基于中医方证代谢组学的生脉散干预老年痴呆症大鼠的药效物质基础研究

目的：本实验主要利用中医方证代谢组学技术评价生脉散预防老年痴呆的药效及发现其关键物质基础。方法：首先采用灌胃三氯化铝联合腹腔注射D-半乳糖连续90天建立老年痴呆大鼠模型,并利用UPLC-HDMS技术采集和分析模型大鼠尿液代谢数据,共确定了42个老年痴呆症的生物标记物;同时干预组在造模同时采用连续给与生脉散冻干粉溶液（5.3g·kg^-1）对模型大鼠进行治疗。结果：通过Morris水迷宫、脑组织病理学检测及Aβ免疫组化等方法评价了生脉散的干预作用,发现了生脉散具有抑制Aβ毒性、保护神经元和改善认知障碍的作用;在此基础上利用代谢组学技术评价了干预组对42个老年痴呆生物标志物的调节作用,发现生脉散主要影响了色氨酸代谢和脂质代谢的多个靶点;同时采用血清药物化学方法研究了生脉散的体内直接作用物质,找到30种成分并与生脉散明显回调的生物标志物相关联。结论：本实验发现了五味子木质素类及人参皂苷类的多种成分与色氨酸代谢和脂质代谢极度相关,为生脉散预防老年痴呆的药效物质基础。     

基于中医方证代谢组学的男仕口服液治疗肾阳虚证的物质基础与作用机理研究

目的：基于中医方证代谢组学技术分析男仕口服液干预皮质酮诱导的肾阳虚证大鼠模型内源性代谢生物标记物的变化趋势,探索男仕口服液入血成分与其治疗肾阳虚证过程的相关代谢物及代谢通路的相关性,挖掘男仕口服液发挥治疗作用的体内直接作用物质及作用机理。方法：检测大鼠“下丘脑-垂体-靶器官轴”各激素水平并观察相应靶器官的组织形态学,评价男仕口服液对肾阳虚证的作用效果;利用模式识别分析各组大鼠尿液代谢谱,研究男仕口服液对肾阳虚证生物标记物影响,同时在显效基础上分析其入血成分与肾阳虚证生物标记物群的相关性,确定其发挥治疗作用的潜在药效物质基础。结果：模型大鼠血清的CRH、CORT、T3、T4、T和尿17-OHCS含量显著下降;男仕口服液可显著提升血清中CRH、CORT、T3、T4、cAMP和尿中17-OHCS水平,调节类固醇激素的生物合成、色氨酸代谢和酪氨酸代谢;PCMS相关分析发现男仕口服液显效剂量下与代谢标记物高度相关的入血成分主要为：水晶兰苷、没食子酸、鸡矢藤苷、莫诺苷葡萄糖醛酸化产物、甜菊苷C、甜菊双糖苷,这些成分是男仕口服液治疗肾阳虚证的药效关键物质基础。结论：本研究运用中医方证代谢组学技术建立了“肾阳虚证代谢标记物-男仕口服液体内直接作用物质-药效关键物质基础”的分析模式,发现水晶兰苷、没食子酸、鸡矢藤苷等成分通过改善多个代谢途径（激素合成途径、酪氨酸代谢中激素合成与释放途径等）,从整体上纠正代谢轮廓的改变,体现了男仕口服液治疗肾阳虚证的多途径、多靶点、整体调节的作用特点。该研究为基于临床有效性的创新药物发现提供方法学基础。     

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。     

基于中医方证代谢组学技术的六味地黄丸干预脑瘫大鼠模型研究

目的：本研究基于中医方证代谢组学理论和技术平台,研究六味地黄丸（LW）对脑瘫大鼠模型的干预作用。方法：研究采用延迟剖宫产手术方法复制缺氧缺血脑瘫（HICP）大鼠模型,利用经典行为学方法对HICP模型和LW的干预作用进行评价;最后借助中医方证代谢组学技术揭示了HICP模型大鼠尿液的潜在生物标记物与LW干预HICP模型体内显效成分的相关性。结果：研究表明LW通过调节HICP模型大鼠机体的糖类代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢和甾体激素类生物合成四大类代谢途径,进而有效改善HICP模型大鼠的运动能力,并确定LW的入血成分中6-O-甲基梓醇、莫诺苷、丹皮酚原苷、毛蕊花苷、獐牙菜苷脱水的代谢产物为干预HICP大鼠模型的潜在药效物质基础。本证实了中医方证代谢组学技术可以成为阐明中药药效物质基础的有力手段。     

