药物动力学与代谢组学对中药现代化研究的促进作用

近年来,随着药物动力学与代谢组学的深入发展,其对中药研究具有重要的理论指导意义和实践应用价值.该文综述了国内外药物动力学与代谢组学在阐明中药作用机制、给药方案、质量控制、新药开发和剂型改进、安全性与毒性评价、整体疗效与物质基础的关系、以及中药在体内的代谢指纹图谱研究等方面的具体应用,概述了两学科目前在中药研究中面临的挑...     

苍耳子对大鼠肝脏毒性作用的代谢组学研究

目的:观察苍耳子对大鼠尿液代谢轮廓、整体表征和血液生化指标等的影响,探讨代谢组学方法在中药毒性评价中的作用.方法:用随机数字表法将30只雄性Wistar大鼠分为苍耳子低剂量组、高剂量组和对照组,每组10只.苍耳子低剂量和高剂量组大鼠分别经灌胃给予一定容量的含苍耳子水提取液(相当于生药1.05和21.0 g/kg),1次/d,共28 d;对照组给予同体积0.9％氯化钠溶液.给药期间观察大鼠体重、被毛、运动及精神状态的改变;给药前和给药7、14、21、28d检测血清丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)水平,收集24h尿液,用超高效液相色谱/飞行时间质谱方法测定大鼠尿液代谢轮廓和整体表征.结果:苍耳子高剂量组大鼠在给药期间陆续出现被毛光泽度下降、脱毛、活动量和摄食量减少、反应迟钝等现象.苍耳子低剂量组仅2只大鼠在给药28d后表现为少动喜卧,被毛光泽度下降.苍耳子高剂量组大鼠给药21和28 d时体重均明显低于苍耳子低剂量组(P＜0.05)和对照组(P＜0.01),苍耳子低剂量组与对照组大鼠体重在各时间段的差异均无统计学意义(均P＞0.05).苍耳子高剂量组大鼠给药21 d时的ALT、AST水平[(42.9±3.9)U/L、(107.9±12.7) U/L]明显高于低剂量组[ (33.8 ±4.4) U/L、(95.8±16.6)U/L]和对照组[(31.8±4.4) U/L、(93.5±15.8) U/L],差异均有统计学意义(均P＜0.05),给药28 d时苍耳子高剂量组血清ALT、AST水平达峰值.苍耳子低剂量组不同给药时间血清ALT、AST水平与对照组比较差异均无统计学意义(均P＞0.05).苍耳子高剂量组给药第7、14、21、28天24h尿液代谢物表型的聚类分布均偏离对照组,且随给药时间的延长而增大.苍耳子低剂量组给药第7、14、21天24h尿液代谢物表型的聚类分布位于对照组附近且与对照组有部分重叠,给药28 d时出现单独聚类.结论:用代谢组学方法检测苍耳子肝毒性灵敏度较高,可用于评价中药的毒性反应.     

基于生物标志物变化的黄芩干预肺热证候研究

目的:通过黄芩干预肺热证候的代谢组学研究,确定表征肺热证候的特异性生物标志物群,并基于这些生物标志物的变化探讨黄芩清肺热的作用机制.方法:基于代谢组学理论,以UPLC-Q-TOF/MS为核心技术,运用主成分分析法(PCA)为数据解析手段,研究空白大鼠、肺炎链球菌诱导肺热证候大鼠和黄芩干预大鼠尿液中代谢物组时量的轨迹变化和对应关系.结果:确定6个能够表征肺热证候的特异性生物标志物,且黄芩对6个特异性生物标志物具有明显的回调作用,初步鉴定了2个生物标志物:D-12-前列腺素J2和吲哚酚硫酸盐.结论:从生物体内代谢层面阐明黄芩具有较好的清肺热作用,并且清肺热作用机制与6个生物标志物的代谢相关联.     

三聚氰胺污染饲料致大鼠肾毒性的代谢组学研究

目的探讨三聚氰胺污染饲料致大鼠尿液和肾脏组织内源性代谢产物的变化,寻找三聚氰胺污染饲料致大鼠肾毒性的差异代谢物。方法大鼠喂食三聚氰胺污染饲料20 d后,通过光学显微镜观察大鼠肾脏组织病理变化,并采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析手段对正常对照组和三聚氰胺组大鼠尿液和肾脏组织的代谢物进行分析。利用代谢组学分析软件SIMCA-P+11对大鼠尿液和肾脏组织采集的GC-MS数据进行多元统计分析。结果与正常对照组相比,三聚氰胺组大鼠肾脏组织部分纤维化,有大量尿酸盐结晶,可见颗粒管形病变。正常对照组和三聚氰胺组大鼠尿液和肾脏组织样品在主成分分析(PCA)中得到了很好的分离,并通过偏最小二乘判别分析(PLS-DA)指认引起差异的特征代谢物。与正常对照组相比,三聚氰胺组大鼠肾脏组织中丙氨酸显著上升;缬氨酸和乙醇胺等明显下降;尿液中乳酸显著上升,而半胱氨酸和尿嘧啶等明显下降。结论三聚氰胺污染饲料引起大鼠明显的肾毒性,尿液中有17种物质,肾脏组织中有11种物质被判定为可能特征代谢物。     

Effects of Low Doses of Bisphenol A on the Metabolome of Perinatally Exposed CD-1 Mice

