在過去幾年中,科學期刊紛紛報道了傳統醫學中使用的中草藥的化學成分。想想人參、銀杏和生薑,僅舉幾例。
倫敦國王學院的一組研究人員決定使用計算機篩選技術構建一個單一資料庫,既要編目240種草藥的化學成分,又要指出這些成分可能能夠調節哪些與疾病相關的靶酶和受體——例如HIV/艾滋病、癌症和阿爾茨海默病。
國王學院藥理學家大衛·巴洛說:“編目和提供資料探勘工具的動機實際上是為了提供一種途徑,或許不是草藥本身,而是純化的成分[可能]被發現是這種或那種疾病的新療法。”他將這個想法歸功於該研究的合著者、博士生托馬斯·埃爾曼。
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巴洛的研究小組使用了一種名為隨機森林的篩選演算法(這是一種決策樹),來編譯其資料庫。該演算法涉及使用一組隨機問題(在本例中,主要是關於草藥成分的問題)對每個實體進行篩選,以找出它可能影響哪些生物靶點。“如果你從草藥中提取8000多種成分,並獲得它們的化學細節,然後將它們輸入系統,你基本上會逐個對它們進行分類,並說,‘這個成分具有適合這個靶點的指紋,因此,可能具有這種用途,’”巴洛解釋道。
研究人員選擇的靶點分為五類:細胞訊號調節劑,與癌症、哮喘和抑鬱症有關;一氧化氮過量產生或過度表達,與動脈硬化和炎症以及亨廷頓病和阿爾茨海默病有關;環氧合酶和脂氧合酶,抗炎劑的兩個靶點,與阿爾茨海默病、癌症和關節炎有關;醛糖還原酶,一種導致糖尿病併發症(如眼疾)的酶;以及病毒酶HIV-1整合酶、蛋白酶和逆轉錄酶,所有這些都與催化HIV病毒的生命週期有關。在抽樣的240種草藥中,62%的草藥被發現含有可能用於治療這些靶點的成分。53%的植物可能能夠應對不止一種疾病。
巴洛說,展望未來,該研究的第三作者、天然產物化學家彼得·海蘭茲可能會嘗試從草藥中分離、純化和篩選這些成分——例如類黃酮(在植物中產生黃色或藍色色素)和萜類化合物(以抗菌特性而聞名的植物脂肪)。然後可以在動物或人體模型中研究它們對臨床的影響。
巴洛指出,該研究的另一個有趣的成果是將篩選結果與某些草藥在中國傳統醫學中的用途進行比較。他說,許多被證明含有醛糖還原酶抑制劑的植物已經被開處方用於治療白內障,而科學家認為可能對哮喘、肥胖和抑鬱症有用的磷酸二酯酶抑制劑已經在“陰補劑”中用於治療胃、心臟和肺。
巴洛說:“人們可能會看到肥胖,以及可能哮喘與這些草藥在傳統醫學中的用途之間存在聯絡。”