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中藥治胃病有效,組學(xué)助力了解真相---安捷倫
閱讀:854 發(fā)布時(shí)間:2019-5-22中藥多組分、多靶點(diǎn)、多途徑作用機(jī)制代謝組學(xué)研究模式 ——以氣滯胃痛顆粒為例
中藥是中華民族的瑰寶,如果從神農(nóng)嘗百草算起來,已有幾千年歷史。現(xiàn)如今,為了推動(dòng)這一千年瑰寶更好的走向臨床,勢(shì)必需要對(duì)其物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機(jī)制進(jìn)行深入研究。然而中藥成分復(fù)雜,通過多靶點(diǎn)、多途徑作用起效,其機(jī)理研究面臨極大的挑戰(zhàn)。代謝組學(xué)集整體、動(dòng)態(tài)研究于一體,與中醫(yī)藥理論的整體觀、系統(tǒng)觀和辨證論治相吻合,無疑為中藥復(fù)雜機(jī)理研究的有力武器。
氣滯胃痛顆粒(QZWT)由柴胡、延胡索(炙)、枳殼、香附(炙)、白芍、炙甘草 6 味中藥制成,具有促胃腸動(dòng)力、抗胃潰瘍、抗炎的功效,在臨床已經(jīng)使用多年。課題組的前期研究表明,柴胡、枳殼、香附是氣滯胃痛顆粒發(fā)揮促胃腸動(dòng)力作用的主要藥材,但由于成分復(fù)雜,其發(fā)揮藥效活性成分群及作用機(jī)制尚不清晰。本研究旨在以氣滯胃痛顆粒促胃腸動(dòng)力作用機(jī)制研究為例,結(jié)合代謝組學(xué)手段,發(fā)現(xiàn)中藥復(fù)方活性成分集群及作用起效的生物標(biāo)志物,探究作用途徑,構(gòu)建藥理作用網(wǎng)絡(luò),深入探討復(fù)方“多組分-多靶點(diǎn)-多途徑”的作用機(jī)制,為中藥復(fù)方的研究提供理論依據(jù)。
研究策略
動(dòng)物分組——選用 132 只雄性老鼠隨機(jī)分為 11 組:空白組(CG)、胃動(dòng)力障礙模型組(MG)、西陽對(duì)照組(嗎叮嚀組 DG、莫沙必利組 MG)、活性成分組(柴胡皂苷 BS、柴胡多糖 BP、枳殼黃酮 FAF、枳殼揮發(fā)油 FAO、香附黃酮RCF、香附揮發(fā)油RCO)及氣滯胃痛顆粒復(fù)方組。各給藥組小鼠灌胃給藥5天后,除空白組外,均腹腔注射阿托品誘導(dǎo)胃腸動(dòng)力障礙,采集血漿樣本。
復(fù)方有效組分篩選——以胃殘留率、小腸推進(jìn)率、胃泌素、胃動(dòng)素為指標(biāo),篩選氣滯胃痛顆粒促胃腸動(dòng)力的有效組分;
復(fù)方作用機(jī)制研究——利用高分辨質(zhì)譜非靶向代謝組學(xué)手段揭示復(fù)方及有效組分的作用靶點(diǎn)及代謝通路。
圖 1. 整體研究方案圖
復(fù)方有效組分篩選結(jié)果
將各活性成分組及氣滯胃痛顆粒復(fù)方組分別與模型組比較,綜合胃排空、小腸推進(jìn)率、血清胃泌素含量、血清胃動(dòng)素含量等指標(biāo),終篩選出 4 種促胃腸動(dòng)力有效組分(圖 2),分別為柴胡多糖、香附黃酮、枳殼揮發(fā)油、枳殼黃酮,進(jìn)一步開展其作用機(jī)制研究。
圖 2. 有效組分促胃腸動(dòng)力藥效結(jié)果圖
復(fù)方作用機(jī)制代謝組學(xué)研究
利用 Agilent 1290 UHPLC-6550 QTOF 分析血漿樣品,經(jīng)由安捷倫 MassHunter Profinder、Mass Profiler Professional(MPP)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘及生物信息學(xué)分析(見圖 1)。多元統(tǒng)計(jì)分析(見圖 3)顯示,各有效物質(zhì)組、復(fù)方、空白對(duì)照與模型組顯著區(qū)分,揭示有效物質(zhì)組及復(fù)方作用后機(jī)體代謝輪廊的顯著變化。在正負(fù)離子模式下對(duì)差異代謝物進(jìn)行了鑒定,顯著變化的代謝物涉及氨基酸代謝及脂代謝等相關(guān)途徑。
圖 3. PCA 圖(A、B)和 PLS-DA 圖(C、D)
“多組分-多靶點(diǎn)-多途徑”作用機(jī)制關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分析
依據(jù)代謝組學(xué)結(jié)果,對(duì)復(fù)方及有效組分調(diào)節(jié)機(jī)體的代謝物進(jìn)行系統(tǒng)、綜合分析,發(fā)現(xiàn)氣滯胃痛顆粒復(fù)方通過調(diào)節(jié)色氨酸代謝、甘油磷脂代謝、鞘脂代謝、甘油酸代謝、類固醇代謝等代謝途徑達(dá)到治療作用,而有效物質(zhì)組顯著調(diào)節(jié)其中的部分代謝途徑。終構(gòu)建了氣滯胃痛顆粒多組分-多靶點(diǎn)-多途徑促胃腸動(dòng)力的作用機(jī)制關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(圖4)。
圖 4. QZWT “多組分-多靶點(diǎn)-多途徑”的作用機(jī)制關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分析
氣滯胃痛顆粒作用機(jī)制的拓展研究
該課題組基于氣滯胃痛顆粒促胃腸動(dòng)力藥效成分篩選及作用機(jī)制研究的結(jié)果,應(yīng)用建立的研究模式,同時(shí)完成了氣滯胃痛顆粒抗胃潰瘍、抗炎功效的藥效組分篩選及作用機(jī)制研究 [2-7],構(gòu)建了氣滯胃痛顆粒復(fù)方及有效組分藥理作用網(wǎng)絡(luò)(見圖 5),形成了疾病-功效、藥效-組分、組分-通路、通路-靶點(diǎn)的相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)。
圖 5. QZWT 藥理網(wǎng)絡(luò)圖
該課題組基于代謝組學(xué)方法開展氣滯胃痛顆粒促胃腸動(dòng)力、抗?jié)儭⒖寡兹笏幮в行ЫM分篩選及作用機(jī)制研究,解決了氣滯胃痛顆粒藥效物質(zhì)不清及作用機(jī)制不明確的問題,創(chuàng)新性的從代謝組學(xué)角度,闡明氣滯胃痛顆粒“多組分-疊加、多靶點(diǎn)-整合、多途徑-協(xié)同”作用機(jī)制,提高了氣滯胃痛顆粒的科學(xué)內(nèi)涵,提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本研究建立的中藥多組分、多靶點(diǎn)、多途徑作用機(jī)制代謝組學(xué)研究模式無疑為中藥復(fù)雜機(jī)理研究提供了借鑒。