑箱”程度的制约 34

(五)中医学具有吸收当代科学成就的传统 35

第二章 成果回顾 37

第一节 中医药研究应用分子生物学概况 37

一、中医理论 37

二、中医临床 40

(二)药用植物资源保护 46

三、中药研究 46

(一)中药材鉴定 46

(三)获取有效成分方面 47

(四)抗癌新药 48

(五)中药药理研究 48

四、针灸研究 49

(一)针刺镇痛与C-fos、C-jun、CC-k基因的研究 49

(二)耳针与表皮生长因子RACTH的研究 50

(三)电针抗痫与CCK基因表达的研究 51

(四)电针抗脑缺血与C-fos蛋白表达的研究 52

(五)针刺抑制老年大鼠脑与垂体细胞因子基因表达 53

(六)电针对细胞凋亡的影响 54

(七)针刺对骨髓背角内生长期相关蛋白GAP43表达的影响 56

(八)针刺对雌性大鼠垂体雌激素受体mRNA表达和血雌二醇(E2)水平影响的研究 57

(九)“醒脑开窍”针法对实验性脑梗死大鼠脑细胞核糖核酸的影响 59

第二节 几项突出成就的回顾 61

一、“以毒攻毒”分子机理的阐明 61

(一)维甲酸受体基因 61

(二)砷剂的疗效 61

(三)引起细胞凋亡及对基因的影响 63

二、针灸学与分子生物学的结合 65

(一)针刺镇痛的进展 65

(二)针灸治癌研究 72

(三)针灸戒毒的靶基因 74

一、生命科学——21世纪的带头学科 78

(一)生物学是研究生命的科学 78

(二)生命科学在自然科学中的地位 78

第三章 基本知识 78

第一节 概述 78

(三)生物学在新技术革命中的作用 79

(四)生命科学与医学的关系 80

(五)生命科学是21世纪的带头学科 81

二、分子生物学是生命科学的前沿 81

三、分子生物学的内容和体系 82

(一)20世纪末生物技术的十大热点 83

(二)分子生物学发展史上的主要成就 83

四、分子生物学的发展 83

(三)分子生物学的发展前沿 86

第二节 分子生物学的细胞遗传学基础 89

一、人类的正常核型 89

(一)染色体的形态 89

(二)人类染色体的正常核型 90

二、人类染色体上的基因定位 94

三、核酸的组成和结构概述 94

(一)核酸的组成和结构 95

(二)核酸的种类 96

四、DNA的结构和功能 97

(一)DNA的变性 99

五、DNA的变性与复性 99

(二)DNA的复性 100

六、DNA损伤的修复 100

七、RNA的类型、结构与功能 103

八、分子明星 104

第三节 基因与基因组 104

一、基因的本质、特性与作用 105

二、割裂基因 106

(一)病毒基因组的结构特点 107

三、基因组 107

(二)细菌染色体基因组的一般结构特点 109

(三)真核生物染色体基因组的结构特点 110

四、基因工程 111

(一)基因工程 111

(二)基因工程技术的产业化前景 112

(三)基因工程的理论意义 113

五、人类基因组计划(HGP) 114

(一)人类基因组结构特点 114

(二)人类基因组计划 116

(三)后人类基因组计划 117

六、基因争夺战 118

七、我国基因研究的现状与成就 118

(一)我国基因资源的现状 118

(二)我国人类基因研究的现状与基因研究的成就 119

第四节 基因的表达与调控 120

一、基因表达 120

(一)转录 120

二、基因调控 122

(二)翻译 122

(一)原核细胞的基因调节系统 123

(二)真核生物基因的调控 125

三、转基因和基因敲除在基因表达调控研究中的应用 127

(一)转基因在基因表达调控研究中的应用 127

(二)基因敲除在基因表达调控研究中的应用 128

第五节 分子克隆与克隆基因的表达 129

一、工具酶及运载体 131

(一)工具酶 131

(二)运载体 135

二、分子克隆的基本程序 136

(一)目的基因的获得 137

(二)目的基因与运载体的体外重组 138

