基于DNA分子技术的中药传统散剂、丸剂处方成份动物源药材鉴定研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81703659
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3202.中药鉴定
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2019-12-31

项目摘要

There are no effective methods for the identification of biological ingredients in TCM preparations. TCM powders and pills are blends of several traditional Chinese medicinal material powders. The degrees of DNA destroyed or degraded for TCM powders and pills are relatively lower than other type of traditional Chinese medicines. Animal medicinal materials contain a lot of endangered species and are frequently substituted and contaminated. Here, we use TCM powders and pills as a breakthrough and animal medicinal materials for a starting point to construct the methods for the identification of animal medicinal materials in TCM preparations biological ingredients. First, we collect 10 kinds of TCM powders and pills including Zixue San, DaHuoluo Wan, etc. These TCM powders and pills comprise animal medicinal materials like Lingyang Jiao, Lu Rong, etc. Then, we enrich the reference COI sequences library for these animal medicinal materials, design 100-300 bp mini-COI, and optimize the DNA extraction and PCR amplification methods. We further complete the DNA extraction and PCR amplification of the TCM powders and pills, and then use Illumina platform for High-throughput DNA sequencing. We use FLASH software to merger pair-end reads, use Trimmomatic software to filter low quality reads, use UCHIME software to remove chimeras, use QIIME software to divide OUTs. The Blast software and HMM software are used to complete the species designation for OUTs with the help of the reference COI sequences library. The Alpha and Beta methods are employed to compare the species diversities between intra-samples and inter-samples. The stability, repeatability and accuracy of this research strategies and methods will be investigated. The strategy used in this study will perform animal biological ingredient analysis of TCM powders and pills to guarantee the quality of these kinds of TCM medicines.
中成药鉴定是中药鉴定学的难点。本项目以DNA破坏相对较小的散剂和丸剂为突破口,以掺伪造假突出的动物源药材为切入点,尝试建立散剂和丸剂动物源药材DNA分子鉴定体系。收集紫雪散、大活络丸等10种散剂和丸剂,涉及羚羊角、鹿茸等动物源药材,丰富其COI序列数据库,设计100-300bp的微COI序列引物,优化低丰度DNA提取和PCR扩增方法,完成样品DNA提取和微COI序列扩增,基于Illumina平台进行高通量测序,使用FLASH软件Merge Pair-End测序数据,Trimmomatic软件过滤低质量序列,UCHIME软件去除嵌合体,QIIME软件划分OUT,运用Blast和HMM完成OUT物种分类,通过Alpha和Beta完成样品内和批次间物种多样性比较,考察方法稳定性、重现性和准确性。本项目的顺利实施将实现中药散剂和丸剂动物源药材的准确鉴定,保障中药疗效和质量安全。

