亚健康干预技术实验室简介.doc

我校国家中医药管理局亚健康干预技术实验室简介
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1、实验室全称：国家中医药管理局亚健康干预技术实验室
2、实验室介绍
中和亚健康服务中心联合湖南农业大学、中华中医药学会亚健康分会及湖南中医药大学，以湖南农业大学中药资源与开发系为基础，以作物种质创新与资源利用国家科技部重点实验室、分析测试中心、湖南省天然产物工程技术研究中心和湖南省亚健康诊断与干预工程技术研究中心为研究平台，成立了“国家中医药管理局亚健康干预技术实验室”。在国家中医药管理局指导下，依托中医药学术团体和机构的资源，从事健康、亚健康的教学、研究、管理、服务。推广亚健康知识，培养中医药亚健康专业服务人才，致力于服务全民健康，推进亚健康产业发展。。
本实验室以中国传统中医药理论为指导，以我国丰富的中药材等资源的功能成分为研究对象，针对现代社会亚健康人群日益增长的需求，运用生物工程和现代分离纯化技术，结合现代西方药物与保健品开发理念，进行功能成分有效富集研究，开发出成分清晰、功效明显、市场潜力大的天然健康产品（保健食品、功能饮料、日化用品、化妆品等），将植物资源高效地转化为高附加值的健康产品和新型产业资源，形成成熟完善的拥有自主知识产权的专业技术体系，开发出系列健康产品，推进亚健康产业发展迅猛发展。
一、主要技术方向和核心技术
主要的技术方向和核心技术如下：
1、亚健康中医基础理论研究。认真贯彻“中医治未病”与亚健康干预的项目指南的精神，在亚健康范畴与评价标准及方法的研究、亚健康状态中医辨识与分类研究、传统医学调治亚健康的研究、亚健康中医干预效果评价及其方法学研究、亚健康基础数据库及其数据管理共性技术的研究、亚健康人群监测方法与监测网络的研究、健康保障与亚健康管理及其实施模式研究等方面进行研究。
2、资源优选与改良: 在植物资源中，有许多高活性的功能成分含量低微，尽管采用现代分离纯化技术可以获得高纯度的天然产物，但是，由于含量基数低，纯化工艺复杂，原料成本与加工成本极其昂贵，失去规模化开发价值。为此，本实验室拟以目标功能成分为指标，运用现代分子生物学技术对植物资源进行优选和性状改良，以获得高品位的天然产物资源。同时，研究运用组织培养、细胞培养技术工厂化高效生产目标功能成分，从而有效降低稀有天然产物的生产成本。核心技术有：
(1)中药材营养生理与水分生理。中药材营养生理与水分生理是一门研究中药材营养、水分与生理机能关系并保证中药材高产优质的科学。采用先进的研究方法和研究仪器对中药材的营养和水分生理特性与生理机理进行深入研究，有利于探讨中药材对营养元素的吸收、运转及在体内的分配，并同时探讨水分与营养元素间相互协同关系，为中药材高产优质建立坚实的理论基础。
(2)中药材营养与水分的分子基础。利用我国中药材遗传资源的优势，以我国特殊的生态环境与中药材基因型与表达的相互关系为切入点，从分子水平上深入研究中药材对干旱和养分亏缺等逆境信息的感受、传递和信号转导的机制，研究中药材药效、抗旱、耐养分亏缺的相关基因功能、表达的调控机制和中药材适应干旱和养分亏缺以及逆境条件下中药材对水分和养分高效利用的生理及分子机制，为提高水分养分利用效率提供新理论和新策略。
(3)生物技术在中药材上的应用。分子生物学的迅速发展为中药材功能基因的定位及表达研究提供了一条崭新的途径。与传统方法相比，通过对功能基因的调控表达机理研究能从根本上更有效地根据气候、土壤等环境条件及营养状况建立一套比较完整的基因调控体系，并把研究成果转化为生产力。
(4)优质新品种的选育和推广。本实验室运用现代分子生物学技术选育高产、抗逆性强和不饱和脂肪酸含量高的刺葡萄新品种“紫秋”，于2005年2月通过湖南省农作物品种审定委员会认定，登记为新品种，获湖南省科技进步三等奖。该品种表现树势强，果穗大，平均果重426g，果粒着生紧密，平均粒重3.59g，椭圆形，紫黑色，果粉厚，果皮厚而韧耐贮运；果肉绿黄色，汁多，味甜，有香气，可溶性固形物14.5~18%，平均每粒果实含种籽4粒左右。含糖11.59%，酸0.34%，风味浓,口感好,可食部分70.8%，出汁率61%，9月上中旬成熟。始果早，栽后第二年开始结果，第3年平均亩产2.389吨,盛果期亩产达3吨以上，而且适应性强，抗黑痘病。在湖南湘西和广西推广种植面积近万亩，取得了重大经济效益和社会效益。
