马钱子致大鼠体内毒性的研究*——“装袋”算法和16S rRNA基因测序技术在毒理学研究中的应用

目的 中药马钱子（Strychnos nux-vomica L.,SN）在临床上具有消肿止痛的功效,然而,由于含有生物碱类成分,马钱子具有一定毒性。人们对马钱子毒性所引起的大鼠内源性代谢变化及其对肠道微生物群代谢失调的潜在影响知之甚少,因此,马钱子的毒理学研究对其安全性评价具有重要意义。本研究将代谢组学和16S rRNA基因测序技术相结合来探索马钱子的致毒机制。方法 通过急性、蓄积性和亚急性毒性试验,分别确定马钱子的中毒剂量、毒性强度和毒性靶器官。超高效液相色谱-质谱联用技术用于分析大鼠灌胃马钱子后的血清、肝脏和肾脏样本。利用基于装袋算法的决策树和K最近邻（K nearest neighbor,KNN）模型对组学数据进行分类。从大鼠粪便中提取样本后,使用高通量测序平台对细菌的16s rRNA V3-V4区域进行分析。结果 装袋算法提高了样本分类的准确率。共鉴定出12个生物标志物,这些生物标志物的代谢失调可能是马钱子致体内毒性的原因。拟杆菌、粪厌氧棒菌、颤螺菌、双茎体菌等与肾肝功能的生理指标密切相关,这表明马钱子引起的肝肾损害可能与这些肠道细菌的代谢紊乱有关。结论 本文揭示了马钱子的体内致毒机制,为马钱子临床上的安全合理使用提供了科学依据。