基于UPLC-Q-TOF-MS分析雷公藤配伍甘草治疗肾病综合征大鼠的尿液代谢组学

目的:考察雷公藤配伍甘草对肾病综合征大鼠尿液中内源性代谢产物的影响,通过尿液代谢组学技术探讨该药对的作用机制。方法:大鼠随机分为4组,分别为空白组、模型组、雷公藤单独给药组(TPW组)和雷公藤配伍甘草给药组(TPW-GLY组)。采用UPLC-Q-TOF-MS,结合主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA),对尿液样品的代谢物图谱进行模式识别及生物标记物的筛选与鉴定。结果:空白组,模型组,TPW组及TPW-GLY组的代谢轮廓有明显差异,筛选并鉴定出空白组与模型组间具有显著性差异的生物标记物29个,其中受TPW-GLY组回调的生物标记物14个,受TPW组回调的生物标记物11个;TPW-GLY组和TPW组显著差异物7个,分别为N-乙酰谷氨酸,二羟基粪甾烷酸,烟尿酸,12-酮脱氧胆酸,甘油三酯(16∶0/16∶0/20∶4),泛醌Q2和1,3,7-三甲基尿酸。结论:雷公藤与甘草配伍给药后,可能通过改善肾病综合征大鼠体内的氨基酸代谢、胆汁酸代谢、脂肪及脂肪酸代谢、能量代谢及嘌呤代谢等过程,改善了疾病状态,进而起到减毒增效的作用。     

采用代谢组学策略研究佛手散对急性血瘀大鼠的活血化瘀作用机制

采用冰水浴游泳和皮下注射盐酸肾上腺素法复制急性血瘀大鼠模型。采用UPLC-Q-TOF/MS方法分析正常大鼠、急性血瘀大鼠和给药佛手散干预急性血瘀大鼠尿液之间的内源性代谢物差异,并通过变量重要性投影选取潜在的生物标志物,结合质谱信息和数据库检索对潜在的生物标志物进行鉴定,将鉴定到的生物标志物输入MetPA数据库中构建代谢通路。研究急性血瘀大鼠给药佛手散后大鼠尿液内源性代谢物变化,寻找可能的生物标志物,探讨佛手散的活血化瘀作用机制。结果在急性血瘀大鼠尿液中发现并鉴定了11个潜在的生物标志物,这些标志物主要和苯丙氨酸代谢、色氨酸代谢和鞘脂类代谢3条代谢通路相关。而佛手散可调节急性血瘀模型大鼠体内紊乱的代谢通路并使其向正常状态转归。该研究结果表明代谢组学在中药整体性药效评价、作用机制的阐明等方面具有很好的应用前景。     

基于UPLC-Q/TOF-MS的醋制五味子对酒精性肝损伤大鼠胆汁代谢物的影响研究

目的考察五味子醋制前后对由肝脏分泌的胆汁中内源性代谢产物的影响,寻找抗肝损伤潜在的生物标志物,以期探讨五味子醋制增强保肝作用的科学内涵。方法采用基于UPLC-Q/TOF-MS的代谢组学技术,并结合主成分分析(PCA)和正交校正的偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等方法筛选、鉴定肝损伤相关的生物标志物。结果对照组、模型组、生五味子及醋五味子组胆汁代谢物谱得到明显分离,发现并鉴定了5-膦酰-L-赖氨酸、13-羟酸、tracylglycerol(64:2)、3b,17a-dihydroxy-5a-androstane、12-酮基脱氧胆酸、乙酰左旋肉碱、磷脂酰甘油酯、溶血磷脂酰胆碱8个与肝损伤相关的潜在生物标志物。结论大鼠给予生、醋五味子后可使上述生物标志物代谢水平向正常状态转归,且醋五味子的调节作用强于生五味子,表明五味子经醋制增强抗肝损伤的作用机制可能与调节这些代谢途径相关。     

乌头碱给药大鼠尿液生物标记物的检测

目的:筛选乌头碱给药大鼠尿液的生物标记物,寻找该化合物的相关代谢通路。方法:20只Wister大鼠随机分为正常组与给药组,采用液液萃取法处理生物样品,利用超高效液相色谱-四级杆/飞行时间质谱检测正、负离子模式下空白组大鼠与给药组大鼠尿液中内源性代谢物,通过主成分分析法对2组大鼠生物样品进行无监督模式的评价,筛选对分类起关键作用的内源性代谢物,并寻找可能相关的代谢通路。结果:共筛选出5个对分类起主要作用的内源性代谢物,得到结构表征的有4个,分别为propionylglycine methyl ester,Cys-Ser-Me,5,8-dihydroxy-3,4-dihydrocarbostyril,吡咯-2-羧酸。结论:乌头碱的阵痛作用可能与体内五羟色胺分泌量的降低有关,为乌头碱的作用机制研究提供参考。     

