基于物质基础变化探讨山茱萸炮制机理

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目的:对山茱萸炮制前后挥发性成分和环烯醚萜类成分进行定性分析,对主要环烯醚萜类成分进行定量分析,经过多元数据统计筛选出山茱萸炮制前后挥发油和环烯醚萜类差异性成分;对环烯醚萜类差异性成分进行网络药理学研究,构建药物-靶点-通路-疾病网络。同时对山茱萸中主要环烯醚萜类活性成分马钱苷进行代谢物鉴定,研究其在大鼠体内的生物转化。方法:利用GC-MS和LC-MS技术分别对山萸肉和酒萸肉的挥发性成分和非挥发性成分进行了分析。采用水蒸气蒸馏法提取山萸肉和酒萸肉挥发油,使用超声提取法提取山萸肉和酒萸肉中的环烯醚萜类成分,样品预处理后分别进行GC-MS和LC-MS分析。将所得挥发油数据通过NIST MS数据库根据名称、分子式和CAS对挥发性成分进行鉴定分析,将LC-MS相关数据根据自建的环烯醚萜类成分数据库对环烯醚萜类成分进行Peak View分析,最终鉴定出山茱萸炮制前后的挥发性成分和环烯醚萜类成分。分别将得到的数据导入Progenesis QI软件进行数据预处理,之后通过SIMCA-p软件进行PCA(主成分分析)分析和建立OPLS-DA模型对组间样品进行聚类分析。通过倍数变化法(FC值)以及T检验等多元统计分析方法,设置FC≥1.2或FC≤0.8、P<0.05、VIP>1筛选出挥发油和环烯醚萜类差异性成分。分别将挥发油和环烯醚萜类差异性成分数据导入在线软件Metabo Analyst 4.0进行热图分析,比较差异性成分在药物炮制前后的含量变化。同时对差异性环烯醚萜类成分进行网络药理学研究,将差异性环烯醚萜类成分相关数据利用Metascape数据库、TTD数据库、Gene map数据库、STRING分析平台和Cytoscape 3.7.2软件等构建药物-成分-靶点-疾病网络,分析山茱萸炮制前后发挥补肾作用的信号通路。利用LC-MS技术对山萸肉和酒萸肉中主要的环烯醚萜类成分马钱苷、莫诺苷、山茱萸新苷、7-O-甲基莫诺苷、7-O-乙基莫诺苷、脱水莫诺苷元和5-羟甲基糠醛进行了定量分析。通过超声提取制备供试品溶液,之后对这7种成分进行了方法学验证和含量测定,比较了这些成分在炮制前后的含量差异。最后,利用UHPLC-QTOF-MS/MS技术和Metabolite Pilot软件分析数据,对山茱萸中主要的环烯醚萜类活性成分马钱苷在SD大鼠尿液、胆汁、血浆样品中的代谢产物进行结构推断,总结其在大鼠体内的代谢途径。结果:通过GC-MS分析,在炮制前后山萸肉的挥发油中共鉴定出74种化学成分,其中山萸肉中有51种,酒萸肉中50种。主要含有酯类、烃类、醛类、酮类、酚类、醇类、烷烃类以及脂肪酸及其酯类等成分。共筛选出24种差异性挥发油成分,其中山茱萸炮制后α-松油醇、糠醛、乙酸丁酯含量减少,而棕榈酸、亚麻酸乙酯、棕榈酸乙酯、亚油酸的含量增加。通过LC-MS对炮制前后山萸肉的环烯醚萜类成分定性分析,共鉴定出了65种环烯醚萜类成分,其中山萸肉中有53种,酒萸肉中61种,共筛选出28种差异性成分。山茱萸炮制后山茱萸新苷IV、8-表没食子酸、獐牙菜苷、戟叶马鞭草苷、7-脱氢马钱素和二氢山茱萸苷等化学成分含量升高,而Cornuside N、Sweroside、山茱萸新苷III、Cornusfural C、Cornusphenoside B、Cornifins C和Officinaloside A等化学成分含量降低。通过网络药理学对环烯醚萜类差异性成分进行分析,共筛选出36个核心靶点,其GO功能分析结果显示,12个与生物过程(BP)相关,12个与分子功能(MF)相关,7个与细胞组成(CC)相关。KEGG通路富集分析结果显示,共获得11条富集结果,表明山茱萸炮制前和炮制后是通过作用于不同的信号通路来发挥补肾的作用。通过LC-MS技术对山萸肉和酒萸肉中7种主要活性成分进行定量分析,其中山茱萸经过炮制后马钱苷、莫诺苷、7-O-甲基莫诺苷和脱水莫诺苷元的含量下降,7-O-乙基莫诺苷和5-羟甲基糠醛的含量增加。通过对马钱苷的代谢物鉴定分析,共检测到18种代谢物,其生物转化主要途径为脱水反应、脱羧反应、甲基化反应和缩酮反应等。结论:本研究建立了一种GC-MS技术鉴定山茱萸炮制前后挥发性成分的方法和LC-MS技术定量、定性分析山茱萸炮制前后环烯醚萜类成分的方法,且方法准确、可靠。通过数据分析,发现山茱萸炮制前后挥发性成分和非挥发性成分在质和量上均发生了改变。这为全面评价山茱萸提供了参考,为更多中药的炮制机理研究提供了理论基础和方法技术。通过网络药理学技术对环烯醚萜类成分进行研究,全面地分析了山茱萸炮制前后不同的作用信号通路,解释了山茱萸炮制前后是通过不同的机制来发挥补肾的作用。最后,对马钱苷在大鼠体内进行了代谢物鉴定,为进一步了解马钱苷在临床应用中的代谢过程和揭示山茱萸药效机制提供了系统的方法。
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