(5)药用真菌新型培养体系研究。2000年以来，本实验室运用深层培养方法对灵芝品种筛选、培养基配方，发酵工艺及培养条件进行了广泛的试验研究，探索出了灵芝菌丝体深层发酵培养技术，从而得到了现代产业化生产高效优质菌粉技术和工艺参数。应用此技术不仅可以在短期内快速生产出大批量的菌粉，而且产品安全、可靠、质量均一性强、菌龄短、菌粉颗粒结构松脆细嫩，纤维化程度低，便于加工处理。以此为依托，开发出复方型灵芝胶囊，产品经检验，卫生标准和理化指标均符合国家行业标准的要求，安全无副作用，且添加的几种中药材与灵芝有协同保健作用，经临床应用，该产品有长效排毒，消炎作用，经鼻炎、支气管炎患者服用，疗效作用和保健作用明显。鉴定委员会专家一致认为本技术达到国际先进水平，产品市场前景广阔。目前正在进行成果产业转化。
(6)体细胞培养及生物反应器的研究。红豆杉主要代谢产物紫杉醇是目前公认的比较有效的抗癌成分，然而天然红豆杉资源十分有限，紫杉醇产量也极低，所以体细胞培养工厂化生产提取紫杉醇是最有效的产业化途径。本实验室经过多年的不懈努力，克服了木本植物细胞破壁难，体细胞培养难以成功的技术障碍，成功摸索出了相关破壁技术，并研制出了有效的红豆杉工厂化体细胞培养基配方，为实现紫杉醇的高效工业化生产提供了重要的技术支撑。而且针对生产过程中资源保存难、继代培养后遗传性状不稳定的问题，研制成功了有效的超低温保存红豆杉种质的方法，经检测保存前后的体细胞无变异现象，解冻后很快能恢复生长。还通过体细胞培养选育出了高产紫杉醇的新种质。在国际上处于技术领先地位。
(7)转基因选育植物新种质技术体系。本实验室通过多年的努力，建立了完善和成熟的转基因选育新种质和分子鉴定技术体系以及转基因安全性检测技术体系，通过转基因技术我们获得了高产高抗的柑橘、马铃薯、薯蓣、黄姜新种质。实验室的转基因选育植物新种质技术体系在国内同行业内享有很高的声望。
3、分离与纯化:功能成分的提取分离纯化技术是天然产物研究与开发的核心技术体系。传统的天然产物研究，主要是采用常规的化学和物理学方法，通过提取、浓缩、沉淀、萃取、层析、结晶等传统手段，以获得功能成分的高纯品或单体为目的，过程复杂，工艺持续时间长，有不少有毒有害溶剂的介入。作为天然产物产业化开发，传统技术存在效率与成本问题、溶剂系统与产品安全性问题等，阻碍着产业的健康发展。本实验室采用现代高新技术手段，以高效、低耗、安全为技术立足点，形成先进的天然产物分离与纯化技术体系。为此，本实验室重点研究现代提取、分离、纯化新技术在植物功能成分研究与开发中的应用理论与工程技术。如超声提取、微波提取技术、超临界CO2提取；膜分离、柱色谱分离、逆流色谱分离、逆流萃取分离、双水向萃取技术；膜浓缩、冷冻浓缩；冷冻干燥技术、喷雾干燥技术等，以达到天然产物高效分离纯化的目的。主要核心技术有: (1)茶叶功能成分提取分离纯化技术体系。学校多年来致力于茶叶功能成分的提取，茶叶功能成分提制新技术及产业化技术2008年获得国家科技进步二等奖。是中国植物提取物出口质量标准和检测方法标准的主要起草单位，是美国AOAC协会的中国代表，在我国茶叶深度开发、植物提取物及功能成分研究与产业化开发领域具有领先地位，并有较大的国际影响。
(2)黄酮类化合物提取分离纯化技术。黄酮类化合物具有强心、降压、扩张冠脉、降血脂等作用，其生物功能是通过对磷酸二酯酶（PDE）的抑制、特别是对心肌细胞CAMP-PDE的抑制作用实现的。本实验室建立起了一整套从茶叶、银杏、毛冬青、黄芩、陈皮、枳实、紫菀、满山红、紫花杜鹃、小叶琵琶、芫花、槐米、蒲黄、葛根及多种豆科植物的果实、茎叶中提取黄酮类功能成分的技术体系，整个技术体系达到国家先进水平。
