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追踪溯源研百草 学科交融焕药香

来源:  发布时间:2021-03-02

  
——记中国中医科学院中药资源中心生态研究室副主任袁庆军
  
宋 洁

  
  
  2015年诺贝尔生理学或医学奖授予了中国女药学家屠呦呦,在颁奖典礼上,这位跟中医药研究打了一辈子交道的科学家特意提到了中医药学的发展潜力及背后的群体:“我只是中国科学家群体中第一个获奖的女性科学家,我相信未来中国将有许多的项呦呦、齐呦呦、柴呦呦、尚呦呦、魏呦呦能够获得这一殊荣……”当获诺贝尔奖的欣喜逐渐淡去,中医药学的神奇魅力及背后的科学家群体开始进入大众的视野。
  在中国中医科学院,有这样一群持续奋战在中医药研究一线的科学家,他们致力于将现代科学的力量注入到古老的中医药学研究中,通过学科交叉研究,诠释中医药理论的科学内涵。中国中医科学院中药资源中心生态室副主任袁庆军就是其中一员。39岁的她放弃公务员工作报考中国科学院植物学博士研究生,43岁进入中国中医科学院做中药资源博士后,53岁竞聘生态室副主任……袁庆军所做的这些不同寻常的努力只为了她心中“那朴素而倔强”的愿望——将植物进化的理论用于解决中药资源的实际问题。
  
走进道地药材与分子谱系地理学研究
  什么是道地药材?什么是分子谱系地理学?对很多普通老百姓来说,他们或许有这样的疑问。但对袁庆军来说,这两样东西就像一“矛”一“盾”,分子谱系地理学是自己手中持有的武器,而道地药材就是靶标和方向,她所要做的就是将两者结合起来,交叉碰撞产生新的火花。
  “这对我来说是工作的重点,是难点,也是创新点。道地药材研究需要多学科的交叉,但交叉研究的过程往往容易把中药材作为其他学科的实验材料,而针对道地药材的问题很难找到与其他学科的结合点。我的目标就是要针对道地药材的实际问题用分子谱系地理学的理论和方法去解决。”这是一条全新的路,没有现成的模式可以模仿,道地药材的实际问题是什么?分子谱系地理学适不适合?研究的结果能否用于生产实际?这些问题袁庆军一直孜孜不倦地思考着。
  “道地药材”是中药材质量评价的一项经验指标,指特定产地的药材,其品质和药效显著优于其他产地的同种药材,药材的这种属性称为道地性。“道地”的概念最早见于《神农本草经》:“生熟土地所出,真伪新陈,并各有法。”在对道地药材的研究过程中,袁庆军在基层乡政府工作的经历锻炼了她从实际工作中发现问题的能力,她敏锐地感到道地药材可能存在遗传基础,栽培过程人为引起种质混杂是道地药材品质退化的关键问题。很快她把研究方向聚焦到栽培过程如何影响道地药材的进化历史上,迅速找到了学科交叉的结合点。
  “分子谱系地理学在理论上的突破是能够把居群进化的时间尺度(谱系)与空间尺度(地理分布)结合起来分析,因而成为最能反映种内进化历史过程的有效方法。目前分子谱系地理学主要集中在自然进化过程的研究,将它用于道地药材的研究是要阐明人为因素对进化的影响,这是对分子谱系地理学应用范围的拓展和对道地药材研究的理论提升,可以说是相得益彰。”工欲善其事,必先利其器,器利而后工乃精。分子谱系地理学成了袁庆军手中对道地药材追踪溯源的“利器”,将之引入道地药材研究,袁庆军走出了一条自己的创新之路。
  