Background: Bisphenol A (BPA) is a well-known endocrine disruptor used to manufacture polycarbonate plastics and epoxy resins. Exposure of pregnant rodents to low doses of BPA results in pleiotropic effects in their offspring.Objective: We used metabolomics—a method for determining metabolic changes in response to nutritional, pharmacological, or toxic stimuli—to examine metabolic shifts induced in vivo by perinatal exposure to low doses of BPA in CD-1 mice.Methods: Male offspring born to pregnant CD-1 mice that were exposed to vehicle or to 0.025, 0.25, or 25 µg BPA/kg body weight/day, from gestation day 8 through day 16 of lactation, were examined on postnatal day (PND) 2 or PND21. Aqueous extracts of newborns (PND2, whole animal) and of livers, brains, and serum samples from PND21 pups were submitted to ¹H nuclear magnetic resonance spectroscopy. Data were analyzed using partial least squares discriminant analysis.Results: Examination of endogenous metabolic fingerprints revealed remarkable discrimination in whole extracts of the four PND2 newborn treatment groups, strongly suggesting changes in the global metabolism. Furthermore, statistical analyses of liver, serum, and brain samples collected on PND21 successfully discriminated among treatment groups. Variations in glucose, pyruvate, some amino acids, and neurotransmitters (γ-aminobutyric acid and glutamate) were identified.Conclusions: Low doses of BPA disrupt global metabolism, including energy metabolism and brain function, in perinatally exposed CD-1 mouse pups. Metabolomics can be used to highlight the effects of low doses of endocrine disruptors by linking perinatal exposure to changes in global metabolism.     

基于1H—NMR技术研究心气虚证心力衰竭模型大鼠尿液代谢组学变化

目的观察心肌梗死后心力衰竭大鼠尿液代谢组学变化。方法将SD大鼠随机分为造模组与假手术组,采用左冠状动脉前降支结扎制造心肌梗死后心气虚证心力衰竭大鼠模型,于造模后第8周末收集尿液,利用核磁共振氢谱（1H—NMR）技术检测2组大鼠尿液小分子及大分子代谢物情况,建立大鼠尿液代谢图谱,并采用主成分分析（PCA）及正交偏最]bZ-乘判别分析（OPLS—DA）对代谢图谱进行主成分分析及模式判别,以观察心气虚证心力衰竭大鼠尿液代谢组学的变化。结果模型组与假手术组尿液小分子及大分子代谢物均能明显区分。与假手术相比,模型组3-羟基丁酸、乙酸、丙酮、磷脂酰胆碱、三甲胺、马尿酸含量升高;谷氨酰胺、肌肝、牛磺酸、柠檬酸、苹果酸、苯基丙氨酸含量下降。结论心肌梗死后心气虚证心力衰竭大鼠出现尿液代谢组学变化,差异代谢产物主要与能量代谢、糖代谢、脂代谢、氨基酸代谢紊乱及肾、胃肠道功能异常相关。     

基于脾胃—脑相关理论研究电针对溃疡性结肠炎大鼠大脑皮层代谢物的影响

目的依据＂脾胃—脑相关＂理论,研究足阳明经穴位电针疗法对溃疡性结肠炎（ulcerative colitis,UC）大鼠大脑皮层代谢物的影响,识别关键代谢物。方法采用葡聚糖硫酸钠（dextran sulfate sodium,DSS）法复制UC大鼠模型,并随机分为模型组、电针组,每组13只,另选取13只大鼠为空白对照组（空白组）。采用疏密波电针足三里、天枢和上巨虚穴5天后,所有动物处死取直结肠和回盲部行病理形态学观察;分离脑皮层,分别提取水溶性和脂溶性脑组织代谢物,运用1H-NMR技术进行代谢组学研究。结果电针能明显改善UC大鼠模型的一般状况,降低UC大鼠的疾病活动指数（DAI）值（P〈0.05）,减轻UC大鼠肠道黏膜炎性细胞浸润,稳定线粒体、内质网等细胞结构。代谢组学研究显示,UC大鼠模型脑皮质中谷氨酸、TC和VLDL含量明显降低,而丙氨酸、LDL明显升高;电针干预后乳酸、谷氨酸、TC和VLDL均升高,而丙氨酸和LDL含量降低,与空白组接近。结论采用足阳明经穴针刺对UC模型脑组织代谢物有一定影响,基于脾胃与脑相关理论针刺治疗UC有其特定的代谢组学物质基础和机制。     

质谱联用技术在生物样品分析中的应用

质谱分析具有分析范围广、灵敏度高、样品用量少、分析速度快、重复性好、操作简易、损耗低、分离与鉴定可同时进行等优点, 已广泛应用于环境科学、能源化工、生物医药等领域。本文综述了近3年国内外关于质谱联用技术在生物样品分析中应用的文献, 并着重介绍了质谱技术在药物代谢动力学和生物等效性、毒代动力学、药代动力学-药效学、群体药代动力学、药物及代谢物结构确证与裂解规律和代谢组学中的应用, 以期为生物样品分析的进一步发展提供参考。     

甲基莲心碱对2型糖尿病模型大鼠作用的代谢组学研究

目的研究甲基莲心碱对2型糖尿病模型大鼠尿液的代谢产物的影响。方法高脂高糖饲料喂养联合腹腔注射链尿佐菌素造2型糖尿病大鼠模型,糖尿病造模成功后腹腔注射甲基莲心碱20 mg.kg-1.d-1,4周后测大鼠空腹血糖。收集大鼠24 h尿液,样品经处理后进行UPLC/QTOF-MS分析。结果甲基莲心碱处理组大鼠空腹血糖较糖尿病模型组降低(P<0.05)。甲基莲心碱处理糖尿病大鼠后有4种代谢物的含量发生了明显变化,其中二羟延胡索酸(di-hydroxyfumaric acid)下降,前列腺素I2(prostaglandin I2,PGI2)、脂氧素A4(lipoxin A4,LXA4)、脂氧素B4(lipoxinB4,LXB4)升高。结论甲基莲心碱可降低糖尿病大鼠的血糖,改变糖尿病大鼠尿液的代谢产物,其机制可能与其抗氧化应激、抗炎等作用有关。