广陈皮抗高脂血症的血清代谢组学研究

目的揭示广陈皮干预高脂血症模型的代谢物靶点,构建广陈皮体内成分与内源性生物标记物的关系网络,阐明广陈皮干预高脂血症大鼠模型的作用机制。方法采用血脂4项血清生化指标评价高脂血症大鼠模型以及广陈皮的干预作用;应用超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱(UPLC Q-TOF/MS)技术对广陈皮体外化学成分和口服给药后的血中移行成分进行分析鉴定;运用代谢组学技术分析广陈皮对高脂血症大鼠作用的代谢物靶点;构建入血成分与内源性生物标记物关联的数理模型,发掘广陈皮防治高脂血症潜在的药效物质基础。结果与模型组比较,广陈皮组的体质量、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平明显降低(P<0.05),高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平明显升高(P<0.05)。共鉴定出11个入血的化学成分;血清代谢组学分析得到19个高脂血症模型生物标记物,其中1 1个为广陈皮干预后具有回调趋势的代谢物;与模型组比较,有4个代谢物的回调作用差异具有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。入血成分中川陈皮素和5-去甲川陈皮素葡萄糖醛酸代谢物与内源性生物标记物具有较高的关联性。结论广陈皮抗高脂血症的作用机制可能与调节鞘脂代谢和甘油脂代谢有关。     

基于代谢组学的痹祺胶囊治疗类风湿性关节炎作用机制研究

目的 利用代谢组学技术探究痹祺胶囊治疗类风湿性关节炎的作用机制。方法 建立II型胶原蛋白诱导的类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis,RA）大鼠模型,并进行痹祺胶囊给药干预,取空白组、模型组、给药组大鼠血清,采用UPLCQ-TOF-MS技术对血清进行代谢组学分析,筛选潜在生物标志物,结合人类代谢组学数据库（human metabolomics database,HMDB）和京都基因与基因组百科全书数据库（Kyoto encyclopedia database of genes and genomes,KEGG）富集相关代谢通路并分析痹祺胶囊对生物标记物的干预作用,进而解析其作用机制。结果 代谢组学分析共筛选到18个潜在生物标志物,涉及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成及苯丙氨酸代谢、醚脂代谢、组氨酸代谢、三羧酸循环、精氨酸生物合成等11条代谢通路;痹祺胶囊可改善模型大鼠代谢轨迹的偏离。结论 痹祺胶囊主要通过调节氨基酸代谢、花生四烯酸代谢、甘油磷脂代谢及能量代谢等多条代谢通路,改善内源性代谢物的水平,在机体供能、抗炎及免疫调节过程中发挥作用。     

佩兰对营养性肥胖大鼠的干预作用及代谢组学研究

目的:探讨芳香化湿药佩兰对营养性肥胖大鼠模型的干预作用,运用代谢组学方法探究其对模型大鼠血清中内源性物质代谢的影响,寻找潜在的生物标志物并分析其代谢途径。方法:将30只雄性SD大鼠,按体重随机分为正常组(10只)、高脂诱导组(20只),分别喂以普通饲料与高脂饲料,饲养4周;成功建立营养性肥胖大鼠模型后,将高脂诱导组按体重和血清甘油三酯(TG)随机平均分为模型组、佩兰3g/kg给药组。灌胃给药4周后取所有动物血清,检测其中甘油三酯(TG)、胆固醇(CHOL)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)和葡萄糖(GLU)含量;利用高分辨质谱检测内源性代谢物信号,经主成分分析并判别血清代谢物组学特征,筛选潜在生物标记物,应用MetPA和KEGG数据库对差异化合物进行通路分析。结果:高脂饲料诱导4周后大鼠体重、Lee's指数、TG、CHOL、HDL-C、LDL-C、GLU明显高于正常组,成功建立营养性肥胖大鼠模型。给药4周后,与模型组相比,佩兰给药组血清中TG、GHOL含量明显下降;代谢组学分析发现12种潜在生物标记物,主要通过色氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、鞘脂代谢3种代谢途径发挥作用。结论:芳香化湿药物佩兰明显降低营养性肥胖大鼠血清TG、GHOL含量,可能是通过调节色氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、鞘脂代谢等代谢途径改善氨基酸代谢、脂质代谢和能量代谢来发挥作用。     