(三)重组分子导人受体细胞 140

(四)阳性重组体的筛选与鉴定 141

三、克隆基因表达的基本条件 141

(一)目的基因的有效转录 142

(二)mRNA的有效转译 142

四、克隆基因表达产物的检测 143

(三)转译后的修饰与加工 143

第六节 基因知识在医药上的应用原理 144

一、基因诊断与应用 144

(一)基因诊断的概念与特点 144

(二)基因诊断的应用 145

二、基因治疗 149

(一)基因治疗的基本程序 151

(二)基因治疗的目标 152

(三)基因治疗的回顾与展望 153

三、基因药物 154

一、癌基因 155

第七节 肿瘤的分子生物学 155

(一)病毒癌基因 156

(二)细胞癌基因 156

(三)原癌基因的功能 157

(四)原癌基因的激活因素 157

二、抑癌基因 158

(一)几种抑癌基因 158

(二)抑癌基因的功能 160

(三)抑癌基因失活与肿瘤发生的关系 161

(一)肿瘤转移相关基因 162

三、肿瘤转移的分子基础 162

(二)肿瘤转移抑制相关基因 163

四、肿瘤的基因治疗 163

(一)基因转移 164

(二)基因治疗策略 164

第八节 衰老的分子生物学 168

一、衰老与遗传 169

(一)遗传程序学说的提出 169

(二)与寿命相关的遗传因子 169

(三)DNA合成抑制因子与衰老 171

二、基因的突变、损伤与衰老 172

(四)“衰老钟”——松果体 172

(一)DNA中尿嘧啶的掺人 173

(二)DNA甲基化与衰老的关系 173

(三)线粒体DNA与衰老 174

(四)RNA与年龄相关的变化 175

三、自由基与衰老 176

(一)自由基的概念 176

(二)自由基对大分子的损伤 176

(四)褪黑素清除自由基的作用 177

(三)自由基损伤的防御系统 177

四、长寿基因的新发现 178

五、衰老、抗衰老的“靶点”——端粒 178

(一)端粒的结构 179

(二)端粒DNA的合成 179

(三)端粒酶的主要功能 180

(四)端粒与衰老的关系 180

六、抗衰老中医药研究的应用 181

(四)抗衰老中药对神经生长因子的作用 182

(三)抗衰老中药与清除自由基作用 182

(二)抗衰老中药与DNA修复合成能力 182

(一)天然抗衰老中药 182

第四章 基本技术 184

第一节 分子生物学的组织细胞学基础 184

一、组织切片技术 184

(一)取材与固定 184

(二)固定后的处理 185

(三)透明或媒浸 185

(四)包埋及切片 185

(五)染色 186

二、电镜技术 189

(一)常规超薄切片技术 189

(二)扫描电镜标本制备技术 190

三、细胞培养技术 190

(一)微量全血培养 190

(二)二倍体细胞株培养 191

四、染色体标本制备 192

(一)外周血染色体标本的制备法 192

(二)骨髓染色体标本的制备 193

(一)真核基因组DNA的制备 194

第二节 分子生物学常用技术 194

一、核酸的制备及含量测定 194

(二)质粒DNA的制备及纯化 196

(三)真核细胞总RNA的制备 199

(四)DNA和RNA含量测定 201

(五)质粒DNA的鉴定 203

二、分子克隆及克隆基因表达的常用技术 204

(一)限制性内切酶消化 204

(三)重组质粒DNA克隆的筛选和鉴定 205

(二)连接反应 205

(四)重组DNA转染哺乳类细胞及基因表达产物的检测 207

三、PCR 210

(一)PCR技术 210

(二)PCR的衍生技术 212

(三)PCR在中医药研究中的应用 215

四、RAPD技术 216

五、DNA损伤的检测 217

(一)MGE 217

(二)Ames试验 218

(三)CA 220

(四)MN 221

(五)SCE 222

(六)DNA损伤的检测方法在中医药研究中的应用 222

六、DNA凝胶电泳 222

(一)琼脂糖凝胶电泳 222

