江西“建昌帮”炆远志炮制前后成分及益智药效差异性研究

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【目的】采用液质联用技术与高效液相色谱法,对远志炮制前后的化学成分进行定性、定量分析,以分析其成分变化差异;通过分析远志各炮制品入血成分并结合网络药理学,以探究入血成分差异及药效物质基础;通过体内外药效试验探究炆制对远志益智作用的影响,以比较其药效变化差异。最终关联炮制体内外成分和药效差异变化,阐释炆远志炮制作用机理,为江西“建昌帮”特色炮制饮片的临床应用与推广提供理论依据。【方法与结果】1.体外成分差异研究基于UPLC-LTQ-Orbitrap MS,对生远志、炆远志与制远志醇提物化学成分进行分析,通过比较峰面积变化指数来比较其成分含量变化,并建立PCA与OPLS-DA模型,对炮制前后差异成分进行筛选。结果从生远志鉴定出42个化学成分,从炆远志和制远志均鉴定出51个化合物,其中42个源于远志,9个是由辅料甘草引入。根据峰面积变化指数,发现经炮制后远志中多数成分含量呈现出降低趋势,但炆远志中阿魏酸、7-O-Methylmangiferin与细叶远志皂苷等成分含量有所增加。且与制远志比较,炆远志中的部分含量下降的更明显,但细叶远志皂苷、甘草素、甘草皂苷G2、甘草酸、甘草黄酮C含量增加更明显。PCA分析表明生远志与炆远志、制远志的成分差异明显,OPLS-DA筛选得生远志与炆远志差异成分27个,生远志与制远志差异成分25个,炆远志与制远志差异成分23个。进一步基于HPLC对远志炆制前后的细叶远志皂苷、西伯利亚远志糖A5等共8个差异及有效成分进行定量分析,比较远志中主要成分含量变化。结果表明经炮制后,除细叶远志皂苷含量增加明显,其他7个成分含量存在不同程度降低或升高现象;且与制远志比较,炆远志中的细叶远志皂苷含量增加更明显,而其他7个成分含量均较制远志低。2.体内入血成分差异研究运用UPLC-LTQ-Orbitrap MS技术,对远志炮制前后中的入血成分进行分析,通过对比其峰面积变化指数来比较各入血成分含量差异。并结合网络药理学进行炆远志入血成分-靶点-通路相关网络的构建与分析。结果显示,远志炮制前后血中移行成分存在质与量的明显差异,鉴定了生远志入血原型成分17个,炆远志与制远志入血原型成分25个,其中21个远志成分,4个辅料甘草成分。另外,峰面积变化指数结果显示,远志经炆制后各入血成分含量较生品均有所增加,其中3,6’-二芥子酰基蔗糖、远志寡糖A、细叶远志皂苷等成分增加尤为明显。而与药典法制远志比较,一些成分的变化指数较低,但大部分成分差异较小,且炆远志中的细叶远志皂苷、异甘草苷、甘草酸含量增加更明显。网络药理学筛选得炆远志中度值排名前十的成分为核心成分,分别为细叶远志皂苷、甘草酸、远志寡糖B、tenuifoliose J、远志寡糖A、tenuifoliose A、西伯利亚远志糖A5、甘草苷、远志寡糖C、tenuifoliose H。PPI网络分析筛选得CASP3、SRC、HSP90A11等19个核心靶点。KEGG通路分析结果得炆远志治疗AD的主要信号通路有癌症通路、脂质和动脉粥样硬化、阿尔茨海默病、PI3K-Akt信号通路、神经活性配体-受体相互作用、神经变性的途径-多种疾病等。分子对接验证表明,细叶远志皂苷、甘草酸、远志寡糖B、远志寡糖A、西伯利亚远志糖A5、甘草苷以及远志寡糖C核心成分与度值排名前十的核心靶点结合力良好,提示上述成分可能是炆远志的主要效应成分。3.益智药效差异研究通过测定体外乙酰胆碱酯酶(ACh E)抑制能力与DPPH自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力,并计算其半数抑制浓度,比较各炮制品提取物及主要成分的ACh E抑制活性和抗氧化活性。