基于血清代谢组学的柴胡醋炙生物学效应研究

目的:通过血清代谢组学,从整体代谢角度观测给药后大鼠可能存在的代谢差异,从而评价和探讨醋炙柴胡与生柴胡对于机体代谢的影响。方法:本研究首次以整体观指导下的代谢组学技术,探讨中药炮制前后对机体产生效应的差异。通过对Wistar大鼠灌胃1、4、7 d后血清的代谢组学研究,从整体代谢角度分析柴胡醋炙前后生物学效应的差异。结果:通过大鼠体内代谢物质以及代谢通路的分析,可以明显看出,在血清代谢层面,醋炙后的柴胡与生柴胡有显著的生物学效应差别。结论:生柴胡经过醋炙以后,会引起诸如脂肪代谢、肠道菌群代谢等多条代谢通路的不同,从而产生与生柴胡不同的功效。     

基于1H-NMR 代谢组学技术的中药质量评价

中药是现代药物的重要组成部分,应用现代分析技术鉴别中药材的真伪、评价质量的优劣,是中药现代化、国际化发展的重要内容。本文介绍了1H-NMR 代谢组学技术的发展和特点,以及在中药品种鉴定、道地药材评价、炮制加工、适宜采收期等研究中的应用。并在课题组前期研究基础上,对中药质量评价的1H-NMR 代谢组学研究的技术方法、关键问题进行了详细的论述,为中药等天然药物的品种鉴定与质量评价提供了方法学参考。     

基于1H-NMR的代谢组学方法对醋制甘遂解毒作用的研究

甘遂为有毒中药,临床上常经醋制后入药以降低其毒性。该文采用代谢组学方法比较生甘遂和醋甘遂对正常大鼠的损伤情况,研究醋制对甘遂毒性的缓解作用。连续7 d以生甘遂（EK）、醋甘遂（VEK）的水提取物对大鼠灌胃给药,药量均为9 g·kg^-1·d^-1（按生药量计）,对照组给予生理盐水。停止灌胃后继续观察7 d,收集14 d白天尿液,用于¹H-NMR检测;于第8天将每组大鼠处死一半,第15天处死另一半,采集肝脏,一部分用于¹H-NMR检测,另一部分用于病理学切片检测。病理学切片检测结果显示在本实验剂量下甘遂及醋制甘遂对大鼠肝脏没有造成损伤,但代谢组学方法分析发现在实验的第2周甘遂造成大鼠肝、肾及消化系统内部内源性代谢产物谱的紊乱;同时发现醋甘遂的毒性要比生甘遂低得多,传统醋制可以降低甘遂的毒性。该研究显示代谢组学方法有助于评价甘遂的毒性及醋制对甘遂的解毒作用。     

南柴胡和北柴胡组成的逍遥散抗抑郁作用的~1H-NMR代谢组学研究

目的 比较不同品种柴胡(南柴胡和北柴胡)组成的逍遥散的抗抑郁功效,探寻其对大鼠内源性代谢产物变化规律的影响.方法 采用慢性温和不可预知应激程序对大鼠进行为期4周的抑郁造模,在造模2周后分别ig给予由南柴胡或北柴胡组成的逍遥散(生药)46 g/kg水提取液、文拉法辛0.05 g/kg干预,每天1次,连续给药2周,观测动物行为学症状.应用核磁共振(1H-NMR)方法分析大鼠血清内源性代谢产物的变化规律.结果 2种逍遥散和文拉法辛对抑郁大鼠行为学指标均有显著影响,与模型组比较差异显著(P＜0.05、0.01).代谢组学研究结果显示,2种逍遥散和文拉法辛干预后,大鼠血清中异亮氨酸、氧化三甲胺、胆碱水平升高,而乳酸、N-乙酰糖蛋白、肌酸、苏氨酸及β-葡萄糖等水平降低,与模型组比较差异显著(P＜0.05、0.01).2个逍遥散组对抑郁大鼠行为学指标的影响组间比较未显示统计学差异.结论 不同品种柴胡组成的逍遥散均具有明显的抗抑郁作用,但功效有所差别,即南柴胡组成逍遥散的抗抑郁效果及起效时间略优于北柴胡.应用行为学与代谢组学相结合的方法评价逍遥散抗抑郁功效具有准确性好、灵敏度高等特点.     

