细胞生物学在药学方面的研究综述

1细胞生物学在药学方面的研究综述摘要：细胞是生命的基础，一切生命问题的真正解决都必须在细胞中得到真正解决。细胞生物学所面临的主要任务是探索药物在细胞中的作用机制，理解新的药物靶标的细胞学基础。细胞生物学采用现代细胞生物学的原理与技术，通过揭示细胞生命活动的本质，在细胞与分子水平研究药物的吸收、转运与作用机制，来解决新药筛选，细胞工程制药等方面的难题。关键词：细胞生物学药物筛选制药1.新药筛选1.1细胞周期与抗肿瘤药物癌症的进展涉及无休止的基因突变，并通过进化选择成为最具侵袭性的肿瘤表型。这些基因突变形成了癌症的几种特质：漠视增殖、分化停止信号的存在；具备无限增殖的能力；逃避凋亡；侵袭性；新生血管生成的能力。其中前三种特质与细胞周期密切相关并为诊断及临床治疗提供了思路。[1]林晓钢等人据Hela细胞中的芳香族氨基酸、嘌呤以及嘧啶在细胞分裂过程中的相应变化引起的光谱变化建立Hela细胞的紫外吸收光谱模型，并且可以通过该光谱模型判读出Hela群体大致处于细胞周期的哪一时相。[2]通过此项研究可以从细胞分子水平的变化来了解肿瘤细胞增殖周期的规律。研究细胞周期的规律与调控机制对于探索肿瘤发生机制、抗癌药物的设计和作用机制具有重要的指导意义。1.2DNA与靶向药物脱氧核糖核酸(DNA)是生物的基本遗传物质，是遗传信息的载体。许多分子能与DNA结合，破坏DNA的模板作用，影响基因调控和表达功能，从而诱发很多生物效应。因此DNA与靶向药物分子相互作用的研究是分子生物学和生物化学的重要领域。DNA与靶向药物分子相互作用的研究不仅可以从分子水平阐明生命过程机理、疾病的致病机制，而且可以引导药物的设计与合成、药物体外筛选以及探讨药物的治病机理。另外，对双链DNA(或单链DNA)具有选择性结合或具有序列特异性结合的靶向药物分子可以作为DNA分子杂交与否或识别特定序列2DNA的指示剂，这是DNA生物传感器研究的一个重要内容。[3]王素芬等人在对DNA与靶向药物分子相互作用的电化学研究推导了两类电化学公式：第一类是适用于研究具有不可逆电活性的靶向药物分子与DNA相互作用的电化学理论公式；第二类是复杂体系DNA与靶向药物分子相互作用的电化学新方程。分别以该两类公式为模型函数，通过简便的电化学实验获得数据及对数据基于最小二乘思想的非线性拟合，可以直接获得DNA与靶向药物分子的结合常数K、结合位点数s等参数。运用第一类公式研究具有不可逆电活性的靶向药物分子与DNA相互作用时，除了获得靶向药物分子与DNA结合的结合常数和结合位点数之外，还可以同时获得靶向药物分子与DNA结合前后的扩散系数。扩散系数的获得有助于我们更好地了解靶向药物分子在生化体系中的传质过程。该理论侧重于研究靶向药物分子与DNA结合前后状态所具有的性质。运用第二类公式研究复杂体系DNA与靶向药物分子的相互作用，可以直接获得DNA与靶向药物分子的结合常数足、结合位点数S以及靶向药物分子间相互作用参数ω等。此研究为靶向药物分子的设计与筛选，以及手性靶向药物分子与DNA的立体选择性结合提供了相对全面、简便、快捷而可靠的研究手段。[3]2.细胞工程制药2.1动物细胞工程制药动物细胞工程制药是细胞工程技术在制药工业方面的应用。所谓动物细胞工程，就是以动物细胞为单位，按人们的意志，应用细胞生物学、分子生物学等理论和技术，有目的地进行精心设计，精心操作，使细胞的某些遗传特性发生改变，达到改良或产生新品种的目的，以及使细胞增加或重新获得产生某种特定产物的能力，从而在离体条件下进行大量培养、增殖，并提取出对人类有用的产品的一门应用科学和技术。[4]目前用于生物制药的动物细胞有4类，即原代细胞、二倍体细胞系，融合的或重组的工程细胞系和转化细胞系。原代细胞增殖能力有限，需要大量动物才能增加产量，费钱费力，限制了它的应用。二倍体细胞系一般从动物胚胎组织中获取，有明显的贴壁和接触抑制特性，有正常细胞的核型，一般可传代培养50代。且无致瘤性，现在CCL已被广泛用于人用治疗性药物的生产，但仍不是理想的生产细胞系。（原代细胞经过传代筛选克隆，从多种细胞成分中挑选并纯化出3某种具有一定特征的细胞株称为CCL）。目前用重组DNA技术改造工程的细胞生产干扰素、白介素、EPO、单克隆抗体，诊断试剂以及其它各种蛋白质类药品已成为国际医药市场上的热销产品，但这些产品的生产规模普遍较小。转化细胞系具有长期培养，倍增时间短，对培养条件和生长因子等要求较低的特点，适于大规模工业化生产。我国动物细胞工程制药目前仍处于起步阶段，与欧美国家相比还有很大差距，虽然目前可生产多种有重要价值的蛋白质生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等，但大部分还处于实验和临床阶段。随着生命科学的发展和细胞工程技术研究的深入，将会有更多的细胞工程药物出现，具有广阔的应用前景。[5]2.2植物细胞工程制药植物细胞技术在当今的医药领域应用越来越广泛，植物细胞的大量培养是利用植物细胞体系通过现代生物工程手段进行工业规模生产上人类从植物中得到药物已有很长的历史。随着植物细胞培养、植物基因工程等生物技术的发展，它被赋予了新的内容和广阔的发展前景。直接提取有用化合物或者以植物提取物为底物合成其结构类似物成为人们治疗疾病重要方法。研究植物次级代谢，进一步提高细胞培养过程中细胞生长的速率及选育出稳定高产的优良细胞系，是提高植物细胞生产目标化合物的效率的重要途径。植物细胞培养技术现已发展成为一门精细的实验科学，在材料消毒、接种培养、继代保存、分离鉴定等方面建立了一套系统的操作程序。[6]参考文献[1]桑至剑.细胞周期G1一S的调控与癌症[J].腔颌面外科杂志2004年9月第14卷第3期:1-2[2]林晓钢.基于紫外吸收光谱的癌细胞模型研究[J].光谱学与光谱分析第29卷，第9期:2549-2550[3]王素芬.脱氧核糖核酸（DNA）与靶向药物分子相互作用的电化学研究[D]浙江大学2003:1-2125-126[4]李刚.我国细胞工程制药的研究现状和发展前景[J]中国现代应用药学杂志2002年8月第19卷第4期:278-279[5]马瑞丽.动物细胞工程制药的研究进展[J]科技资讯2007年14期：28-29[6]赵玉平.植物细胞制药的研究进展[J]中国中医药现代远程教育2012年6月第10卷第12期：1-2