(二)聚丙烯酰胺凝胶电泳 224

七、凝胶中DNA的回收和纯化 225

(一)电泳洗脱法 225

(二)压碎浸泡法 226

(三)回收DNA的纯化DEAE-Sephacel柱层析法 227

八、DNA探针制备 227

(一)随机寡核苷酸引物延伸法合成DNA探针 227

(二)5′末端标记法 228

(三)切口平移标记法合成DNA探针 229

九、核酸分子杂交技术 230

(一)DNA斑点印迹 231

(二)RNA斑点印迹 231

(三)Southern转移印迹 231

(四)Northern转移印迹 232

(五)放射性探针滤膜杂交 233

(六)非放射性核素标记的探针及杂交检测 234

十、荧光原位杂交技术 236

十一、细胞凋亡常用研究方法 237

(一)形态学观察 238

(二)琼脂糖凝胶电泳法 239

(三)流式细胞仪观察法(PI染色法) 239

(四)末端标记法(简易末端标记法) 240

十二、序列分析 240

(一)双脱氧链终止法测定DNA顺序 240

(二)用TaqDNA聚合酶对RNA和cDNA进行序列分析 243

第三节 分子生物学常用仪器设备 244

(一)细胞培养设备 244

(二)冷冻设备 244

(五)分光光度计 245

(六)搅拌器 245

(七)PCR仪 245

(四)电泳设备 245

(三)水浴锅、离心机、真空干燥装置 245

(八)凝胶分析装置 246

(九)通用实验设备 246

(十)安全设施 246

(十一)特殊装置 246

第五章 展望 247

第一节 中医现代化与中医分子生物学研究 249

一、“证”的研究急需解决 249

(一)无证(症)可辨的困境 251

二、传统中医辨证论治模式面临挑战 251

(二)突破固有模式建立新的诊疗体系 253

三、微观辨证 258

四、寻求方证药证的分子机制 259

(一)方证 259

(二)药证 260

五、中医体质学说与分子生物学研究 263

六、经络实质及其分子层次研究 265

(一)经典的经络理论 265

(二)现代经络研究 266

(三)经络研究的分歧 267

七、中医药的国际交流 268

第二节 中药现代化与中药分子生物学研究 270

一、关于中药现代化 270

(一)中药现代化的迫切性 271

(二)中药现代化的总体目标及内容 273

(三)从跟踪到创新超越 273

(四)标准化、规范化是中药现代化、国际化的基础 274

二、复方研究(方剂化学、方剂药理)——中药现代化的关键 275

(一)复方是天然组合化学库 276

(二)复方研究途径 280

(三)研究复方的几个基本要求 282

(四)“1035”工程为新药创制与开发插上翅膀 290

第三节 建立和发展新学科、新领域 291

一、加快发展生物信息学和尽早启动“后人类基因组研究 291

二、方剂化学和方剂药理学 293

三、实验中医学 296

(一)实验中医学的意义 297

(二)实验动物—让“生命试剂”标准化 298

四、中药毒理学 299

五、中药分子药理学 302

六、药材新品种的开发 308

第四节 疑难病证的分子生物学研究展望 320

一、帕金森病的分子生物学研究展望 320

二、心、脑血管病的分子生物学研究展望 326

第五节 基因组学，中医药现代化的最佳切入点 331

一、基因研究逼向中医药学 331

(一)“人类基因组计划”研究如火如荼 332

(二)基因——生命之本、健康之本 332

(三)中医面临选择 333

(一)基因病证与“内邪说” 334

二、基因组学是中医药现代化的最佳切入点 334

(二)基因组学与中医整体观 335

(三)基因组学与“辨证” 335

(四)基因组学与中药开发 336

三、中医药引入基因组学的优势 337

参考文献 337

附录 344

一、常用分子生物学名词英汉对照表 344

二、常用单位的换算 349

三、诺贝尔生理医学奖奖项及得主(1901～1997) 350