基于~1H-NMR代谢组学的驴胶补血颗粒补血作用机制研究

目的采用1H-NMR代谢组学技术结合多元统计分析方法,探讨乙酰苯肼诱导的溶血性贫血大鼠血清中内源性代谢产物的变化以及驴胶补血颗粒的干预作用。方法采用乙酰苯肼制备大鼠溶血性贫血模型,造模1周后,给药组ig驴胶补血颗粒水溶液(8 g/kg),对照组和模型组分别ig等量蒸馏水,每天1次,持续2周。采集大鼠血清进行1H-NMR检测,利用代谢组学技术分析血清中内源性代谢产物的变化。结果与对照组比较,模型组血清中脂质、乳酸以及丙酮水平升高,丙氨酸、缬氨酸、肌酐、磷酸胆碱、甘油磷酸胆碱、氧化三甲胺、甘氨酸以及精氨酸水平下降。给予驴胶补血颗粒后大鼠血清中上述11种内源性差异代谢产物均出现了不同程度的回调,接近对照组水平。结论驴胶补血颗粒的作用机制主要涉及能量代谢、脂质代谢、肠菌代谢等代谢途径的调节。     

利用~1H-NMR比较管花肉苁蓉野生品和栽培品的化学成分组北大核心CSCD

管花肉苁蓉素有＂沙漠人参＂之称,为著名补益类中药。为了缓解管花肉苁蓉的资源问题并有效保护野生资源,我国在新疆的南疆地区大力推广管花肉苁蓉的人工栽培,目前已取得了可喜的成果。该文利用1H-NMR技术能够全面提供定性和定量信息的优点,深入地比较管花肉苁蓉野生品和栽培品的化学成分组,以期为栽培品替代野生品使用的科学性提供直接证据。野生品和栽培品药材提取后,平行采集1H-NMR图谱;通过直观比较,发现2组图谱间相似度较高;通过与对照品及数据库（如HMDB,BMRB等）比对,从典型图谱中初步鉴定了28个化学成分;利用多元统计学手段比较野生品和栽培品的1H-NMR图谱,发现两组样品间并不存在显著差异。统计结果表明,从化学成分组成而言,管花肉苁蓉的野生品与栽培品相似度高,一定程度上证明栽培品可以替代野生品使用。同时,1H-NMR技术能够反映中药提取物等复杂体系的定量化学成分组,在中药化学成分定性和定量分析领域具有较为广泛的应用前景。     

基于~1H-NMR技术的半夏厚朴汤镇静催眠代谢组学研究

失眠症在当今社会发生普遍,现代分子学已发现失眠症可能与γ-氨基丁酸A(GABAA)受体机制、细胞因子调节机制、兴奋性氨基酸机制以及-羟色胺(5-HT)受体机制调节有关,但这些独立的机制与病理表征之间的联系仍不明确。而半夏厚朴汤作为治疗失眠抑郁的名方,其治疗机制尚不明确。为进一步探索半夏厚朴汤在治疗失眠过程中对已知或未知生物通路的作用,该研究采用基于~1H-NMR技术的代谢组学研究方法,观察给予半夏厚朴汤提取物后对戊巴比妥钠诱导大鼠睡眠实验中,大鼠体内小分子代谢物的变化并对其机制进行探讨。通过采集大鼠尿液和血清进行核磁数据检测,利用主成分分析法(principal component analysis,PCA)对大鼠尿液和血清内源性小分子代谢产物进行分析处理。并运用Simca-p 17.0(Umetrics,Umea,Sweden)和Chenomx NMR Suite 7.1(Chenomx,Inc.,Edmonton,Alberta,Canada)软件对核磁共振氢谱和相关代谢产物进行鉴定和分类。结果表明,半夏厚朴汤组和茚地普隆组与空白组区别明显,载荷图中显示最大变异代谢物,发现10个代谢物质在组间存在显著性差异。实验证明,半夏厚朴汤组和茚地普隆组均可延长戊巴比妥钠诱导大鼠睡眠时间,且半夏厚朴汤与戊巴比妥钠有协同作用。经过代谢物差异性对比,推测半夏厚朴汤对戊巴比妥钠诱导大鼠睡眠实验机制可能是通过调节谷氨酰胺、磷酸肌酸、2-酮戊二酸的含量,减轻脑内神经兴奋性从而起到调节睡眠的作用。     

