2024-09-13
中医是通过长期的医疗实践，并在中国古代文化如天时、地利、物候以及阴阳、五行等自然科学和哲学的理论基础上逐渐形成和发展起来的一门医学。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》把“坚持中西医并重和优势互补,大力发展中医药事业”作为全面推进健康中国建设的重要内容[1]。
中医药方向国自然资助现状 国家自然科学基金（以下简称“自然科学基金”）作为国家支持中医药基础研究的主渠道，持续加强中医药基础研究布局，鼓励体现中医药临床优势、阐释中医药原创理论和独有概念的现代科学内涵的研究，鼓励中医药原创思维与多学科前沿技术深度交叉融合，用现代科学技术阐释中医药学理论的科学内涵，“讲清楚、说明白”中医药疗效作用原理[1]。 图1 2010-2023年自然科学基金中医药领域常规项目资助经费 图2 2010-2023年中医药领域国家杰出青年、优秀青年科学基金项目资助数量
中医药研究方向概览 从上图可以看出，目前国家对中医药方向的资助金额也是连年上升。那么目前中医药研究主要集中在哪些方面呢？ 第一种：专注于药材本身。比如药用动植物的生长发育、活性成分的合成与转运、药材品质提升等等。 图3 多组学技术在药材质量研究中的应用 第二种：专注于治疗机制。比如发现Biomarker、挖掘治疗靶点、探寻作用机制、联合治疗、治未病等等。 图4 多组学技术在中医药机理机制中的研究 近些年来，随着单细胞测序技术测序通量的提高以及测序成本的降低，单细胞测序技术在医药、农学、水产等各个领域均有着广泛的研究，中医药领域也逐渐开始结合单细胞多组学技术来深入挖掘中药的活性成分、作用机理等，目前也已经发表了不少高质量文章。接下来，我们一起看下具体该如何借助单细胞技术来帮助我们深入挖掘科学问题。 表1 近年来中药领域单细胞文章汇总
单细胞+中医药应用思路案例 应用方向1：揭示中药活性物质合成和转运机制[2] 主要结论： 【1】3个样本最终获得40530个细胞，共分为14个cluster，通过marker基因注释为7个细胞类型； 【2】对MIA途径相关基因的表达量进行气泡图差异表达可视化，发现MIA骨架中的萜类部分可能是主要通过MEP途径在IPAP中合成，MIA合成途径的中间部分主要在EC中合成； 图5左：3个样本细胞分群图 图5右：MIA途径相关基因差异表达气泡图 应用方向2：挖掘潜在中药治疗靶点[3] 主要结论： 【1】前期探索研究发现：1.电生理、超声、组织切片：QPSM治疗AF有效果；2.网络药理分析：确定了九个关键靶标；3.GO/KEGG分析:钙信号通路与QPSM治疗AF的机制密切相关； 【2】单细胞核测序验证：1.注释出8种细胞类型；2.心肌细胞的组间差异富集分析显示：其中9个基因富集于钙信号通路； 【3】作者推测QPSM可能通过维持心肌细胞中的钙稳态来发挥抗AF作用，并选择钙信号通路中的3个基因作为潜在靶点，进行后续实验来证实此假设。 图6 QPSM治疗AF后的单细胞图谱 应用方向3：探寻中药治疗机制[4] 主要结论： 【1】CAG 促进了肿瘤组织的抗原递呈功能； 【2】轨迹分析和功能富集分析：随着时间的推移，C07癌细胞逐渐向C05、C06和C08细胞转化；癌细胞的抗原呈递功能也被增强； 【3】淋巴细胞和髓系细胞亚群细分：CAG促进了肿瘤组织中CD8+T细胞的浸润； 【4】以癌细胞为靶细胞，找到CAG靶蛋白组织蛋白酶B（CTSB）； 图7 给药 CAG 前后小鼠肿结直肠癌单细胞图谱 图8 轨迹分析和功能富集分析结果
参考文献 [1]毕明刚等:科学基金稳定支持中医药基础研究创新发展，中国科学基金第38卷 第3期； [2]Sun S, Shen X, Li Y, et al. Single-cell RNA sequencing provides a high-resolution roadmap for understanding the multicellular compartmentation of specialized metabolism. Nat Plants. 2023;9(1):179-190. doi:10.1038/s41477-022-01291-y [3]Shi S, Mao X, Lv J, et al. Qi-Po-Sheng-Mai granule ameliorates Ach-CaCl2 -induced atrial fibrillation by regulating calcium homeostasis in cardiomyocytes. Phytomedicine. 2023;119:155017. doi:10.1016/j.phymed.2023.155017 [4]Deng G, Zhou L, Wang B, et al. Targeting cathepsin B by cycloastragenol enhances antitumor immunity of CD8 T cells via inhibiting MHC-I degradation. J Immunother Cancer. 2022;10(10):e004874. doi:10.1136/jitc-2022-004874