利用血液代谢组学研究关黄柏生物碱对慢性非细菌性前列腺炎模型大鼠的干预作用

目的：本研究应用行为学、组织病理学和代谢组学技术研究关黄柏生物碱对慢性非细菌性前列腺炎（Chronic Nonbacterial Prostatitis,CNP）的干预作用,从血液代谢组学角度阐释关黄柏生物碱对CNP模型大鼠体内代谢水平的影响及其作用机制。方法：通过对关黄柏进行分离纯化得到含量较高的关黄柏生物碱富集物,采用前列腺注射辣椒素的方法制备CNP模型大鼠,应用UPLC-Triple TOF-MS/MS联用技术建立CNP血液代谢组学研究方法,鉴定CNP生物标记物及代谢通路,确定关黄柏生物碱对CNP干预作用的代谢途径。结果：确定了与CNP密切相关的18个生物标记物及14个代谢通路。关黄柏生物碱通过对花生四烯酸代谢、甘油磷脂代谢、嘌呤代谢等代谢通路的调节,可显著对各项指标及12个CNP 生物标记物产生回调作用。结论：关黄柏生物碱可以有效干预CNP的发生与发展,本研究为抗CNP药物的研究与开发提供科学的实验数据。     

从代谢组学的角度探讨维胃方对大鼠实验性胃溃疡的疗效机制

目的从代谢组学的角度探讨维胃方对大鼠实验性胃溃疡的疗效机制。方法采用乙酸灼烧法制备大鼠胃溃疡模型;采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)获得正常对照组、模型组、自愈组与维胃方治疗组的大鼠胃黏膜匀浆代谢物谱。经数据前处理后,进行偏最小二乘法判别分析(PLS-DA),寻找表征正常对照组与模型组差异的生物标记物;使用主成分分析(PCA)考察维胃方对胃溃疡的治疗效果,并根据生物标记物的变化解释其作用机制。结果模型组与正常对照组的胃黏膜代谢物谱差异有统计学意义;生物标记物包括有机酸、脂肪酸、氨基酸等物质,表明胃溃疡大鼠的胃黏膜出现能量代谢与物质代谢异常;维胃方通过调节胃黏膜的代谢功能,达到有效治疗胃溃疡的目的。结论运用代谢组学技术从整体上揭示了维胃方对大鼠实验性胃溃疡的疗效机制,凸显了中药多靶点综合治疗的特色。     

四君子汤复方多糖对脾虚小鼠血清代谢组学的影响

目的 :探讨四君子汤复方多糖对脾虚小鼠血清代谢组学的影响。方法 :运用液-质联用(LC-MS)技术采集血清中内源性物质数据,用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)方法对试验数据进行分析,寻找四君子汤复方多糖干预的脾虚小鼠血清内源性标记物,阐述其作用机制。结果:PLS-DA得分图中四君子汤复方多糖治疗组与脾虚模型组分离良好,多糖组内源性标记物含量有向正常组靠近的趋势,表明四君子汤复方多糖对脾虚小鼠有一定的改善作用。结论:通过代谢组学技术,确定了四君子汤多糖干预脾虚小鼠的内源性标记物,这些潜在的标记物代谢通路有待于进一步研究。     

基于中医方证代谢组学研究男仕胶囊治疗肾阳虚证的药效物质基础及作用机制

该研究利用中医方证代谢组学技术研究男仕胶囊治疗肾阳虚证大鼠内源性代谢物的变化,探索与肾阳虚证密切相关的代谢物、代谢通路,鉴定男仕胶囊治疗肾阳虚证的药效物质及作用机制。检测大鼠血清常规生化指标以及观察组织形态,基于中医方证代谢组学技术平台,对大鼠血液和尿液进行多变量模式识别分析,研究肾阳虚证生物标记物及男仕胶囊的治疗作用;在男仕胶囊治疗肾阳虚证有效基础上分析其入血成分与肾阳虚证生物标记物群的相关性,确定其发挥治疗作用的潜在药效物质基础。结果确定了11个与肾阳虚证大鼠模型相关的代谢标记物,涉及类固醇激素的生物合成、色氨酸代谢和酪氨酸代谢等途径。发现男仕胶囊具有调节类固醇激素的生物合成、色氨酸代谢和酪氨酸代谢的作用;PCMS相关分析发现咖啡酸、2-羟基-1-甲氧基蒽醌、1-羟基,2-甲氧基蒽醌、阿魏酸葡萄糖醛酸、木犀草苷、甜菜碱、伞形花内酯和去乙酰基车叶草苷酸为男仕胶囊治疗肾阳虚证的药效物质基础。研究发现男仕胶囊中的木犀草苷、甜菜碱、伞形花内酯等成分通过改善激素合成途径、酪氨酸代谢中激素合成与释放途径以及亚油酸代谢中亚油酸合成途径等,从整体上纠正扰动的代谢轮廓,体现了男仕胶囊治疗肾阳虚证的多途径、多靶点、整体调节的特点。中医方证代谢组学技术为解决基于临床有效性的中药创新药物发现提供方法学支撑。     

