天然藥物化學(xué)理論教學(xué)內(nèi)容外延的探討

李建寬

摘要：隨著細胞分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展，天然藥物化學(xué)在傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容（結(jié)構(gòu)分類、理化性質(zhì)、提取分離和結(jié)構(gòu)鑒定）基礎(chǔ)上不斷延伸，尤其在天然化學(xué)分子的生物功能評價方面不斷加強。本文筆者從所從事的天然藥物化學(xué)教學(xué)和細胞分子生物學(xué)研究經(jīng)歷對天然藥物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容延伸方面進行探討，以增強學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：天然藥物化學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；生物功能評價

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）19-0174-02

天然藥物化學(xué)是高等藥學(xué)?？圃盒?、綜合性院校、醫(yī)學(xué)、中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)各專業(yè)學(xué)生開設(shè)的必修專業(yè)課程?，F(xiàn)階段，從中藥或天然藥物中發(fā)現(xiàn)和獲得的結(jié)構(gòu)新穎、生物活性顯著的小分子先導(dǎo)化合物依然是新藥研發(fā)的重要手段，因此，天然藥物化學(xué)在藥學(xué)專業(yè)學(xué)生和中藥專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)構(gòu)成和專業(yè)發(fā)展過程中都具有重要地位。傳統(tǒng)天然藥物化學(xué)課程在內(nèi)容設(shè)計上依然沿用幾十年前的教學(xué)大綱和教學(xué)要求，教學(xué)內(nèi)容重點側(cè)重于化學(xué)結(jié)構(gòu)分類、物理化學(xué)性質(zhì)、提取分離方法和結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù)，缺乏與其他課程的知識貫通，致使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到枯燥，很大程度上影響學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣。同時，進入21世紀，分子生物學(xué)飛速發(fā)展，尤其是細胞分子生物學(xué)的不斷發(fā)展為天然藥物化學(xué)的深入發(fā)展提供了新的有力武器。各種疾病靶點的發(fā)現(xiàn)、多種受體結(jié)構(gòu)的闡明及功能的確認、參與多種疾病形成的信號通路的闡明等方面都為天然藥物小分子的生物學(xué)功能評價提供了重要線索和手段。因此，天然藥物化學(xué)課程在現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上有必要、也有條件向外延伸，適當(dāng)增加一些與藥物活性檢測和新藥開發(fā)相關(guān)的細胞分子生物學(xué)知識理論，拓展其專業(yè)面，與“疾病”和“藥物”關(guān)系更加緊密，從而增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)生的綜合能力。筆者結(jié)合多年天然藥物化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗和細胞分子生物學(xué)研究經(jīng)驗從以下三方面對天然藥物化學(xué)理論教學(xué)內(nèi)容進行延伸。

一、細胞毒性檢測在天然藥物化學(xué)教學(xué)中的延伸

在天然藥物化學(xué)生物堿章節(jié)的教學(xué)過程中會講授到多種臨床應(yīng)用的抗癌藥物，比如長春堿、三尖杉堿。此時，在教學(xué)過程中增加用于毒性檢測的細胞毒篩選實驗，可以起到拓寬學(xué)生知識體系和增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的作用。細胞毒性檢測試驗在天然藥物化學(xué)中的應(yīng)用主要用來檢測提取物、分離部位以及單一化學(xué)分子對不同類型癌細胞的殺傷作用，用以評價提取物、分離部位及化合物在抗癌方面的活性。細胞毒性檢測實驗相對簡單，比如常用的MTT比色法，其實驗原理為活細胞線粒體內(nèi)的琥珀酸脫氫酶能使外源性MTT還原為水不溶性的藍色結(jié)晶物質(zhì)（甲瓚）而沉積在細胞中，死細胞無此反應(yīng)。然后采用二甲基亞砜溶解結(jié)晶，在一定波長處（570 nm或490 nm）測定吸光度值，吸光度值得大小間接反應(yīng)活細胞的數(shù)量的多少，進而明確提取物、分離部位或化合物對癌細胞的毒性。通過配以細胞培養(yǎng)圖片展示不同癌細胞在細胞大小、形態(tài)方面的差異而增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時對抗癌藥物的初步篩選有了深入認識。