手持“利器”追溯黄芩
  世间流传着一个故事,幼时的李时珍聪明好学,在他16岁时,突患急病,咳嗽不止,久治不愈,生命危在旦夕。正在其父母悲伤绝望之际,来了一位从远方云游到此的道士,号脉之后给了他一服黄芩的药方,半月之后,小时珍身体逐渐恢复健康。从此他便跟随道人刻苦钻研医学,终成医林一代宗师。在他编著的《本草纲目》中,李时珍对救了他性命的黄芩推崇备加,称之为“药中肯綮,如鼓应桴,医中之妙,有如此哉!”
  “黄芩道地性明显,以河北承德及周边地区野生者为道地药材,素有‘热河黄芩’之称。黄芩为多年生草本,根肉质,虫媒传粉,种子繁殖,代表了一大类药用植物,以其为材料研究道地性形成的遗传基础具有很好的代表性。”袁庆军以黄芩为抓手,对黄璐琦院士提出的“道地性越明显,其基因特化越明显”的模式假说用进化的理论加以验证。她走遍了黄芩分布的12个省的山山水水,采集了代表性的野生和栽培居群样品,应用母系遗传的叶绿体DNA(cpDNA)和双亲共显性遗传的微卫星(SSR)进行谱系地理和群体遗传分析,结合代谢组学分析,有效阐明了黄芩道地性形成的遗传成因:黄芩道地产区是黄芩的多样化中心和起源中心;黄芩道地居群和非道地居群化学表型存在差异,这种差异与遗传分化有一定相关性;栽培过程引起黄芩遗传多样性的轻微下降和遗传结构的显著改变,栽培居群间显著均质化居群内严重的种质混杂;就地引种栽培、切忌异地间的种子交流是保存黄芩道地药材优质性的有效策略。
  “着眼中医药问题,立足生物学方法;着眼应用问题,立足理论研究。”埋头道地药材遗传基础研究十余载,袁庆军和她的课题组应用植物进化学科前沿的理论和方法解决中药资源的实际问题走出了一条富有开创意义的特色创新之路,为丰富道地药材的现代科学内涵、促进中医药现代化起到有效的推动作用,同时也展现了进化生物学理论研究在解决实际应用问题中的巨大推动力,在缩短科学技术向生产力转化的进程上迈出了坚实的一步。
  
情牵百草追梦人
  齐耳短发、爽朗活跃、语速飞快、逻辑清晰……这是袁庆军留给人的最初印象,虽然离开家乡很多年,但这位女性身上留有贵州女孩特有的简单、耿直、勤劳、质朴……
  “远处蔚蓝天空下,涌动着金色的麦浪……”伴随着风吹麦浪的画面,从小就在贵州农学院里生活的袁庆军在耳濡目染的氛围中渐渐长大。她的妈妈是教作物栽培的老师,小庆军脑海里最深刻的记忆就是每周都会跟随妈妈到麦田里记载小麦的生长规律,出苗、一叶展二叶出、叶耳间距叶间距、孕穗抽穗、乳熟蜡熟……这些专业术语,袁庆军至今还记忆犹新。最让她兴奋的是将记载的数据用计算器进行汇总求平均值,这对她来说就是个“很好玩的游戏”。兴趣的种子在她心中逐渐生根发芽,高考填报志愿时她毫不犹豫地选择了植物学。
  在袁庆军的学术生涯中,两位关键的引路人成就了她的学术人生。一位是她的博士生导师彭华研究员,袁庆军报考中国科学院植物学博士时,已经39岁,并且是在基层乡政府工作8年之后,无论年龄还是英语和专业水平都很不占优势,彭老师爽快地招收了她,成就了她人生的关键转折。攻读博士期间,袁庆军有幸进入中国科学院植物所葛颂研究员课题组开展合作研究,葛老师作为她博士研究的合作导师,成为她分子谱系地理学研究的引路人,博士论文《十齿花谱系地理学研究》发表在国际进化生物学排名第三的刊物Molecular Ecology上。
  袁庆军博士毕业进入中国中医科学院中药研究所做博士后并留所工作。黄璐琦院士作为她的合作导师和领导,成为她事业发展的设计师。在一次听完袁庆军的工作汇报后,黄老师讲了一个故事:古代民间用铁锅炼铜,一天一位智者路过炼铜的地方,看见炼铜的人不断地敲锅,智者就告诉炼铜的人不要敲锅了,撒一把铁粉就可以了。原来敲锅可以使铁锅上掉下更多的铁与铜离子发生反应,从而炼出更多的铜,撒铁粉就起到了敲锅的作用。袁庆军的工作就是到基层“撒了把铁粉”。在黄院士的鼓励和带领下,袁庆军获得了第一个国家自然科学基金和国家重点研发计划,并获得国家科学技术进步奖二等奖。她现在已成长为中药资源中心生态研究室副主任,正带领着新一代中药人寻找“撒铁粉”的感觉。
  
  

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2022年4月

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