基于代谢调控通路的京尼平苷干预阳黄证的作用靶标研究

目的：基于代谢调控通路技术对京尼平苷干预阳黄证小鼠进行研究,探究阳黄证的发病机制及京尼平苷对其干预作用的潜在效应靶标。方法：采用化学物质、中药及病理性肝损伤因素建立阳黄证动物模型,通过与临床阳黄证患者尿液的生物标记物相关联,成功建立阳黄证动物模型。在此基础上对生化指标、病理观察进行检测,基于代谢组学技术挖掘京尼平苷干预阳黄证的作用靶标。结果：与空白组相比,模型组小鼠谷草转氨酶、谷丙转氨酶、总胆红素、总胆汁酸含量升高,具有显著性差异（P<0.05）。碱性磷酸酶、直接胆红素、丙二醛、谷氨酰转肽酶含量升高,谷胱甘肽过氧化酶、超氧化物歧化酶含量降低;病理结果显示,模型组小鼠肝组织成片状坏死,肝细胞有水肿现象。对模型组小鼠尿液进行基于代谢调控的靶点分析,发现33个尿液生物标记物与阳黄证的发生密切相关。其中,10个生物标记物与临床阳黄证患者生物标记物变化一致,主要涉及酪氨酸代谢、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、谷胱甘肽代谢、戊糖和葡萄糖醛酸酯代谢、初级胆汁酸代谢等。进一步通过Ingenuity Pathway Analysis组学数据分析平台成功预测京尼平苷干预阳黄证的5个作用靶点,即干扰素调节因子3、鸟氨酸脱羧酶抗酶1（OAZ1）、鸟氨酸脱羧酶1（ODC1）、解偶联蛋白（UCP1）、Maf1调节剂（Maf1 regulator）。结论：本研究以中医证候理论为指导,在对阳黄证形成本质考察的基础上,以中药与肝损伤化学诱导剂结合的方法建立阳黄证动物模型,与临床黄疸生物标记物相关联,发现10个生物标记物与阳黄证发生发展密切相关,京尼平苷可有效回调生物标记物,通过代谢调控通路技术分析发现京尼平苷干预阳黄证的5个潜在作用靶标。本研究为阳黄证相关动物模型建立及中药有效成分治疗作用机制研究提供方法和依据。     

藏药三果汤散干预高原红细胞增多症模型大鼠的代谢组学研究

目的：利用GC-MS 代谢组学技术研究低压缺氧环境对大鼠机体代谢的影响,同时评价藏药三果汤散的干预作用。方法：将25 只大鼠随机分为平原对照组、高原模型组、红景天胶囊（诺迪康胶囊）组、三果汤散高剂量组及三果汤散低剂量组,每组5 只,适应1 周后,将模型组和给药组置于5000 m 高原环境模拟舱中,缺氧40 天（22 h·d-1）,第40 天后,测定大鼠的血常规指标和肺干湿重比,并取大鼠血浆ECF 衍生后,进行GC-MS 分析,采用主成分分析法研究模型组与正常组之间的代谢物差异,评价藏药三果汤散的干预作用。结果：血常规指标和肺干湿重比均有差异;代谢组学研究结果表明,高原模型组和三果汤散高剂量组、三果汤散低剂量组、红景天胶囊组之间可显著区分,三果汤散干预HAPC 大鼠内源性主要标志物为9-己基-十七烷、甘氨酸、N-甲基-N-甲氧基羰基-乙酯及2,4-二叔丁基苯酚。结论：三果汤散对高原红细胞增多症具有干预作用。     