毒性中药的代谢组学研究进展

毒性中药在复方中药制剂中应用广泛,在长期的临床实践中发挥了重要的治疗作用.但是,长期受中药毒副作用小的观念影响,中药毒性的现代研究一直是一个比较薄弱的环节.参照化学药品毒性研究方法对毒性中药进行的毒性评价,主要还是集中在急性、亚急性和长期毒性实验,指标的选择主要集中在生化指标的检测和组织形态学的改变[1].这些方法为我们提出了毒性的现象和特征,但并未阐明主要毒性物质基础的变化规律,也未从整体观点阐明中药对机体的生化过程所形成的内源性代谢物和外源性代谢物对毒性的影响及其规律.采用能够反映整体观的技术手段对中药毒性和安全性进行科学的、综合的评价,已成为当务之急.系统生物学尤其是代谢组学的诞生,使得中医药与现代医学结合桥梁的轮廓逐渐清晰.     

基于血清代谢组学的栀子肝肾毒性机制研究

目的:通过代谢组学技术考察栀子对大鼠内源性代谢物的影响,探讨其毒性代谢途径和可能机制。方法:以栀子为示例药物,以大鼠为研究对象,分为正常组和栀子组(给药组,灌胃栀子溶液),连续给予21 d。采集大鼠血清样本进行UPLC-MS检测,用主成分分析(PCA)结合正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)进行代谢差异表征,寻找差异代谢物及可能的代谢通路。结果:代谢组学分析显示,组间代谢差异明显,与正常组比较,栀子组血清样本中分别鉴定出11个差异代谢物,这些代谢物水平存在明显的变化。结论:栀子对肝、肾脏具有一定的毒性;栀子产生肝肾毒性的机制可能与葡萄糖、尿苷、肌苷、溶血磷脂酰胆碱(LPC16:0、LPC18:2)下降有关。栀子组sn-甘油基-3-胆碱磷酸明显上升,D-谷氨酰胺、葡萄糖、尿苷、肌苷、十八碳烯酸、紫胶桐酸、十二碳六烯酸、LPC 16:0、LPC 18:2、l-α-磷脂酰乙醇胺(大豆)明显下降。     

