基于“证治代谢组学”假说探讨中药（单体/复方）药效物质基础的研究思路与实践＊

中药(单体/复方)药效物质基础研究是中医药现代研究的关键问题之一。然而,目前运用的生化和分子生物学方法很难诠释其多靶点、整体性和动态性的整合调节作用。课题组提出的"证治代谢组学"假说理论指出,不同的证候存在"证相关代谢谱群"和"证相关生物标志物",这可能是中药药效物质基础所在,辨证论治后偏离的代谢网络功能呈现回归趋势。基于"证治代谢组学"假说开展中药(单体/复方)药效物质基础研究,这将为阐释中药(单体/复方)防病治病和养生保健的科学内涵及其对疾病个体的整合调节作用提供新的思路。本文以冠心病为研究载体、气阴虚血瘀证为切入点、活血保心丸为干预措施,就该研究思路的内涵与总体模式、提出的背景与依据、实践的方式与可行性、创新与特色及其研究意义等进行了简要介绍。     

补阳还五汤治疗大鼠气虚血瘀型脑缺血的代谢组学研究

目的：探讨补阳还五汤对气虚血瘀型脑缺血大鼠生物代谢途径的影响。方法：将30只大鼠随机分为假手术组、模型组和补阳还五汤组（3.49 g/kg）。模型组和补阳还五汤组采用荧光微球诱导多发性脑梗死合并睡眠剥夺,建立气虚血瘀型脑缺血动物模型,并分别给予蒸馏水或补阳还五汤灌胃。假手术组给予蒸馏水灌胃,不睡眠剥夺和微球注射。记录各组大鼠的体质量。实验结束后,处死大鼠,采血分析。酶联免疫吸附试验法检测大鼠血清中血栓素B2（TXB2）和6-酮基-前列环素1α（6-keto-PGF1α）水平。采用液质联用的代谢组学方法检测血清样品。结果：与假手术组比较,模型组大鼠平均体质量明显降低,TXB2/6-keto-PGF1α比值升高（均P<0.05）;与模型组比较,补阳还五汤组大鼠平均体质量升高,药物干预可降低TXB2/6-keto-PGF1α比值（P<0.05）。代谢组学结果显示,假手术组与模型组比较,差异有统计学意义（P<0.05）,补阳还五汤组部分逆转模型组的变化,指标向假手术组回调的趋势明显。结论：模型大鼠体内的生物代谢途径受到明显干扰,补阳还五汤可以对异常生物代谢途径进行明显的调整,其调整的代谢途径包括：精氨酸的生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢、谷胱甘肽代谢、赖氨酸的生物合成。     

非肥胖糖代谢异常大鼠血清的代谢组学

 目的 探讨非肥胖型2型糖尿病的发病机制。方法 建立肥胖抵抗大鼠模型,取静脉血,测生化指标,对血清进行代谢组学分析。结果 大鼠在高糖高脂饮食饲养16周后,与基础饲料组相比,血糖、胰岛素、低密度脂蛋白及总胆固醇显著升高,高密度脂蛋白显著下降,同时糖酵解产物丙酮酸降低,三羧酸循环的中间代谢物柠檬酸、苹果酸、延胡索酸及琥珀酸减少,尿酸增加,脂肪酸、氨基酸代谢异常。结论 高糖高脂饮食干预后,肥胖抵抗大鼠能量代谢显著变化,对探讨饮食导致的非肥胖型2型糖尿病发病机理的研究有重要意义。     

代谢组学技术在糖尿病研究中的应用

糖尿病是典型的代谢性疾病,其危害主要来自高发的并发症,并最终导致高致死率和致残率.目前糖尿病确切机制仍然未知,也未见有效的根治方法,故预防成为重中之重.代谢组学作为一种能够识别和测量生物体整体代谢变化的新技术,已被广泛应用到糖尿病的相关研究中,并显现出在疾病防治中的巨大潜力.     

The metabolomic profiling of serum in rats exposed to arsenic using UPLC/Q-TOF MS

Chronic arsenicosis induced by excessive arsenic intake can cause damages to multi-organ systems, skin cancer and various internal cancers. However, the key metabolic changes and biomarkers which can reflect these changes remain unclear resulting in a lack of effective prevention and treatments. The aim of this study is to determine the impact of chronic arsenic exposure on the metabolism of organism, and find the metabolites changes by using metabolomic techniques. Thirty male Wistar rats were randomly divided into three groups. The arsenite was administered in water, and the doses were 0, 10, and 50 mg/L, respectively. The exposure lasted for 6 months. The endogenous metabolite profile of serum was investigated by ultra-performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry. Partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) enabled clusters to be visualized. Nine serum principal metabolites contributing to the clusters were identified, which were CPA (18:2(9Z,12Z)/0:0), LysoPC (14:0), LysoPC (18:4 (6Z,9Z,12Z,15Z)), LysoPC (P-18:0), l-palmitoylcarnitine, LysoPC (20:2(11Z,14Z)) in positive ESI mode and deoxygcholylglycine, LysoPE (0:0/20:2(11Z,14Z)), 15(S)-hydroxyeicosatrienoic acid in negative ESI. These changes of metabolites in rats suggested the changed metabolism in rats exposed to arsenic. These findings may further aid diagnose and serve as targets for therapeutic intervention of arsenicosis.     