(3)不饱和脂肪酸提取技术体系。本实验室利用湖南丰富的刺葡萄资源，采用现代化工分离新技术从刺葡萄籽中提取天然生物活性成分，研制出了超临界CO2萃取技术提取刺葡萄籽油的最佳工艺，并确定了其生物活性功能，提出了一套实用的刺葡萄果实综合加工利用体系。并且通过超临界CO2萃取技术先后开发出西番莲籽油、南瓜籽油、灵芝破壁孢子粉、灵芝菌丝体粉等产品。参与了国家“十一五”科技支撑计划项目《中药产业区域发展及特色产品开发》研究，承担国家科技创新基金项目《湘西刺葡萄天然活性物质的分离提取》、湖南省科技厅重点项目《湘西刺葡萄系列产品加工技术研究与开发》，湖南省发改委和湖南省财政厅产业研发项目《湘西刺葡萄生物活性物质研究与利用》等科研项目，申请和获得国家发明专利6项。《湘西刺葡萄资源的研究与利用》获得省级科技成果鉴定证书（湘科鉴[2006]第32号），建立了不饱和脂肪酸气相-质谱特征谱库。
(4)具降血糖功能产物提取技术体系。本实验室运用对膜技术(含膜过滤、膜分离、膜浓缩技术)，大孔树脂柱色谱技术，高速/低速逆流色谱分离技术，逆流萃取技术，超声提取、超临界提取和微波提取技术等现代先进技术在天然产物分离工程中的应用进行了大量的研究，形成了一整套适用于苦瓜皂苷、南瓜多糖、武靴酸的分离的技术体系，已开发出“草本护胰胶囊”，药效学研究表明：草本护胰胶囊能明显对抗葡萄糖引起的小鼠血糖升高；能明显降低四氧嘧啶诱导糖尿病模型大鼠的血糖值，同时还能明显降低链尿佐菌素诱导糖尿病模型大鼠的血糖值，对正常小鼠血糖无明显影响，有望开发成新型糖尿病治疗药物。
(5)具免疫调节功能的天然产物提取技术体系。形成了一整套从人参、灵芝、黄芩、红花、当归、柴胡、云芝、香菇、银耳、甘草、黄芪、海棠等植物中提取目标功能成分技术体系，为后续功能产品开发打下了坚实的基础。
(6)抗肿瘤天然产物提取分离技术体系。形成了一整套从白英、当归、赤芍等植物中提取可通过升高肿瘤细胞内的cAMP浓度达到抗肿瘤的目的功能成分的成熟技术体系，并建立了喜树碱、肿节风总黄酮、大蒜阿藿烯的提取技术体系。
(7)植物源天然产物农药提取技术体系。本实验室建立的植物源天然产物农药提取技术体系包括烟碱、除虫菊素、藜芦碱、苦参碱、辣椒碱、木烟碱、茴篙素、茶皂素和蛇床子素、苦参碱、黄芩苷、黄连素、博落回等，在国内处于领先水平。
4、定性与定量分析: 功能的定性鉴定与定量分析技术，是天然产物研究的技术基础与保障。一项新的定性与定量分析技术的开发成功，将可以有效地避免在工艺技术研究中走弯路。传统的定性鉴定手段与常规定量分析技术，由于准确度差、精密度低、耗时长，已不能满足现代产业领域对分析检测提出的“准确、精密、快速、简便”的要求，必须把国外现代仪器分析的最新成果与技术运用到健康产品的研究与开发上。为此，本实验室重点研究现代分析测试技术【如高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、毛细管电泳(CE)、气-质联用(GC-MS)、液-质联用(LC-MS)、高效薄层色谱(HPTLC)、红外光谱 (IR)等】在天然产物定性鉴定和定量分析中的应用，建立各类天然产物的定性定量分析方法体系。在逆流萃取技术、逆流色谱分离技术、柱色谱分离技术上获得了一系列的重大突破，取得了多项专利技术或专有技术。承担了多种植物提取物中国进出口行业分析方法标准及产品质量标准的制订，是植物提取物协会植物提取物出口质量标准和检测方法标准的主要起草单位。
5、功能与药理学研究: 具有几千年历史的中国传统中医药，在提高中华民族身体素质、预防和治疗疑难杂症上起到了十分重要的作用。但是，传统中药还存在功效成分不明晰、作用机理不完全清楚的不足。究其原因，其一，传统中药是以整体的中医理论为指导，在药物的炮制中，未能对有效部位、有效成分作准确的量化，复方中的各种功能成分的作用关系也未能明确；其二，对药物在体内的代谢途径、作用机理、量效关系、安全性等未能完全探明。这也正是中药现代化所要致力解决的核心问题之一。所以，现代中药开发，根本的基础在于，通过获得中药有效部位或有效成分，并对其作定性鉴定和定量分析，探明其药理功能与构效/组效关系，才可能开发出成分明确、机理清楚的现代中药和健康产品。因此功能和药理学研究对中药现代化的进程有最直接的影响。本实验室建立的功能与药理学研究平台和已完成的研究包括：
