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中医方剂具有多部位、多靶点、多途径的整合作用特点。代谢组学作为系统生物学的重要学科之一,具有独特优势。代谢组学是从整体出发研究机体代谢物的最终变化,而中医治疗疾病也依赖于整体思想和辩证理论,两者基本思想不谋而合。我国脑中风发病率居世界第一,其发病机制相当复杂且仍不明确,在开发抗脑中风的药物过程中,难以寻找准确的思路。近十几年来不懈努力,虽取得一定成果,但仅溶栓类西药在临床上具有定量的药效评价,其他药物都需要进一步探索研究,积极寻找研究中药抗脑缺血的药效和机制的新思路、新方法已迫在眉睫。另外,对中药进行质量控制也必须先搞清其药效物质及作用机制。
研究目的:
黄连解毒汤是具有清热解毒作用的经典中医方剂。中医提出了“毒损脑络”的病机理论。在此理论指导下,黄连解毒汤常被作为防治缺血性脑卒中的临床有效方。近年越来越多的研究表明,其对改善缺血性脑卒中的具有良好效果,但其药效物质基础及作用机理仍不明确。本研究旨在运用系统生物学的思想,采用代谢组学的方法,从整体代谢调控模式的角度研究黄连解毒汤对小鼠急性脑缺血的防治作用,结合传统药效评价方法,对黄连解毒汤防治缺血性脑卒中的有效性进行评价,并基于其抗脑缺血引起的相关代谢物的变化,寻找受影响的相关代谢途径和调控分子机制。
研究方法:
本研究分为正常组、假手术组、模型组、低剂量黄连解毒汤(含生药6g·kg-1)组、高剂量黄连解毒汤(含生药30g·kg-1)组,在灌胃黄连解毒汤水煎液的同时,给与正常组和假手术组小鼠等量生理盐水。采用线栓法阻塞小鼠的大脑中动脉制备小鼠脑缺血模型,首先对黄连解毒汤抗脑缺血进行传统药效学评价,评价指标包括神经行为学评分、脑含水量的测定和脑梗死率的比较。同时采用基于超高效液相-质谱联用技术的代谢组学方法,结合各种数据分析技术,如主成分分析法(PCA)、偏最小二乘法判别分析法(PLS-DA)等模式识别技术,对各组小鼠的血清进行代谢谱图的分析,探索黄连解毒汤对脑缺血小鼠的代谢网络干预,寻找差异代谢产物及其变化规律,发现与其关系最密切的代谢途径和调控机制。
研究结果:
(1)药效学研究:采用线栓法成功地制备小鼠局灶性脑缺血模型,且稳定性较好。小鼠脑缺血后,表现为神经功能异常、脑组织含水量上升、脑梗死面积增加。与模型组相比,黄连解毒汤可明显缓解小鼠缺血后的神经功能障碍,使缺血小鼠的脑含水量下降,降低脑缺血面积百分比。差异均具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。
(2)代谢组学研究:数据分析显示,假手术组与模型组两组样本有一定的相聚的趋势且分离明显,从代谢组学层面上进一步说明模型建立成功。各组样本通过PCA分析可得,各组样本有一定的相聚的趋势且分离明显,黄连解毒汤组减弱了线栓阻塞大脑中动脉的刺激作用,能使模型组小鼠的代谢谱趋之于正常化水平,可以通过数据聚类的方式表现出来。采用PLS-DA和正交偏最小二乘法判别分析法(OrthogonalPLS-DA)将组间差异最大化,进一步对各组的代谢物差异进行分析,各组的样本点相分离,各样本点聚集较好,且给药组有明显接近假手术组的趋势。选择PLS-DA载荷图中距中心较远的变量(VIP>1)并结合手动积分和非参数检验,最终确定包括苯丙氨酸、溶血卵磷脂,磷脂酰胆碱等在内的50个差异代谢物。对它们的代谢通路进行分析发现,苯丙氨酸,酪氨酸和色氨酸生物生物合成、苯丙氨酸代谢、甘油磷脂代谢、醚脂代谢通路影响值大于0.10,差异代谢物与这几个代谢途联系最为密切。
