Explore the Biological Roles of Tanshinone/Salvia Acid Derivates and Their Biosynthesis by Functional Genomics

丹參為現代醫學最常研究之傳統草本藥物之一，因其對肝及心、腦血管療效絕佳；丹參屬鼠尾草科植物根，其提取的化學成分，有脂溶性的二.類和水溶性酚酸類等。近來對丹參的作用研究主要集中在改善心、肝、肺、腦等臟器的缺血再灌流損傷及肝細胞的損傷如肝纖維化、肝硬化、肝癌等的作用；另有調節免疫反應；抗感染和抗腫瘤等效果。本計畫研究以針對已開發國家的重大死因－心血管疾病或障礙，期能在種類繁多的中草藥中開發出具治療心血管疾病功能的中藥-丹參對心血管疾病療效為主題；並從系統生物學-基因和蛋白質體學觀點探討其藥效、成分與作用機制。先期研究初步發現水層多酚類化合物具有抑制病態平滑肌增生而不影響正常平滑肌生長；相對於酯溶性化合物則有相當的毒殺效果， 說明丹參為何對各別症狀的治療效果不盡相同(NSC-2320-B-182-049)。如能有效分類其化合物一一鑑別，分析合成及代謝路徑，並能配合突變株植物細胞培養及療效評估，也為中草藥之療效提供了最強而有力的學術證據。本計畫預定以三年時間深入探索丹參酮/丹參酸衍生物生物活性篩選及專一性分子標的作用機制；另外利用生物資訊整合丹參酮/丹參酸衍生合成與代謝之酵素及其於心血管作用機制。本計劃將完成下列目標：1.建立丹參二.及多酚類化合物結構式資料庫：利用水粗抽乾燥，接續使用適合層析方法依序分離成份，最後利用LC-IonTrap MS 及NMR 鑑定個別化合物。2.體外生物活性篩選：採用HeLa (子宮頸癌細胞)、A10(平滑肌細胞)與H9C2(心肌細胞)，分以細胞增生(MTT assay)及抗氧化區(Protein carbonyl content)區分活性，而以LDH 評估其毒性。3.利用2D-DIGE 分析丹參處理前後蛋白質圖譜差異：以Cy3 & Cy5 標的不同樣品的蛋白質，藉以減少樣品及膠片變異性；再利用質譜分析其轉譯修飾，進而瞭解丹參作用機制。4.利用biotin-label 及 siRNA 分別探索丹參酮/丹參酸衍生物作用分子為何(Drug-protein interaction); 再以siRNA (small interfere RNA)驗證前項所得蛋白質是否參與丹參作用機制。5.建立丹參表現次序標的(Expressed Sequenced Tags)：建立表現次序標的基因庫為主軸，建構丹參表現基因資料庫，有效且快速篩選具極佳療效之丹參植株。6.建立丹參根葉之蛋白質圖譜：分析丹參酵素蛋白本身、修飾後(醣基、磷酸化等)的情形及胞器可能對於細胞造成之影響，故蛋白質資料庫的建立扮演舉足輕重之角色。7.丹參系統生物學：配合丹參根部組織之表現次序標的(EST)，預估丹參二類化合物生合成所含酵素基因表現、代謝及其調控網路。利用線性關係設計程式，建立網路。深入探討丹參基源合成代謝與其藥理療效，為中草藥研究之首例；本計劃合併現代生物科技技術與臨床資料，帶動對中草藥現代研究發展更進一步提升，助益草藥生技萌芽。此外，更進一步探討這些不同型別的丹參所具有的特別療效；達到中醫藥系統化、科學化的目的。

Project ID:PC9408-1405
External Project ID:NSC94-2320-B182-043