结果显示,远志各炮制品均能够抑制ACh E活性,也具有较强的抗氧化能力。但生远志、炆远志以及制远志之间差异并不明显,其中DPPH自由基清除能力:生远志>制远志>炆远志,而超氧阴离子自由基的清除能力:炆远志>制远志>生远志。另外,在所测浓度范围内,炆远志12种成分一定程度上具有抑制ACh E活性的能力,但抑制作用并不强;西伯利亚远志糖A5与A6、3,6’-二芥子酰基蔗糖、远志寡糖C、阿魏酸均显示了较强的DPPH清除能力;而对于超氧阴离子自由基清除能力,以3,6’-二芥子酰基蔗糖、阿魏酸较强,而其余成分均较弱。腹腔注射东莨菪碱制备小鼠学习记忆障碍模型,通过Morris水迷宫实验进行行为学考察,同时对脑组织中胆碱能系统指标(ACH、Ch AT、ACh E)与氧化应激指标(SOD、MDA)水平进行测定,来评价远志炮制前后体内益智药效差异。结果显示,与空白组比较,模型组逃避潜伏期明显延长(P<0.01),原平台象限停留时间与穿台次数减少(P<0.01,P<0.05),脑组织ACH、Ch AT、SOD水平明显降低(P<0.01),ACh E与MDA水平明显上升(P<0.01)。与模型组比较,各炮制品给药后能明显缩短逃避潜伏期(P<0.01,P<0.05),显著增加原平台停留时间(P<0.05),炆远志高剂量组与制远志组穿台次数明显增加(P<0.05)。生远志组ACH、Ch AT水平明显升高(P<0.05),ACh E、MDA水平明显降低(P<0.01,P<0.05),制远志与炆远志高剂量组ACH、Ch AT、SOD水平均明显上升(P<0.01,P<0.05),ACh E、MDA水平均明显下降(P<0.01,P<0.05),另外,炆远志高、中、低剂量组对各指标均具有一定的改善作用,且其药效作用与剂量存在相关性。远志各炮制品之间差异虽不具有统计学意义(P>0.05),但相同剂量下,炆远志与制远志对于小鼠学习障碍模型中各指标的改善效果要优于生远志。【结论】成分差异比较研究中,远志经炮制后,各提取物的成分种类与成分含量均发生了明显变化,大部分成分含量有所降低,炮制过程中皂苷类、寡糖酯类等同类成分间的转化,以及辅料甘草成分的引入,可能是造成该变化的主要原因。另外,远志各炮制品的入血成分种类与含量也存在明显变化,炆制后除甘草成分引入,多数成分吸收入血的含量有所增加。同时结合网络药理学分析,得炆远志入血成分中的细叶远志皂苷、甘草酸、远志寡糖B、远志寡糖A、西伯利亚远志糖A5、甘草苷以及远志寡糖C等成分,可能是其发挥抗痴呆、益智药效的效应成分。药效差异比较研究中,远志各炮制品醇提物与有效成分具有体外抑制乙酰胆碱酯酶活性作用以及抗氧化活性;在体内药理试验中,远志炮制前后对小鼠学习记忆障碍均具有明显改善作用,能通过调节中枢胆碱能神经系统与抗氧化应激反应的各指标,从而增强学习记忆能力。远志各炮制品的体内外药效作用差异虽无统计学意义,但炆远志对于小鼠学习记忆障碍的改善要优于生远志;而与药典法制远志比较,两种炮制品对其成分及益智药效影响具有相似趋势,且差异较小。综合本实验结果分析,炆远志体外大部分成分含量虽呈降低趋势,但吸收入血的原型成分种类与含量却较生远志增加,推测可能是因为辅料甘草中的某些成分,提高了远志成分在体内的生物利用度。远志经炆制后可以增强远志的益智药效,推测其原因可能与甘草苷、甘草酸等甘草成分引入以及各效应成分在体内吸收增加有关。本研究初步阐释了江西“建昌帮”炆远志炮制作用变化机理,可为后续炆远志的深入研究与临床应用提供理论依据。
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