基于分子生物学及代谢组学的柴胡注射液抗肝癌作用机制研究

目的 探究柴胡注射液抑制肝癌细胞增殖及诱导其凋亡的作用与机制。方法 体外培养人肝癌SMMC-7721细胞与人正常肝细胞（LO-2）,给予不同质量浓度的柴胡注射液干预,MTT法与划痕实验检测细胞增殖和迁移;采用流式细胞仪检测细胞周期及凋亡;采用qRT-PCR及Western blotting技术检测与周期阻滞、凋亡及迁移相关的基因与蛋白表达;代谢组学技术检测柴胡注射液干预前后肝癌细胞内源性差异物的变化,采用京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）分析柴胡注射液调节的代谢通路。结果 柴胡注射液（100～450 mg/mL）显著抑制肝癌细胞增殖（P＜0.01、0.001）,使细胞阻滞于S期与G₂期（P＜0.05）,促进肝癌细胞凋亡（P＜0.001）,抑制肝癌细胞迁移（P＜0.05、0.001）,表明柴胡注射液具有显著的抗肝癌作用。柴胡注射液显著降低肝癌细胞中神经元PAS结构域蛋白2（neuronal pas domain protein 2,NPAS2）、细胞分裂周期蛋白25A（cell division cycle 25A,CDC25A）、周期蛋白依赖激酶2（cyclin-dependent kinase 2,CDK2）、细胞周期蛋白A（cyclin A）、CDC25B、CDK1、cyclin B1 mRNA表达（P＜0.01、0.001）,下调NPAS2、CDC25A、B淋巴细胞瘤-2（B-cell lymphoma-2,Bcl-2）蛋白表达（P＜0.001）,上调Bcl-2相关X蛋白（Bcl-2 associated X protein,Bax）、细胞色素C（cytochrome-C,Cyt-C）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（cystein-asparate protease-3,Caspase-3）、基质金属蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9,MMP-9）、金属蛋白酶组织抑制因子-1（tissue inhibitor of metalloproteinase-1,TIMP-1）蛋白表达（P＜0.01、0.001）。代谢组学结果显示,柴胡注射液干预核苷酸代谢、脂质代谢途径、糖酵解途径、氨基酸代谢途径、脂肪酸代谢途径等。结论 柴胡注射液对SMMC-7721细胞有阻滞及促凋亡的作用,其可能的机制为下调NPAS2-CDC25A使细胞阻滞于S期,下调CDC25B、CDK1、cyclin B1使细胞处于G₂期阻滞,下调MMP-9/TIMP-1值抑制肝癌细胞迁移,调节核苷酸、脂质与氨基酸代谢等通路,从而诱导肝癌细胞凋亡。     

莪术醋制对大鼠胆汁代谢的影响

通过考察莪术醋制前后对由肝脏分泌的胆汁中内源性代谢产物的影响,以期探讨莪术醋制对胆汁内源性代谢物的影响。分别制备生、醋莪术醇提液及生理盐水溶液,灌胃给药0.5 h后做胆总管插管引流术收集12 h内大鼠胆汁;胆汁样品1∶3乙腈沉淀蛋白后进行UPLC-TOF-MS分析;采用单维统计与多元统计相结合,Peak View软件与网络数据库相比对的数据分析方法,鉴定潜在生物标记物。醋制前后莪术提取物对大鼠胆汁代谢谱具显著影响,鉴别出生、醋莪术给药组的大鼠胆汁中具有显著性差异的13个代谢物;再结合化合物网络数据库进行鉴定,得到8个代谢物;进一步把给药组与空白组进行t检验单维统计分析,得到与空白组比较具显著性差异的7个代谢物,推定此7个代谢物为生、醋莪术给药后大鼠胆汁的潜在生物标记物,其中6个潜在生物标记物在醋品组中显示上调,其与磷脂代谢、脂肪代谢、胆汁酸代谢及与调控N-酰基乙醇胺水解反应平衡作用相关的代谢调控相关,提示通过大鼠胆汁内源性代谢物的差异探讨莪术醋制增效的机制。     

大戟属根类有毒中药醋制前后的毒性比较研究

目的:研究京大戟、甘遂、狼毒炮制前后的毒性变化并比较三者的毒性强弱。方法:采用肠推进运动模型及巨噬细胞炎症模型,评价3种大戟属根类有毒中药炮制前后的毒性。结果:京大戟、甘遂、狼毒生品及醋品均可明显促进小鼠小肠推进运动及巨噬细胞释放NO的能力,强弱顺序为甘遂>京大戟>狼毒,醋制后三者均可明显缓和这一作用。结论:京大戟、甘遂、狼毒可诱导炎症反应的发生并促进肠推进运动,产生强烈的泻下作用,醋制后致炎及肠推进作用显著减弱,表明醋制可缓和京大戟、甘遂、狼毒的泻下作用。     