中药毒性的代谢组学研究(Ⅰ):雷公藤甲素的肾脏毒性

目的:利用基于核磁共振的代谢组学方法探讨雷公藤甲素的肾脏毒性。方法:以生物核磁共振结合模式识别技术和主成分分析法探讨雷公藤甲素口服给药对大鼠尿液内源性代谢产物的影响。结果:给药后,尿样中甘氨酸、醋酸盐、甜菜碱以及丙酮水平显著上升,分别显示首先是肾脏皮层S1受损伤,然后肾乳头受损伤,最后肾脏皮层S3段受到损伤。主成分分析表明,给药组与对照组的代谢谱有明显差异。结论:大鼠尿液的代谢物谱与雷公藤甲素对肾脏造成损害作用密切相关。利用代谢组学方法可以迅速、简便地分析雷公藤甲素肾脏毒性。     

Ⅲ期慢性肾病肾阳虚证患者尿液代谢组学特征的研究

目的:从尿液代谢组学的角度研究慢性肾病Ⅲ期肾阳虚证患者代谢物质的变化.方法:选择慢性肾病Ⅲ期患者60例(其中肾阳虚者30例,非肾阳虚者30例)及体检健康志愿者30例,运用代谢组学指纹谱方法进行观察研究.结果:代谢主成分得分值的空间分布表明肾阳虚、非肾阳虚和正常组有非常显著的差异,R2X=0.807＞0,充分说明从代谢水平上可以明显观察到慢性肾病Ⅲ期与正常样本的代谢模式差异.在PC1维上的明显分离,R2Y=0.949＞0.Q2Y=0.787＞0,显示代谢水平上慢性肾病Ⅲ期与正常样本的代谢模式差异非常显著,建立的预测能力也很强.该模型能够很好地区别肾阳虚和非肾阳虚两组病人,R2Y=0.699＞0,但是建立的预测能力也很弱,Q2Y=-0.607＜0.导致这种预测能力下降可能和肾阳虚和非肾阳虚两组病人都是慢性肾病有关.25个差异代谢物排序后,经过标准品鉴定差异性物质的关键代谢成分分别是丙氨酸、胺基丙二酸二乙酯、脯氨酸、柠檬酸、马尿酸和组胺等物质,并且明确其变化方向和代谢途径,能够很好地区分阳虚与非阳虚的差异性,是分析肾阳虚证的良好手段.结论:代谢组学方法能够很好地区分阳虚与非阳虚的差异性,是分析肾阳虚证的良好手段.     

乳腺癌血清蛋白质组与尿代谢物组协同分析研究

目的 研究血清蛋白质组和尿代谢物组协同分析乳腺癌诊断方法。方法 用双向电泳、高效液相色谱和液质联用技术对7份正常人与14份乳腺癌患者血清蛋白质组和尿代谢物组进行分析，从中寻找差异蛋白和代谢组模式差异。结果 与正常人相比，乳腺癌患者血清中谷胱甘肽S-转移酶M5呈高表达状态，尿中乳清酸核苷、1-甲酰化腺苷、S-腺苷-L-蛋氨酸及N^2-甲酰化鸟苷等4种核苷代谢物组成模式异常。结论 乳腺癌患者体液内化学物质与正常人相比具有特异性模式差异。经肿瘤蛋白质组与代谢物组协同研究，有望建立肿瘤早期诊断新方法，进行肿瘤发病机理研究。     

NMR法研究小鼠乳腺癌生物标记物的代谢组学

目的用NMR法研究小鼠乳腺癌(Balb-c/EMT-6)不同生长周期中血清的代谢组学,寻找可能与肿瘤生长代谢相关的生物标记物。方法采集小鼠血清中代谢组分的NMR谱,对比小鼠乳腺癌肿瘤生长组(1～4周)与正常对照组代谢成分的变化,经绿原酸(CHA)治疗两周组的代谢物变化验证,结合PLS-DA模式识别分析,寻找小鼠乳腺癌肿瘤生长潜在的生物标志物。结果正常组与肿瘤生长组有明显的分离,肿瘤生长组中各周期组之间相互分离。两周CHA治疗组与正常组接近,但与肿瘤组明显分离。与正常组比较,肿瘤组的乳酸、乙酸和胆碱随肿瘤生长呈增加趋势,柠檬酸和肌酸的递增趋势较弱,而葡萄糖和脂蛋白(VLDL/LDL)随肿瘤生长有所减小。两周CHA治疗组与同期的肿瘤组比较,代谢关联组分发生明显变化(乳酸、胆碱和乙酸的量有所下降),与正常组基本接近。结论通过PLS-DA法提取出的乳酸、乙酸、胆碱等代谢组分与肿瘤生长具有一定相关性,可作为乳腺癌潜在的生物标志物的研究对象。