二、抗氧化在天然藥物化學(xué)中的延伸

在天然藥物化學(xué)教學(xué)中，尤其在黃酮類化合物的教學(xué)過程中，常會提到“抗氧化”概念，然而對于藥學(xué)或藥學(xué)其他專業(yè)學(xué)生對抗氧化概念其實是模糊的。那么究竟“什么是抗氧化？”“為什么抗氧化？”這些問題就應(yīng)該向?qū)W生交代清楚。說到“抗氧化”，首先要知道“氧化應(yīng)激”概念。氧化應(yīng)激是指機體細胞線粒體在氧分子傳遞過程中會產(chǎn)生一定的氧自由基，如果產(chǎn)生的這些自由基一旦不能被機體自身的抗氧化系統(tǒng)（抗氧化酶）清除，這些自由基就會在機體內(nèi)不斷累積，達到一定程度時就會對機體功能蛋白、脂肪等造成氧化損傷，影響機體的正常功能，從而引起多種疾病的發(fā)生，比如糖尿病、心血管疾病、動脈粥樣硬化、癌癥等。黃酮是一類廣泛存在于植物中的天然產(chǎn)物，其抗氧化活性由來已久。通過對氧化應(yīng)激和抗氧化知識的延伸，能夠很好地讓學(xué)生理解黃酮對機體的重要作用，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力。

三、細胞信號傳導(dǎo)通路調(diào)控在天然藥物化學(xué)教學(xué)中的延伸

細胞信號傳導(dǎo)通路是細胞之間通過多種化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)自身和其他細胞的代謝和功能。過度的（或不足的）信號傳導(dǎo)往往參與了疾病的發(fā)生發(fā)展。因此，通過天然小分子干預(yù)信號異常傳導(dǎo)（過度或不足）進而闡明這些天然小分子在疾病預(yù)防和干預(yù)方面的功能，外延了天然藥物化學(xué)的研究內(nèi)容。比如參與細胞生長分化和凋亡的MAPK（絲原原活化蛋白激酶）信號和PI3K/Akt（磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B）信號、參與細胞能量代謝的AMPK（AMP活化蛋白激酶）信號、參與炎癥反應(yīng)的NF-kB信號等信號通路是天然藥物化學(xué)小分子重要的調(diào)控對象。在天然藥物化學(xué)教學(xué)過程中，可適當(dāng)延伸某些細胞信號傳導(dǎo)基本原理及天然小分子干預(yù)調(diào)控的檢測，比如大多數(shù)細胞信號傳導(dǎo)原理均是通過激酶的磷酸化一步一步將細胞膜外信息傳遞到細胞核內(nèi)，影響細胞核的轉(zhuǎn)錄，進而影響蛋白的翻譯表達，完成傳導(dǎo)過程。因此，在信號檢測方面主要通過Western Blot技術(shù)對磷酸化蛋白表達進行檢測，評價小分子的調(diào)控作用。當(dāng)然Western Blot技術(shù)的簡明原理也應(yīng)當(dāng)進行簡單講解。在授課過程中可以查閱文獻，結(jié)合不同類型天然藥物化學(xué)分子結(jié)構(gòu)的信號調(diào)控作用，圖文并茂，達到較好課堂效果的同時，拓展學(xué)生知識范疇，開闊學(xué)生視野，增強學(xué)生興趣。

天然藥物化學(xué)理論教學(xué)中通過引入以上三個方面的細胞分子生物學(xué)知識，使天然藥物化學(xué)課程的內(nèi)涵更為豐富，不僅僅局限于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)—性質(zhì)—分離—鑒定的教學(xué)內(nèi)容模式，而擴展為活性—結(jié)構(gòu)—性質(zhì)—分離—鑒定或結(jié)構(gòu)—性質(zhì)—分離—鑒定—活性的循環(huán)模式。傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容中生物活性內(nèi)容大多數(shù)教師一帶而過，教材中介紹簡單，加之藥學(xué)專業(yè)和中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生細胞生物學(xué)知識薄弱，對這部分內(nèi)容理解有限或者根本不理睬。通過課堂教學(xué)中引入細胞分子生物學(xué)知識，很好地解決了目前存在的這些問題，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且加強了學(xué)生對天然藥物化學(xué)課程的深入認識和理解，教學(xué)效果明顯。當(dāng)然，在天然藥物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中引入細胞分子生物學(xué)相關(guān)知識，對授課教師的教育科研背景提出一定要求，既要有天然藥物化學(xué)專業(yè)教育背景，還要有細胞分子生物的教育或研究背景，這樣才可保證教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]裴月湖，婁紅祥.天然藥物化學(xué)[M].第7版.北京：人名衛(wèi)生出版社，2016.

[2]陳剛，裴月湖，呂阿麗.特色化天然藥物化學(xué)高層次人才培養(yǎng)策略研究[J].藥學(xué)教育，2011，27（5）：8-10.

[3]李春燕，薛培鳳.天然藥物化學(xué)教學(xué)中存在的問題及解決之道[J].中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠程教育，2016，14（23）：18-20.

[4]廖金英.天然藥物化學(xué)理論課教學(xué)的探討[J].教育教學(xué)論壇，2015，（13）：151-152.