基于代谢组学研究姜制对黄连药性的影响

目的 探讨黄连姜制前后寒热药性的差异。方法 分别制备生黄连、姜黄连水煎液,每天ig给予大鼠1次,连续给药29 d,于给药后不同时间点采集血样,进行HPLC-MS/MS分析,主成分分析（PCA）法处理实验数据,分析生黄连和姜制黄连在血浆中的代谢物的差异。结果 给药第29天生黄连组和姜黄连组大鼠血样中内源性物质的代谢状态差异最大。通过查找内源性生物标记物发现,与生黄连组相比,姜黄连组大鼠血样中代谢物中涉及到氨基酸能量代谢的标记物的量增加,提示姜制黄连组氨基酸能量代谢强于生黄连,二者寒热药性存在差异。结论 通过大鼠代谢物生物效应可以考察生黄连与姜黄连药性的差异,且结果与传统的“姜制黄连以热制寒,缓和黄连苦寒之性”的炮制理论相一致。代谢物组学可用于探讨炮制对药物药性影响的研究。     

补中益气汤改善脾虚型胃肠动力障碍大鼠代谢组学研究

目的研究采用代谢组学方法,探索补中益气汤改善脾虚型大鼠胃肠动力学障碍的潜在作用机制。方法采用LC-LTQ-OBITRAP高分辨质谱方法检测正常、模型及补中益气汤组血清代谢物变化,分析补中益气汤改善胃肠动力学障碍的血清生物标记物,解析补中益气汤作用的内源性代谢通路。结果研究发现补中益气汤对脾虚胃肠动力障碍大鼠体内的代谢轮廓有显著影响,与正常组相比,脾虚胃肠动力障碍大鼠有24种差异代谢物发生显著变化,而补中益气汤给药后可逆转其中14种差异代谢物,包括色氨酸、谷氨酰胺、磷脂胆碱等,通路分析研究表明,这些差异性代谢物主要与谷氨酰胺代谢、初级胆汁酸生物合成,不饱和脂肪酸生物合成、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、丙氨酸和天冬、谷氨酸代谢有关。结论补中益气汤改善脾虚型大鼠胃肠动力学障碍可能与其影响代谢物轮廓,调控谷氨酰胺代谢、初级胆汁酸生物合成、不饱和脂肪酸生物合成、氨基酸代谢等有关。     

醋甘遂成分群B,C对正常大鼠粪便代谢组学的研究

基于代谢组学方法,对给予醋甘遂不同成分群(B,C)前后大鼠的粪便代谢物进行比较研究,探求与醋甘遂毒性相关的差异性代谢物和代谢通路,揭示醋甘遂的毒性作用机制。采用快速液相色谱串联四极杆飞行时间质谱(UFLC-Q-TOF-MS)技术,对大鼠粪便样本进行测定,结合主成分分析(PCA)和偏最小二乘-判别分析(OPLS-DA)等多种方法筛选并鉴定与醋甘遂毒性相关的生物标志物,并采用t检验进行单变量统计分析,考察给予醋甘遂成分群B,C后正常大鼠粪便这些生物标志物的含量变化,揭示醋甘遂成分群B,C对大鼠粪便代谢组的影响程度,并结合基于MetaboAnalyst数据库的代谢通路分析探求醋甘遂成分群B,C的毒性作用机制。结果显示,与空白组相比,醋甘遂成分群B和C组大鼠粪便样本代谢组发生了明显改变,且醋B组改变程度更大,发现并鉴定了16种醋甘遂毒性潜在生物标志物及5条相关代谢通路。醋甘遂的毒性作用可能与色氨酸代谢、初级胆汁酸生物合成、氨基糖和核苷酸糖代谢、嘌呤代谢和缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸降解等代谢通路的紊乱有关。该研究为醋甘遂的临床安全应用提供了科学依据。     

郁金与姜黄药性差异的药理活性研究(一)

