分子藥理學

分子藥理學

分子藥理學屬於一門新興學科,是分子生物學和藥理學的交叉。與傳統藥理學最大的區別在於,分子藥理學是從分子水平和基因表達的角度去闡釋藥物作用機制。生命科學的發展由巨觀到微觀,藥理學的發展也由整體水平、器官水平、組織水平深入到細胞水平和分子水平。分子藥理學作為現在藥理學的主流,它的理論和實際套用,不僅滲透到藥理學的各個領域,而且也滲透到其他基礎醫學、臨床醫學和藥學之中。分子生物學的理論以及研究技術極大地推動了分子藥理學的發展;近半個世紀以來,分子藥理學在受體、酶系統、離子通道、生物活性物質等的研究方面取得了很好的成果,藥物作用機制的研究也深入到了分子水平,為新藥設計提供了重要的依據。

基本介紹

一、分子藥理學概念的提出,二、分子藥理學研究的主要內容與特點,三、分子藥理學與經典藥理學的聯繫與區別,四、分子藥理學在生物醫學中的地位,

一、分子藥理學概念的提出

經檢索PubMed資料庫,分子藥理學(Molecular Pharmacology)一詞最早在在1956年被提出,在DNA雙螺旋結構提出的1953年之後,該文獻基本上將分子藥理學認定為研究藥物與受體相互作用的科學(Interactions of one or two compounds with one receptor system) 。1965年就以分子藥理學為主題創立了一本題名為Molecular Pharmacology的國際期刊,該刊的收稿範圍是novel insight into the molecular mechanisms of protein function, drug action,or selective toxicity。2012年Elsevier Science公司出版了《分子藥理學》第二版,2013年Wiley-Blackwell公司出版了生物醫學院專業高年級和研究生用的《分子藥理學》教材。
經檢索CNKI資料庫,王振綱先生最早由於1963年在國內明確引入“分子藥理學”一詞,將分子藥理學解釋為“在分子生物學、分子酶學的基礎上,從分子水平去研究藥物和機體間的相互作用關係,研究化學結構和藥理作用,特別是藥物分子的立體結構與生物活性的關係”。根據醫學百科的網路定義,分子藥理學是“從分子水平闡明具有生物活性的藥物小分子如何與核酸、蛋白質及膜上受體等生物大分子相互作用,以產生相應藥理效應的科學。其內容包括藥物立體化學、電化學和結構參數、受體的功能及構象分析、藥物與酶或其他生物大分子的相互作用、藥物對DNA基因複製、轉錄和翻譯水平的影響、抗生素及其他生長抑制劑作用機理的研究、藥物引起的生物大分子結構改變或變構躍遷、激素或藥物對細胞調控機制的影響、藥物對膜功能影響等”。2015年科學出版社出版的《分子藥理學》一書也將分子藥理學簡要定義為“在分子水平研究藥物及其作用靶點的學科”。因此,雖然分子藥理學的概念尚未最後敲定,但基本上可以確定是在分子水平研究藥物與機體生物大分子相互作用規律的一門學科。

二、分子藥理學研究的主要內容與特點

分子藥理學的核心內容是藥物的作用機制,即藥物分子如何與靶點發生相互作用(包括時空關係)。其研究內容也包括與作用機制相關的內容,如藥物分子與靶點作用後繼發的分子層面變化,如第二信使、基因表達調控變化等(分子層面活性);機體生物大分子如何轉運藥物分子,如何轉化藥物分子(分子藥代動力學);機體的基因型及表型如何影響藥物的作用(藥物基因組學)等。
分子藥理學的一個顯著特點是研究的對象必須涉及相應的生物大分子,因此往往用到分子生物學技術(如分子克隆、Western blot等)以及分析檢測生物大分子結構或功能的方法和技術(如大分子質譜、MRI、X-射線晶體學等)。

三、分子藥理學與經典藥理學的聯繫與區別

經典藥理學概念中“藥物對機體的作用”的內容已經分化獨立為“藥代動力學”,因此經典藥理學的狹義內容主要是“藥效學”。藥效學是服務於臨床的,因此其主體知識是整體層面的。正因為直接服務於臨床,經典藥理學的內容主要按照藥物作用的選擇性來進行分類敘述。
分子藥理學則是在分子層面研究藥物分子與機體大分子相互作用的科學,是深層次的藥理學,因此分子藥理學並不直接服務於臨床,更多的是服務於藥理學研究、新藥研發,闡釋臨床上的藥效和不良反應。因此分子藥理學應更傾向於根據作用靶點的類別進行分類敘述。
因為分子藥理學在經典藥理學的框架下,同樣要遵循經典藥理學中如量效曲線的S形曲線規律、受體上調和下調規律、藥理學實驗的設計原則等。同樣,分子層面的研究也必須得到細胞、組織器官和整體層面的藥理學支撐。否則就沒有“藥”的意義。因此,分子藥理學是經典藥理學的進一步發展,兩者相互補充,相互支撐。

四、分子藥理學在生物醫學中的地位

在藥學中,化學占有很大比重。如前所述,藥理學是藥學和醫學間的橋樑。藥理學是研究藥物和機體相互作用規律的科學,之間的相互作用一定是發生在分子層面,但由於經典藥理學主要關注整體水平和系統器官水平的效應,因此經典藥理學只能在套用層面連線藥學和醫學,並不能在分子層面實現藥學和醫學的有效對接。分子藥理學的引入則能彌補經典藥理學的該缺陷,實現無縫對接。
同樣,經典藥理學作為基礎醫學和臨床學的橋樑也存在該缺陷。基礎醫學中提到的生理生化反應以及病理變化都是有分子基礎的,也只有通過分子藥理學才能在藥物防治疾病方面實現基礎醫學和臨床醫學的對接。

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