基于UPLC-Q-TOF-MS代谢组学技术的枳壳适宜采收期研究北大核心CSCD

以枳壳GAP基地的不同采收期样品为研究对象,运用UPLC-Q-TOF-MS代谢组学技术检测其次级代谢产物种类,结合多元统计分析找出差异代谢物,分析差异代谢物含量随采收期不同的变化规律,最后对各差异代谢物之间进行相关性分析,确定不同成分的适宜采收期。该实验找到16个差异代谢物,随着采收时间延后,黄酮苷类成分柚皮苷、新橙皮苷、枸橘苷、芸香柚皮苷、橙皮苷的含量逐渐降低,建议以黄酮类成分为主要功效的枳壳原料适宜采收期为7月18—25日(大暑前后1周内);川陈皮素、桔皮素、柚皮黄素、7-羟基-4′,3,5,6,8-五甲氧基黄酮、橙黄酮、异橙黄酮、5,6,7,4′-四甲氧基黄酮和异橙皮内酯的含量先下降后上升再下降,建议以此类成分为主要功效的枳壳原料适宜采收期为7月18日;橙皮内酯、柠檬苦素、3,5,6,7,8,3′,4′-七甲氧基黄酮的含量变化规律各有特点,结合生产实际,建议其适宜采收期分别为6月27日、7月11日、7月25日。结果表明不同采收期枳壳的化学成分含量存在差异,根据不同化学成分含量差异确定其适宜采收期,为不同功效的中成药产品对枳壳原料的采购提供科学依据。     

基于代谢组学的川楝子亚急性毒性机制初探

目的:考察川楝子对大鼠内源性代谢物的影响,初步探讨其亚急性毒性代谢途径和可能机制.方法:以川楝子为示例药物,以大鼠为研究对象,随机分为川楝子高剂量组、川楝子中剂量组、川楝子低剂量组并给予相应剂量药液灌胃,正常组给予等量生理盐水,连续给药21 d.通过代谢组学技术对采集到的大鼠血清、肝、肾样本进行检测,用主成分分析(PC...     

基于1H-NMR的当归四逆汤抗凝血作用的代谢组学研究

采用¹H-NMR代谢组学技术研究当归四逆汤抗凝血作用机制以及对小鼠血浆内源性代谢产物的影响。当归四逆汤灌胃给药1周后,观察当归四逆汤对小鼠凝血酶时间的影响,并采用¹H-NMR技术分析小鼠血浆代谢指纹图谱,采用主成分分析(principal component analysis,PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares-discrimination analysis,OPLS-DA),研究给药组与正常组之间的代谢物组差异,筛选与抗凝血作用相关的潜在生物标志物。连续当归四逆汤灌胃给药1周后,能显著延长小鼠凝血酶时间(P<0.05)。代谢组学结果显示空白组和复方组能明显区分,与空白组比较,复方组内源性代谢产物肉碱、苯丙氨酸和异丁酸显著上调(P<0.01),赖氨酸、组氨酸和胆固醇显著下调(P<0.05)。肉碱、苯丙氨酸、组氨酸和胆固醇为当归四逆汤抗凝过程中潜在代谢标志物,当归四逆汤可能通过调节脂质代谢、能量代谢和氨基酸代谢影响血小板聚集功能和组织因子、纤维蛋白酶的表达来发挥抗凝作用。     

利用代谢组学技术研究中药关木通的肾毒性作用

本文利用代谢组学技术方法研究了染中药关木通毒性大鼠尿液的代谢改变及其与靶器官毒性的相关性。分3个剂量组(36、32、28g生药.kg-1.d-1)对雄性Wistar大鼠连续6d灌胃给药,收集12h的尿样,进行1H-NMR谱测定。实验结果表明,染毒后的大鼠尿样中氧化三甲胺、牛磺酸迅速下降,而柠檬酸、肌酐、2-酮戊二酸等代谢物也均有不同程度的下降;乙酸、丙氨酸则显著上升。主成分分析结果表明,给药组与对照组的代谢谱有明显差异,而造成组间差异的主要影响因素是乙酸、氧化三甲胺、丙氨酸和牛黄酸的变化。乙酸、丙氨酸的显著上升表明动物出现了肾小管坏死,与以前报道的肾脏病理和血浆生化改变相一致。关木通对动物的毒性作用有着明显的剂量依赖性。上述实验结果表明关木通能够对肾脏造成损害,且大鼠尿液的代谢物谱与关木通毒性作用强度密切相关,说明代谢组学方法在中药的毒性研究中有着潜在的应用前景。     