（1） 以生物芯片系统和Real-Time PCR 确证系统为主体的基因组学平台。
（2） 以LC-MS、GC-MS为基础的代谢组学平台。
（3） 以扫描电子显微镜和透射电子显微镜为基础的病理药理学研究平台。
6、终端产品研发: 健康产业的终端产品涉及天然药物、天然保健品、功能食品与饮料、天然日化用品及其它工业领域的天然产品研究开发。本实验室已研究开发出成分清晰、功效明显、市场潜力大的健康产品。主要核心技术有：
(1)茶叶及提取物产品。本实验室一直致力于研究成果的转化与产业化开发，并取得了满意的业绩，真正做到了产、学、研良性互动。1993年即以“速溶茶系列产品研究与开发”和“儿茶素制品研究与开发”两项成果为基础，创办“长沙金农天然植物制品实业有限公司”，作为该中心研究成果的转化器，紧跟国际天然药物与健康食品研发的前沿热点，快速适应国际市场的变化，不断拓展研究领域，开发新产品。研究中心成了企业发展的源动力，企业则为研究中心提出了持续不断的新课题。而今，该公司已经发展成为国际国内颇具影响、销售规模过亿元、利税近2000万元的外向型天然产物高科技专业公司——湖南金农生物资源股份有限公司，她不仅是湖南省农业产业化龙头企业、中国医保商会植物提取物分会副理事长单位，也是目前中国植物提取物专业工厂规模最大、起点最高的龙头企业之一，先后获得国家科技部科技创新基金项目、国家高新技术现代中药产业化重大专项和农业与生物技术重大专项的资助，已经成为我国同行业20余家企业的技术与产品信息主要源泉，也是具有相当国际影响的植物提取物资源库，是多家国际500强大型企业开发天然药物、保健品、功能食品、功能饮料及天然日化用品最紧密的合作伙伴。
(2)不饱和脂肪酸类产品。2004年以刺葡萄综合开发为主体先后开发出刺葡萄籽油胶囊、西番莲籽油、南瓜籽油胶囊等产品。申请和获得国家发明专利6项。获得省级科技成果鉴定证书和湖南省高新技术产品称号。
(3)降脂降压类产品。已独立开发出茯茶降血脂功能饮料、强生葛降压降脂胶囊的血液系统产品，联合研制出美国AMWAY减肥片剂和美国SOLO SLIMMING 减肥胶囊。
(4)调节免疫力产品。本实验室已经独立研制出复方灵芝胶囊、复方虫草胶囊、灵芝破壁孢子粉、灵芝菌丝体粉胶囊等，取得了良好的社会效益和经济效益。
(5)抗衰老抗氧化产品。研究表明，黄芪能延长人胎肺二倍体细胞自然衰老的过程，三七精提取物能实现人肺上皮细胞繁殖。鹿茸能显著延长淋巴细胞寿命。根据黄酮类提取物的抗氧化功能，本中心已开发出EGO抗疲劳功能饮料、美国REXXX抗疲劳含片和养生堂“尖叫”运动饮料等功能产品。根据大豆、葛根中的大豆苷元（异黄酮）具有雌激素调节作用。本中心已成功开发出安美姿女性抗衰老胶囊和三济堂女性秀巢胶囊等产品。
7、 安全性评价: 安全性是本世纪天然药物与保健品开发中最为关注的国际问题。中国的农副产品、中药材与中成药，能否为国际所接受，首要的问题不是功效如何，而是安全性如何。这曾一度是中国农副产品和中成药出口的最大障碍。本实验室从毒理学研究、农药残留检测及去农残技术研究、溶剂残留检测及去溶剂残留技术研究、重金属及有毒元素检测与排除技术研究等四个方面入手，全面评价产品的安全性，并提出确保产品安全性的相关技术体系。本实验室经过多年的努力，建立了成熟和完善的以原子吸收、高效气质液质连用仪等高精仪器为手段的农药残留检测及去农残技术研究、溶剂残留检测及去溶剂残留技术研究、重金属及有毒元素检测与排除技术研究体系，在国内同类实验室中享有较高的声誉。

“亚健康实验室”的建立，通过亚健康理论研究、生物工程、生命科学、亚健康诊断治疗、中医诊断治疗亚健康研究等；有助于更好地推广亚健康概念，创新健康理论，倡导健康生活，推行亚健康的检测、预防、治疗、管理、评估理论。形成专业技术体系，开发相应系列健康产品，推进亚健康产业发展迅猛发展