目的:通过比较郁金、姜黄水提物药理活性的差异,探讨两者寒温药性差异的本质。方法:采用异硫氰酸萘酯灌胃诱导大鼠肝损伤的基础上,结合中药大黄灌胃加寒湿环境因素建立的寒湿黄疸动物模型,考察比较郁金、姜黄水提物(均含生药10 g.kg-1)ig给药16 d对黄疸指标(血清门冬氨酸氨基转移酶、丙氨酸氨基转移酶、总胆红素)、抗氧化指标(肝线粒体中超氧化物歧化酶、丙二醛含量)、能量代谢指标(肝线粒体中琥珀酸脱氢酶、钠-钾-三磷酸腺苷、钙-镁-三磷酸腺苷)、肝线粒体氧化还原能力、垂体-肾上腺、甲状腺、性腺机能指标(血清中促肾上腺皮质激素、促黄体激素、促甲状腺激素)以及病理组织学的影响。结果:姜黄水提物对寒湿黄疸的疗效优于郁金水提物,病理结果显示,姜黄水提物组的汇管区胆管病变、间质炎症细胞浸润、肝实质病变等均较模型组显著减轻,郁金水提物组上述病变未见明显减轻。姜黄水提物对寒湿黄疸模型大鼠肝线粒体能量代谢低下、氧化还原能力降低、超氧化物歧化酶降低、垂体-肾上腺、甲状腺、性腺机能低下具有明显增强作用,郁金水提物对其未见增强作用。结论:郁金水提物表现为性寒,姜黄水提物表现为性温。     

穿山龙抗急性痛风性关节炎的肝脏代谢组学研究

该研究通过肝脏代谢组学研究从肝论治痛风的科学性以及穿山龙提取物对急性痛风性关节炎模型大鼠的防治作用,并找到其相关的潜在生物标志物和相关代谢通路。课题组采用尿酸钠(MSU)诱导的急性痛风性关节炎模型并运用UPLC-TOF-MS结合模式识别方法探讨穿山龙提取物干预急性痛风性关节炎的潜在生物标志物及其相关代谢通路。鉴别出了11个共同的潜在生物标志物,其中穿山龙对正常大鼠的潜在干预靶点中,4个上调,4个下调;穿山龙对急性痛风性关节炎模型大鼠的潜在干预靶点中,5个代谢物在MSU诱导下被上调,5个代谢物被下调,而穿山龙提取物表现出纠正磷酸腺苷、5-甲基四氢叶酸、氧化型谷胱甘肽、次黄嘌呤、二十二碳六烯酸、谷胱甘肽、尿苷二磷酸葡萄糖、肌苷这8个代谢物异常表达的趋势,其相关性最强的代谢通路是谷胱甘肽代谢、淀粉与蔗糖代谢和嘌呤代谢。故推测穿山龙可以通过干预急性痛风性关节炎状态下和生理状态下肝脏中内源性代谢产物变化,实现防治急性痛风性关节炎作用。     

姜黄及片姜黄中姜黄素在大鼠体内药动学过程的比较

目的:考察姜黄及片姜黄提取物中姜黄素在大鼠体内药动学过程的差异,为姜黄及片姜黄的应用提供依据。方法:SD大鼠分别灌胃给予姜黄及片姜黄提取物,HPLC法测定大鼠血浆中姜黄素的血药浓度,采用3P97药动学软件计算药动学参数。结果:大鼠灌胃给予姜黄及片姜黄提取物后,姜黄素的药-时曲线符合一房室模型;灌胃给予姜黄提取物后姜黄素Cmax为片姜黄提取物的1.76倍,AUC为2.09倍。结论:大鼠灌胃给予姜黄及片姜黄提取物后,2种提取物中姜黄素药动学参数存在明显差异。     

姜炭炮制前后对虚寒性出血症大鼠尿液代谢组学分析

目的:运用代谢组学研究姜炭炮制前后对虚寒性出血症大鼠尿液的代谢表型变化,探讨姜炭炮制前后药效及作用机制的变化。方法:利用核磁共振氢谱(1H-NMR)技术建立大鼠尿液的代谢指纹谱,应用主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)研究空白组与模型组、姜炭组、干姜组相互间的代谢物谱差异,通过变量重要性投影(VIP)在尿液中发现潜在的生物标志物,通过矫正率筛选姜炭温经止血的药效生物标志物。结果:姜炭可使虚寒性出血证大鼠发生紊乱的内源性生物标志物回归正常水平,而干姜作用较弱。筛选出与虚寒性出血症相关的7种生物标志物,其中乙酰乙酸、丙酮酸、氮氧三甲胺、牛磺酸、色氨酸为姜炭温经止血的药效生物标志物。结论:代谢组学研究能较全面地反应生物体的生理及代谢状态,为中医"证"的本质研究及中药炮制前后药效评价提供新方法。     

