人及动物胃肠道内寄居着种类繁多的微生物,这些微生物被统称为肠道菌群,其中细菌的数量最为庞大。肠道菌群与人体的健康是密不可分,菌群失调会引起诸多疾病,如2型糖尿病、肠炎、慢性肝炎等。2型糖尿病是以胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足为病理生理基础的内分泌代谢疾病,近几年来的研究显示胰岛抵抗与肠道细菌密切相关,因此肠道细菌在2型糖尿病发生、发展及长期的能量稳态调节中具有重要作用。黄芩-黄连配伍,出自《伤寒论》,是临床上典型的清热解毒药对之一,也是中医临床上治疗糖尿病的常用药对。黄芩主要活性成分包括黄芩苷、黄芩素、汉黄芩苷、野黄芩苷等黄酮类化合物；黄连的主要活性成分包括生物碱类,如小檗碱、黄连碱、甲基黄连碱、巴马汀等。口服是传统的中药给药方式,黄芩-黄连药对成分进入胃肠道后,不可避免地与肠道细菌接触,一方面,肠道细菌产生丰富的酶将活性成分被转化为一系列的代谢产物后,再吸收入血；另一方面,一些活性成分通过抑制有害菌的生长,促进有益菌的生长,从而调控肠道菌群的组成。本文通过黄芩-黄连与肠道菌群的相互作用研究,为该药对的体内吸收代谢机制、药效物质基础、生物利用度等相关研究奠定了重要基础,此外,本研究还为揭示治疗2型糖尿病的微生物学作用机制提供了初步的理论依据。1人肠道细菌对黄芩-黄连药对的代谢研究从人肠道混合菌群中分离得到100种不同的肠道菌,将肠道混合菌群、肠道单个菌分别与中药单体(黄芩苷、汉黄芩苷、野黄芩苷、小檗碱、黄连碱、巴马汀)以及黄芩、黄连、黄芩-黄连药对提取物厌氧培养,筛选出具有代谢能力的人肠道细菌,采用菌落形态、显微形态以及16S rRNA基因测序的分子生物学方法与技术进行菌种鉴定。并应用UPLC/QTOF-MS技术结合MetabolyxTM软件分析、鉴定了肠道细菌的代谢产物。人肠道细菌对黄芩-黄连药对具有代谢能力的细菌分为Escherichia、Bacillus、 Enterococcu菌属。其中约80%的细菌具有去甲氧基功能,虽然具有此功能的细菌种类偏多,但它们只能对少量小檗碱、黄连碱和巴马汀进行生物转化,且代谢产物的种类和含量都偏少。约50%的细菌具有去糖基化功能,主要针对黄芩中的黄酮苷类成分(黄芩苷、汉黄芩苷、野黄芩苷),苷元则是主要的代谢产物分。甲基化功能细菌种类次于去糖基化细菌种类,约占30%-40%。肠道细菌还具有氢化反应等还原作用,此类细菌约占20%-30%。约10%的细菌对黄酮类物质具有环裂解和去甲基化作用。混合菌群与单菌株代谢同一种药物,混合菌群代谢能力偏弱；单味药配伍后,混合菌群对其代谢的产物种类和含量均相应减少。2大鼠肠道细菌与黄芩-黄连药对的相互作用研究采用高脂饲料和注射STZ的方法建立了2型糖尿病大鼠模型。将正常大鼠和2型糖尿病大鼠的肠道菌群分别与黄芩、黄连、黄芩-黄连药对提取物厌氧培养,以上述单体成分为原形药,筛选并鉴定其代谢产物。此外,从正常与2型糖尿病大鼠肠道菌群中分离出两种有益菌(双歧杆菌、乳酸杆菌)和两种有害菌(肠杆菌、肠球菌),采用酶标仪比浊法分析黄芩、黄连、黄芩-黄连提取物对四类代表性肠道菌群的调控作用。正常大鼠肠道菌群可将黄芩提取物中的主要成分转化成裂解产物、去糖基化产物、氢化产物、去糖基化且甲基化的产物等；对黄连提取物中的生物碱类成分代谢能力较弱,主要代谢成去甲氧基产物和氢化产物；对黄芩-黄连药对提取物中的黄芩成分转化相比单味药黄芩较少,主要包括裂解产物、甲基化产物、去糖基化产物、去糖基化且甲基化产物,而黄连中的小檗碱、黄连碱、巴马汀等生物碱类成分基本没有被肠道菌群代谢。2型糖尿病大鼠肠道菌群对黄芩提取物的代谢以去糖基化作用为主,其中黄芩素的含量大量增加；对黄连提取物的代谢以去甲基化和氢化作用为主；对黄芩-黄连药对提取物的代谢则产生了黄酮类成分的裂解、甲基化和去糖基化产物,生物碱类成分的代谢物依旧较少。药物对细菌生长影响的实验结果表明,黄芩、黄连及其药对均显著促进肠道有益菌群的生长,抑制有害菌群的生长,且药对对有害菌群生长的抑制作用更强。3黄芩-黄连药对的体内过程研究选取黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素、小檗碱、黄连碱及巴马汀为检测指标,采用UPLC-MS/MS同时测定正常与2型糖尿病大鼠血浆中以上六种成分含量,并将其应用于大鼠灌胃单味药及药对提取物后相应成分的药动学比较研究。采用UPLC-Q-TOF/MS联用技术及MetaboLynx软件和质量亏损过滤分析(MDF),分析黄芩-黄连药对灌胃正常与2型糖尿病大鼠后血浆、尿液、胆汁及粪便中主要成分的代谢产物。此外,对黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素、小檗碱、黄连碱、巴马汀等六种成分的Caco-2细胞摄取特性进行了研究。药代动力学参数显示2型糖尿病大鼠对黄芩苷及小檗碱的生物利用度较正常大鼠明显增大；体内代谢数据显示2型糖尿病大鼠血液中黄芩苷及小檗碱的含量更多。可见2型糖尿病大鼠的肠道菌群代谢黄芩-黄连药对发生了显著变化,导致黄芩-黄连药对的体内过程也发生了相应变化。细胞模型数据显示,渗透系数随底物浓度的升高而增大,随时间延长而减小；苷类较苷元难吸收；成分在单味药中的渗透系数明显高于在药对中的渗透系数。综上所述,黄芩-黄连药对的肠道菌群代谢与2型糖尿病密切相关。一方面,肠道菌群将药对中的活性成分代谢成易吸收入血的成分,这些成分在体内进一步转化为治疗糖尿病的有效物质；或者直接代谢成有效物质吸收入血。另一方面,黄芩-黄连口服给药后,与胃肠道接触,通过调节肠道菌群结构,促进有益菌群生长,抑制有害菌群生长,从而减少血液中炎症因子数量,延缓糖尿病并发症的发生。本研究为黄芩-黄连药对成分的体内吸收代谢机制、生物利用度、药效物质基础等相关研究奠定重要基础,有助于2型糖尿病的新药研发,并为临床上治疗2型糖尿病的合理用药提供重要依据。