抗老年性痴呆复方开心散有效提取物血清药物化学研究

目的：分析开心散60%乙醇提取物（KXS-60%E）体外各成分的归属来源及大鼠灌服KXS-60%E后药物入血成分。方法：应用UPLC-TOF-MS技术建立KXS-60%E体外成分以及大鼠灌服药物后含药血清样品的分析方法,根据各单味药的色谱峰确定全方主要成分的来源归属;对比空白血清、含药血清的成分异同,分析药物的入血成分。结果：通过对比KXS-60%E与各单味药的正负总离子流图,归属了94个主要色谱峰的来源;大鼠口服KXS-60%E后,在血中分析指定了41个入血成分,其中13个为新产生的代谢产物,28个成分为KXS-60%E的原形成分。结论：血中移行成分及其代谢产物是KXS-60%E防治老年性痴呆（AD）的更直接药效物质基础,对其进行深入的研究将有助于阐明开心散防治AD的作用机制。     

栀子大黄汤血清药物化学的初步研究

目的 对栀子大黄汤(Zhizi Dahuang Decoction,ZDD)的入血成分进行分析研究,进而探讨其药效物质基础.方法 采用血清药物化学研究方法,建立口服ZDD后大鼠血清的超快速液相色谱(UFLC)指纹图谱;通过比较ZDD、缺味方、单味药以及各组给药后所得血清样品,初步确定口服ZDD后大鼠血中移行成分及其来源生药.结果 口服ZDD后在大鼠血中发现了21个入血成分,其中12个为代谢产物,9个为原型成分;经与对照品比对,指认了3个原型入血成分,分别为京尼平苷、芦荟大黄素和大黄酸.结论 初步确定了ZDD的入血成分,为其药效物质基础的阐明奠定了基础.     

Acute and subchronic oral toxicity assessment of the herbal formula Kai-Xin-San

Ethnopharmacological relevance

Kai-Xin-San (KXS) is a famous traditional Chinese medicine (TCM) formula. It has been used in the treatment of diseases including neurasthenia, Alzheimer's disease and neurosis.

Aim of the study

To provide information on the potential toxicity of KXS, we evaluated the acute and subchronic toxicity in rodents.

Materials and methods

In acute study, a single administration of KXS was given orally to mice at doses ranging from 19.67 to 60.04 g/kg. In the sub-chronic oral toxicity study, KXS was administered to rats at 0, 1, 3 and 9 g/kg for 13 weeks. Moreover, 30 days of post treatment (withdrawal study) was conducted. Mortalities, clinical signs, body weight changes, food and water consumption, haematological and biochemical parameters, gross findings and organ weights were monitored during the study period.

Results

In the sub-chronic study in rats, daily oral administration of KXS at the dose of 9 g/kg/day result in significant increase in WBC, lymphocyte, alkaline phosphatase, blood sugar and significant decrease in bodyweight, serum Cre, CK and CHO at the last week of treatment. Recovery except for the body weight was observed after 30 days of post treatment.

Conclusions

KXS is relatively safe for oral medication. The LD₅₀ of KXS was over 32.59 g/kg for mice. The no-observed-adverse-effect-level (NOAEL) was considered to be 19.67 g/kg/day for rats.     

钩藤散对AlCl3所致老年痴呆模型鼠的影响

目的:观察钩藤散对老年性痴呆模型鼠脑指数,MAO-B,SOD,GSH-PX,NO,LDH等的影响,从而了解其作用机制。方法:120只大鼠随机均分为6组、实验组分高、中、低(5,2.5,1.25g·kg^-1)3种剂量每天灌给钩藤散浸膏,模型组及正常组灌以等量生理盐水(0.01mL.g^-1),阳性药组每天给予茴拉西坦胶囊(三乐喜,0.1g·kg^-1),给药第5天时,除正常组外,各组腹腔注射AlCl3(100mg·kg^-1),隔日1次,连续50d后,分别测定各组大鼠的死亡率、增重、学习成绩、脑指数、脑组织MAO-B,SOD,GSH-PX和血清NO,LDH等含量的变化。结果:实验组的脑指数显著(P<0.05)高于、SOD,GSH-PX活力和NO含量极显著(P<0.01)高于、LDH显著(P<0.05)低于、高、中剂量组的MAO-B含量极显著(P<0.01)低于、学习成绩和增重极显著(P<0.01)好于模型组,与正常组比,实验组除LDH偏高外其他各指标相近。结论:钩藤散能提高脑指数,降低死亡率,保持体重处于正常状况,增强抗氧化能力,抑制MAO-B活性,加强清除脂质过氧化物及其代谢废物的作用,减少LDH的漏出,维持NO于正常水平,从而保护细胞,抵抗痴呆。     

