[发明专利]评价暑热证及中药药效的基因芯片

说明书

技术领域

本发明涉及评价暑热证的基因芯片，以及利用所述芯片评价中药药效。

发明背景

目前，畜牧业迅速发展，大规模高密度集约化饲养下的畜禽的应激因素大大增加， 畜禽发生应激的机率也大大上升。这些应激严重地影响着畜禽的生长发育、生产、繁殖、 免疫力及畜禽产品品质等，造成很大的经济损失。随着全球性气候变暖，夏季高温所形 成的暑热证，已经成为影响动物生产性能和免疫机能的一个重要因素。高温刺激下动物 的激素分泌紊乱、行为改变、呼吸系统、心血管系统以及新陈代谢紊乱、繁殖能力下降， 组织损伤，肉奶品质下降，免疫内分泌失调。我国有资料表明，几乎所有规模化猪场在 高温环境中都造成母猪临产期、围产期死亡及仔猪死亡；母猪发情率降低20-30％，返 情率提高20-30％。窝产仔数、仔猪初生重、成活率也受到不同程度的影响。母猪及仔 猪因采食量下降引起的一系列经济损失也达到20％以上。

当前防治暑热证的措施主要是通过改善饲养环境和方式、调整饲料营养比例、添 加抗暑热证药物和添加剂等；由于目前在抗动物暑热证中大量使用了一些化学药物、激 素、微量元素、饲料添加剂和抗生素等，导致了动物产品中的药物残留，给我国人民身 体健康和公共卫生安全带来了巨大危害，也给我国畜牧业产品出口带来了严重影响。此 外，国内外对动物用抗生素、激素、化学药品的使用要求越来越严格，以及“绿色”食 品的兴起，就需要在畜禽生产中开发和使用无毒、无害、无残留、且可增强动物生产性 能和免疫机能的“绿色”药物来取代目前的抗热应激药物。在防治畜禽暑热证过程中， 开发中药来预防暑热证逐步引起人们的高度重视。中药在中国传统兽医学理论指导下， 在辨证论治基础上按照“君、臣、佐、使”原则进行组方来防治疾病。中药作为一种天 然药物，具有资源丰富、价格低廉、毒副作用小、残留少，不易致畸和致癌等独特作用。 大量资料表明，中药在防治暑热证方面具有防治效果良好、不易产生耐药性、低发病率、 提高动物生产性能、明显促进机体非特异性免疫和特异性免疫、提高机体的抗病力和抵 抗力等特点，但当前中草药制剂存在着一些问题，如有效成份不明确、疗效不稳定、剂 量较大，尤其是药理作用机制不明确等不足，不利于中药在实际生产中广泛使用，严重 阻碍中药产业化及中药产品进入国际市场。因此，在倡导“绿色”动物产品的今天，研 制能有效防治动物高温引起的暑热证，且成分和药理作用明确、使用方便的“绿色”新 型天然药品已成为亟待解决的问题，业已成为当今药物研制的热点。

基因芯片技术作为基因诊断、相关基因确定、疾病分子机理分析、药物筛选等重 要工具，具有高通量、并行性及样品消耗量少的优势，在中药研究尤其是新药的设计筛 选开发独具魅力，能够进行大规模筛选，在药物与基因间架起一座桥梁，通过基因表达 谱芯片实验可以同时观察成千上万个基因在不同个体、不同组织、不同发育阶段的表达 状况，从疾病及药物两个角度对生物体的多个参数同时进行研究，发掘药物靶点并同时 获取作用机制的相关信息，改变了传统的一次实验仅对单个或几个基因表达差异进行观 察，为多环节药物作用机制的研究提供了有力工具。中药尤其是复方组成成分多样，作 用机制复杂，这给中药研究带来很大的困难，以至有学者提出中药可能通过多途径、多 靶点发挥作用，而基因芯片高通量筛选的特点恰好满足同时获得大量实验信息的需要。

现有研究中存在的问题分析及本发明拟解决方案

(1)中医证候动物模型的研究是体现中医辨证论治特色的一种理想的方法，但随着 数十年来研究的深入，其存在的问题也逐渐显露：客观指标的特异性、重现性等较差； 证的动物模型的研究长期停留于造模阶段，致使中药新药药理实验研究仍在借用于西医 的病理模型。随着大鼠、小鼠、兔、狗、猪等动物基因组测序的完成，研制实用的基因 组芯片，利用基因芯片技术从整体、器官、细胞等水平筛选有关基因的差异表达，获取 并归纳与证候相关的关键特征信息，选择功效相对稳定的经典方，进行证属性排比性的 药物佐证，进而确定该证的基因表达谱情况，从而建立相应的中医证模型和评价体系对 中兽药新药研发非常重要。本发明前期对猪热应激中生产性能相关、免疫机能相关指标 体系及其相关性进行了大量的研究，如肠道和脾脏淋巴细胞IL-4/INF-γ、IL-2/IL10蛋 白、基因表达变化，但评价指标体系繁杂、工作量巨大，难于实时反映本动物整体相关 性、应激调控网络、特别是容易错过某些关键指标。本项目拟利用基因表达谱芯片对猪 暑热证的全基因差异表达进行评价，确认暑热证与方剂调控的关系，精确建立暑热证模 型。