结论:
本研究证实黄连解毒汤对小鼠脑缺血损伤具有明显的缓解作用,代谢组学发现了与黄连解毒汤抗脑缺血有关的代谢产物,并寻找到了密切相关的代谢途径,从整体水平探究了黄连解毒汤抗脑缺血影响的代谢物的动态变化及其分子作用机理。
研究目的:
黄连解毒汤是具有清热解毒作用的经典中医方剂。中医提出了“毒损脑络”的病机理论。在此理论指导下,黄连解毒汤常被作为防治缺血性脑卒中的临床有效方。近年越来越多的研究表明,其对改善缺血性脑卒中的具有良好效果,但其药效物质基础及作用机理仍不明确。本研究旨在运用系统生物学的思想,采用代谢组学的方法,从整体代谢调控模式的角度研究黄连解毒汤对小鼠急性脑缺血的防治作用,结合传统药效评价方法,对黄连解毒汤防治缺血性脑卒中的有效性进行评价,并基于其抗脑缺血引起的相关代谢物的变化,寻找受影响的相关代谢途径和调控分子机制。
研究方法:
本研究分为正常组、假手术组、模型组、低剂量黄连解毒汤(含生药6g·kg-1)组、高剂量黄连解毒汤(含生药30g·kg-1)组,在灌胃黄连解毒汤水煎液的同时,给与正常组和假手术组小鼠等量生理盐水。采用线栓法阻塞小鼠的大脑中动脉制备小鼠脑缺血模型,首先对黄连解毒汤抗脑缺血进行传统药效学评价,评价指标包括神经行为学评分、脑含水量的测定和脑梗死率的比较。同时采用基于超高效液相-质谱联用技术的代谢组学方法,结合各种数据分析技术,如主成分分析法(PCA)、偏最小二乘法判别分析法(PLS-DA)等模式识别技术,对各组小鼠的血清进行代谢谱图的分析,探索黄连解毒汤对脑缺血小鼠的代谢网络干预,寻找差异代谢产物及其变化规律,发现与其关系最密切的代谢途径和调控机制。
研究结果:
(1)药效学研究:采用线栓法成功地制备小鼠局灶性脑缺血模型,且稳定性较好。小鼠脑缺血后,表现为神经功能异常、脑组织含水量上升、脑梗死面积增加。与模型组相比,黄连解毒汤可明显缓解小鼠缺血后的神经功能障碍,使缺血小鼠的脑含水量下降,降低脑缺血面积百分比。差异均具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。
(2)代谢组学研究:数据分析显示,假手术组与模型组两组样本有一定的相聚的趋势且分离明显,从代谢组学层面上进一步说明模型建立成功。各组样本通过PCA分析可得,各组样本有一定的相聚的趋势且分离明显,黄连解毒汤组减弱了线栓阻塞大脑中动脉的刺激作用,能使模型组小鼠的代谢谱趋之于正常化水平,可以通过数据聚类的方式表现出来。采用PLS-DA和正交偏最小二乘法判别分析法(OrthogonalPLS-DA)将组间差异最大化,进一步对各组的代谢物差异进行分析,各组的样本点相分离,各样本点聚集较好,且给药组有明显接近假手术组的趋势。选择PLS-DA载荷图中距中心较远的变量(VIP>1)并结合手动积分和非参数检验,最终确定包括苯丙氨酸、溶血卵磷脂,磷脂酰胆碱等在内的50个差异代谢物。对它们的代谢通路进行分析发现,苯丙氨酸,酪氨酸和色氨酸生物生物合成、苯丙氨酸代谢、甘油磷脂代谢、醚脂代谢通路影响值大于0.10,差异代谢物与这几个代谢途联系最为密切。
结论:
本研究证实黄连解毒汤对小鼠脑缺血损伤具有明显的缓解作用,代谢组学发现了与黄连解毒汤抗脑缺血有关的代谢产物,并寻找到了密切相关的代谢途径,从整体水平探究了黄连解毒汤抗脑缺血影响的代谢物的动态变化及其分子作用机理。