基于血清代谢组学探究玄参对脾虚水湿不化大鼠的利水作用机制

目的：本实验采用血清代谢组学的方法对玄参在脾虚水湿不化模型大鼠的利水作用机制进行研究,并通过寻找具有生物学意义的内源性潜在生物标志物,以此探寻其相关代谢通路。方法：研究采用高脂饲料饮食诱导的方式对大鼠进行造模并对血清蛋白、胃泌素、胃排空率及水负荷等利水相关药效学指标进行检测,应用UPLC-Q-TOF-MS技术对空白组、模型组与玄参组大鼠血清进行分析,探求其潜在的关键性生物标志物及对应的相关性代谢通路。结果：玄参可改善脾虚水湿不化大鼠相关的药效学指标,同时寻找出与脾虚水湿不化模型及给予玄参干预后具有共同差异的生物标志物29个,涉及13条相关的代谢通路,应用相关代谢通路分析发现,影响最为广泛的4条代谢通路可能是原发性胆汁酸生物合成、鞘脂类代谢、叶酸合成及甘油磷脂代谢。结论：故推测玄参对脾虚水湿不化状态下血清代谢产物具有调节作用,从而为进一步对玄参利水功效的临床安全应用提供理论依据。     

UPLC-Q-TOF-MS法分析大鼠口服芩百清肺浓缩丸后肺组织中的化学成分

目的定性分析大鼠口服芩百清肺浓缩丸后肺组织中的化学成分。方法 ig给予大鼠芩百清肺浓缩丸,采用UPLC-Q-TOF-MS技术,对比供试品、空白组织及给药后肺组织中的化学成分,结合Peakview和Metabolitepilot软件,根据所提供的保留时间、精确相对分子质量及二级质谱裂解碎片鉴定和表征其肺组织中化学成分。结果在给药后的大鼠肺组织中分析表征了25个化学成分,其中17个原型成分,8个代谢产物。结论借助UPLC-Q-TOF-MS方法鉴定了大鼠口服芩百清肺浓缩丸后肺组织中的化学成分,有助于阐明该方发挥治疗支原体肺炎作用的潜在效应物质基础。     

Cerebrovascular protection of β-asarone in Alzheimer's disease rats: A behavioral,cerebral blood flow,biochemical and genic study

Aim of the study

Recent studies have suggested that β-asarone have neuroprotective and cardiovascular protective effects in animal model. However, the influence of β-asarone on cerebrovascular system has not been explored so far. Therefore, present study was designed to determine whether repeated exposures to β-asarone resulted in positive effects on cerebrovascular function in AD rats.

Materials and methods

Alzheimer's disease induced rats was established by injecting both d-galactose (d-gal) and aluminum chloride (AlCl₃) into abdominal cavity for 42 days. After injection of AlCl₃ and d-gal or saline for 28 days, the rats were treated with volume-matched vehicle or β-asarone (25 mg/kg, 50 mg/kg or 100 mg/kg, i.h.) or Nimodipine (40 mg/kg, i.g) once daily for consecutive 14 days, respectively. Behavioral responses of animals were assessed in a Morris water maze. CBF was measured by laser Doppler flowmetry. At the end of this period all rats were sacrificed, lactic acid, pyruvic acid content, Na+K+ATPase activity were determined in brain tissue homogenate to estimate the brain biochemical changes and mRNA expression of ET-1, eNOS and APP was measured with real-time RT-PCR method.

Results

The spatial navigation task latencies, the times through platform zone and the time for the first through platform zone in the target quadrant in probe task, rCBF of right parietal lobe, the contents of lactic acid, pyruvic acid, and the activity of Na–K-ATP of cortex, and ET-1 and eNOS mRNA expression in hippocampus of AG rats were different from those of BG, P<0.05; The level of APP mRNA expression in model control group rats was higher than that in BG, though there was not a statistically significant difference, P>0.05; Compared with AG, HG rats spatial navigation task latencies were shorter, in probe task the times through platform zone in the target quadrant were bigger, rCBF and blood cell concentration of right parietal lobe were higher, the contents of pyruvic acid was lower, the activity of Na–K-ATP was higher, and ET-1 mRNA expression in hippocampus was lower, P<0.05; The level of eNOS and APP mRNA expression in HG rats was lower than that in AG, though there was not a statistically significant difference, P>0.05;

Conclusion

The present results suggested that β-asarone may be useful in memory impairment due to its cerebrovascular protection in AD rats and may develop as a therapeutic drug for treatment of AD patients.