醋制商陆正丁醇部位降低肝肾毒性作用机制研究

目的 采用代谢组学的方法探究商陆Phytolacca acinosa醋制前后正丁醇部位肝肾毒性的差异及减毒作用机制。方法 采用UPLC-Q-TOF/MS的方法对商陆醋制前后正丁醇部位的成分变化进行研究。小鼠ig商陆生醋品正丁醇部位低、高剂量（27、54 mg/kg）28 d后,通过血清生化指标和病理切片评价商陆醋制前后的肝肾毒性差异;采用UPLC-Q-TOF/MS对血清进行数据采集;通过QI、HMDB及MetaboAnalyst 5.0寻找与商陆炮制减毒相关的差异代谢物及代谢通路。结果 商陆醋制后部分皂苷类成分含量下降显著,并能够明显降低生品导致的肝肾功能指标的异常升高。病理切片结果显示,与对照组比较,生品组的肝、肾组织病变明显;醋制后病变程度显著减轻。通路富集分析发现胆汁酸代谢可能与商陆醋制减毒密切相关;进一步对胆汁酸进行半定量分析发现,商陆醋制后能够改善生品导致的结合型胆汁酸含量的下降及次级胆汁酸含量的升高,从而改善胆汁酸代谢紊乱。结论 商陆生品具有肝肾毒性,醋制后皂苷类成分含量下降,毒性显著降低,其作用机制可能与改善胆汁酸代谢紊乱密切相关。     

黄芪皂苷干预脾虚水湿不化证大鼠的代谢组学研究

目的研究黄芪皂苷组分干预脾虚水湿不化证大鼠血浆内源性代谢物的变化,探求黄芪皂苷组分对脾虚水湿不化证的干预作用。方法采用高效液相-飞行时间质谱仪检测大鼠血浆内源性代谢物信息,利用主成分分析和偏最小二乘判别分析研究对照组、模型组以及黄芪皂苷组之间的代谢差异,确定潜在生物标志物。结果对照组、模型组以及黄芪皂苷组代谢模式明显不同,共鉴定11个生物标志物,其通路主要涉及甘油磷脂代谢、鞘脂代谢、淀粉与蔗糖代谢和花生四烯酸代谢等。结论黄芪皂苷组分可能通过干预溶血磷脂酰胆碱导致的脂肪代谢紊乱、脂肪酸进入线粒体减少导致的能量供给不足、肠道功能失调等一系列代谢紊乱对脾虚水湿不化证起到治疗作用。     

四种抗癌中药提取物对大鼠肝CYP3A酶活性及mRNA表达的影响

目的研究4种抗癌中药提取物对大鼠肝脏细胞色素P450 3A(CYP3A)酶在酶活性及mRNA水平的调节作用.方法采用紫外分光光度法测定大鼠肝微粒体CYP450含量及CYP3A同工酶--红霉素N-脱甲基酶(ERD)的活性;采用反转录PCR(RT-PCR)技术检测CYP3A1、CYP3A2 mRNA的表达.结果莪术、苍术、白术的提取物均可明显增加CYP450蛋白含量及CYP3A酶活性,而茯苓提取物无明显作用.在mRNA水平上,莪术、苍术、白术的提取物均能明显诱导CYP3A1的基因表达,茯苓提取物无明显作用;对于CYP3A2的基因表达,莪术和苍术的提取物均有明显的诱导作用,而白术和茯苓的提取物则有显著的抑制作用.结论莪术、苍术、白术的提取物对CYP3A酶的调控均发生在酶活性水平和转录水平,而茯苓提取物对CYP3A酶仅存在转录水平的调控.4种抗癌中药提取物对CYP3A酶的诱导或抑制可能会影响其他药物的体内代谢.     

基于代谢组学技术的天麻降血压作用研究

目的利用代谢组学技术分析自发性高血压大鼠天麻干预前后血清内源性代谢物的变化,探讨其作用机制。方法14只自发性高血压大鼠随机分为模型组(生理盐水)和天麻组(2 mL/200g天麻提取液),每组7只,另取7只Wistar大鼠设为正常组(生理盐水),均治疗4周。治疗前及治疗2、4周测量大鼠尾动脉收缩压,利用液质联用技术分离、分析各组大鼠血清中内源性代谢物。结果与模型组比较,天麻组大鼠的宏观体征改善,治疗2、4周收缩压下降(P<0.01)。正常组、模型组、天麻组的代谢谱明显分开,模型稳定性良好。与模型组比较,天麻组整体代谢模式和个体代谢物发生改变,鉴定出潜在生物标志物27个,主要涉及亚油酸代谢、花生四烯酸代谢、甘油磷脂代谢、苯丙氨酸代谢、胆汁酸生物合成、类固醇激素生物合成等代谢途径。结论天麻可降低自发性高血压大鼠血压,其机制可能与抑制血管炎症物质的释放有关。