在过去几年中,科学期刊纷纷报道了传统医学中使用的中草药的化学成分。想想人参、银杏和生姜,仅举几例。
伦敦国王学院的一组研究人员决定使用计算机筛选技术构建一个单一数据库,既要编目240种草药的化学成分,又要指出这些成分可能能够调节哪些与疾病相关的靶酶和受体——例如HIV/艾滋病、癌症和阿尔茨海默病。
国王学院药理学家大卫·巴洛说:“编目和提供数据挖掘工具的动机实际上是为了提供一种途径,或许不是草药本身,而是纯化的成分[可能]被发现是这种或那种疾病的新疗法。”他将这个想法归功于该研究的合著者、博士生托马斯·埃尔曼。
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巴洛的研究小组使用了一种名为随机森林的筛选算法(这是一种决策树),来编译其数据库。该算法涉及使用一组随机问题(在本例中,主要是关于草药成分的问题)对每个实体进行筛选,以找出它可能影响哪些生物靶点。“如果你从草药中提取8000多种成分,并获得它们的化学细节,然后将它们输入系统,你基本上会逐个对它们进行分类,并说,‘这个成分具有适合这个靶点的指纹,因此,可能具有这种用途,’”巴洛解释道。
研究人员选择的靶点分为五类:细胞信号调节剂,与癌症、哮喘和抑郁症有关;一氧化氮过量产生或过度表达,与动脉硬化和炎症以及亨廷顿病和阿尔茨海默病有关;环氧合酶和脂氧合酶,抗炎剂的两个靶点,与阿尔茨海默病、癌症和关节炎有关;醛糖还原酶,一种导致糖尿病并发症(如眼疾)的酶;以及病毒酶HIV-1整合酶、蛋白酶和逆转录酶,所有这些都与催化HIV病毒的生命周期有关。在抽样的240种草药中,62%的草药被发现含有可能用于治疗这些靶点的成分。53%的植物可能能够应对不止一种疾病。
巴洛说,展望未来,该研究的第三作者、天然产物化学家彼得·海兰兹可能会尝试从草药中分离、纯化和筛选这些成分——例如类黄酮(在植物中产生黄色或蓝色色素)和萜类化合物(以抗菌特性而闻名的植物脂肪)。然后可以在动物或人体模型中研究它们对临床的影响。
巴洛指出,该研究的另一个有趣的成果是将筛选结果与某些草药在中国传统医学中的用途进行比较。他说,许多被证明含有醛糖还原酶抑制剂的植物已经被开处方用于治疗白内障,而科学家认为可能对哮喘、肥胖和抑郁症有用的磷酸二酯酶抑制剂已经在“阴补剂”中用于治疗胃、心脏和肺。
巴洛说:“人们可能会看到肥胖,以及可能哮喘与这些草药在传统医学中的用途之间存在联系。”