结项摘要

中成药处方成分鉴定是中药鉴定学的难点,中成药处方成分含混伪品导致了一系列严重安全事件。基于此,本项目以掺伪造假突出的动物源药材为研究重点,以DNA破坏较小的原粉入药中成药为研究对象,完成通心络胶囊、清肺消炎丸、同仁大活络丸等38种中成药的样品收集,涉及地龙、水蛭、金钱白花蛇等33种动物源药材;对水蛭、地龙、金钱白花蛇等具有较多混伪品的药材开展专类研究,进一步丰富中国动物药材DNA 条形码数据库(TCM-BOL);为降低计算负载,基于NCBI Entrez从GenBank获得3564430条COI序列,基于CD-Hit v4.6.8构建了简化率为91.6%的COI简化数据库;提取91350条全长COI序列,筛选出3对mini-barcode引物。通过对SDS、CTAB提取方法和柱式、磁珠DNA纯化试剂盒的系统比较,建立了中成药DNA提取方案和质量分级标准。基于Illumina平台进行高通量测序,每个样品的平均测序量为8.02 G。采用shotgun metagenomics和DNA metabarcoding两种策略对不同质量DNA的中成药开展研究,建立相应的数据分析流程:基于Trimmomatic v0.38进行低质量序列去除,基于COI简化数据库进行reads富集,每个样品富集的COI平均reads为1.02 M。基于metaspades v3.140,CAP3和megahit v1.2.9进行短序列组装,基于Quast v5.0.2进行组装质量评估,基于CodonCode Aligner v9.01进行序列注释,基于Uchime v4.2去除chimeras序列。基于Bowtie2 v2.4.1进行短序列mapping,基于samtools v1.10进行测序深度和覆盖度计算,去除测序深度≤3和覆盖度≤95%的COI序列。基于TCM-BOL数据库,结合GenBank和BOLD数据库进行物种鉴定,结果表明:在38种中成药中,除珍珠、牛黄、穿山甲外,豹骨、地龙、水蛭等23种药材可以进行动物来源鉴定,共发现15种替代品或混伪品,其中水蛭、地龙、海马、乌梢蛇的混伪品较多,鹿茸仅检测到其替代品驯鹿。本项目的顺利实施为中成药动物源药材的准确鉴定提供了新的技术手段,为提升中药品质、保障中药疗效和质量安全提供基础。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
基于DNA metabarcoding技术的如意金黄散处方成分鉴定研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国科学:生命科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石林春;刘金欣;魏妙洁;谢丽芳;宋经元
  • 通讯作者:
    宋经元
BOKP: A DNA Barcode Reference Library for Monitoring Herbal Drugs in the Korean Pharmacopeia.
BOKP:用于监测韩国药典中草药的 DNA 条形码参考库
  • DOI:
    10.3389/fphar.2017.00931
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Frontiers in pharmacology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Liu J;Shi L;Song J;Sun W;Han J;Liu X;Hou D;Yao H;Li M;Chen S
  • 通讯作者:
    Chen S
Tracing the Edible and Medicinal Plant Pueraria montana and Its Products in the Marketplace Yields Subspecies Level Distinction Using DNA Barcoding and DNA Metabarcoding
使用 DNA 条形码和 DNA 元条形码追踪市场上的食用和药用植物蒙大拿葛根及其产品可进行亚种级别区分
  • DOI:
    10.3389/fphar.2020.00336
  • 发表时间:
    2020-03-20
  • 期刊:
    FRONTIERS IN PHARMACOLOGY
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Zhang, Gaixia;Liu, Jinxin;Wang, Qiuling
  • 通讯作者:
    Wang, Qiuling
基于DNA条形码技术的毒性药材金钱白花蛇药源调查
  • DOI:
    10.13422/j.cnki.syfjx.20181706
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国实验方剂学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石林春;唐先明;胡志刚;赵春颖;冯丽肖;刘金欣
  • 通讯作者:
    刘金欣
哈蟆油基原考证及DNA条形码物种鉴定研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国科学:生命科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石林春;刘金欣;唐先明;刘建辉;姚辉;张立秋;向丽;张琴;谢彩香;宋经元
  • 通讯作者:
    宋经元

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其他文献

不同居群野罂粟个体形态特征及访花昆虫行为观察
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    --
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    董又溧;李慧芳;庄丽;刘金欣;赵春颖;阿里穆斯
  • 通讯作者:
    阿里穆斯
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木贼属植物的核心DNA条形码筛选
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    --
  • 发表时间:
    2017
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    --
  • 作者:
    刘宇婧;吴沿胜;邢德科;刘金欣;袁媛
  • 通讯作者:
    袁媛
微山湖地区宽体金线蛭的群体考察与产茧后药材质量评价
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    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
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  • 作者:
    李明玥;刘金欣;王铭昕;黄秋阳;石林春;马莉
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野罂粟不同产地不同部位中生物碱类成分的比较研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    李慧芳;庄丽;董又溧;阿如汗;闫国跃;刘辰;周文斌;刘金欣;阿里穆斯
  • 通讯作者:
    阿里穆斯

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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