基于代谢组学整体表征的黄药子肝毒性研究

目的 研究经黄药子染毒后大鼠尿液的代谢表型的改变及其与血浆生化指标的相关性,探讨代谢组学在中药黄药子肝毒性研究中的可行性.方法 运用UPLC-Q-TOF/MS技术手段对空白组、黄药子组的大鼠7 d的尿液进行分析,建立各组大鼠的尿液代谢轮廓图,并进一步借助模式识别方法-主成分分析,从体内微观角度表征各组大鼠代谢网络的异同,来探讨代谢组学在中药黄药子毒性研究中的可行性.结果 初步确定空白和黄药子组大鼠尿液代谢轮廓图的差异,在主成分得分图中给药后大鼠尿液代谢物组发生变化且被明显分为两类,给予黄药子后大鼠尿液中的代谢物在主成分得分图上的落点离散分类,且黄药子组的代谢产物谱变化与血液生化改变相一致,表明代谢组学可用于中药黄药子肝毒性研究.结论 从代谢物组的角度可以诠释传统中药黄药子肝毒性,为传统中药毒性研究从机体整体的观点提供了新的思路、方法和技术手段.     

基于~1H-NMR代谢组学技术研究“杀青”对连翘化学成分的影响

目的采用核磁共振的代谢组学技术研究"杀青"对连翘Forsythia suspense化学成分的影响。方法对连翘生品与杀青品的1H-NMR图谱进行分析;将核磁数据导入SMICA-P软件进行多元统计分析,寻找二者的差异代谢物;并通过生物合成途径分析主要差异代谢物的降解途径。结果共指认24个代谢物,主成分分析(PCA)显示连翘生品与杀青品能明显区分,说明它们的代谢物组成有显著差异。正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)的S-plot结合变异权重参数(VIP)显示生品与杀青品的化学差异主要涉及10个代谢物,杀青品中连翘酯苷A、连翘酯苷C、连翘苷、芦丁、蔗糖的量较高,而生品中连翘环己醇、连翘环己醇苷、连翘环己醇酮、α-葡萄糖、β-葡萄糖的量较高。并推测生品中连翘酯苷A大幅降低的原因在于降解为连翘环己醇。结论从整体代谢物轮廓分析"杀青"对连翘化学组成的影响,证实了传统连翘产地加工"杀青"环节的合理性和必要性,也为连翘的活性成分群研究和多指标质量标准建立奠定了基础。     

利用代谢组学技术研究中药关木通的肾毒性作用

本文利用代谢组学技术方法研究了染中药关木通毒性大鼠尿液的代谢改变及其与靶器官毒性的相关性.分3个剂量组(36、32、28 g生药·kg-1·d-1)对雄性Wistar大鼠连续6 d灌胃给药,收集12 h的尿样,进行1H-NMR谱测定.实验结果表明,染毒后的大鼠尿样中氧化三甲胺、牛磺酸迅速下降,而柠檬酸、肌酐、2-酮戊二酸等代谢物也均有不同程度的下降;乙酸、丙氨酸则显著上升.主成分分析结果表明,给药组与对照组的代谢谱有明显差异,而造成组间差异的主要影响因素是乙酸、氧化三甲胺、丙氨酸和牛黄酸的变化.乙酸、丙氨酸的显著上升表明动物出现了肾小管坏死,与以前报道的肾脏病理和血浆生化改变相一致.关木通对动物的毒性作用有着明显的剂量依赖性.上述实验结果表明关木通能够对肾脏造成损害,且大鼠尿液的代谢物谱与关木通毒性作用强度密切相关,说明代谢组学方法在中药的毒性研究中有着潜在的应用前景.