丹参茎叶改善血液循环和调控炎症反应的效应物质基础与分子机制研究

Salvia miltiorrhiza stems and leaves have been recorded with great medicinal value from Qing Dynasty. Modern researches suggest its anti-inflammatory activity and effect on improving blood circulation due to multiple active components with unique characteristics of effect, based on which, a scientific issue that “phenolic acids, flavonoids, triterpenoids in Salvia miltiorrhiza stems and leaves can prevent blood circulation disorders via regulating inflammation and relative signaling pathway” is put forward. Research works in preparation are as follows: the first is to analyze chemical composition in Salvia miltiorrhiza stems and leaves via multistage chromatography-mass spectrometry detection technique. The second is to estimate biological effect of Salvia miltiorrhiza stems and leaves based on not only blood stasis and inflammatory injury animal models but also issues, cellular and molecular levels. The third is to assess the spectrum-effect relationship via correlation analysis of mathematical model, confirming the multiple active constituents and their dose-effect relationship and in further revealing active compounds and their metabolic biotransformation in vivo. The forth is to expose the regulating effect of Salvia miltiorrhiza stems and leaves on metabolic profiling, bio-target and metabolic pathway based on blood stasis and inflammatory injury animal models using metabolomics technology. The fifth is to illuminate the action mechanism of multiple active constituents on improving blood circulation and inflammatory from molecular levels. The ultimate aim is to provide reference for medicinal value development and resource utilization.

丹参茎叶在清代医籍已有药用记载，文献及本课题组前期研究提示其具有改善血液循环和抗炎活性，且含有的多元物质体现出独特的效应特点。据此提出“丹参茎叶酚酸类、黄酮类、三萜类多元效应物质可通过调控炎症反应及相关信号通路实现对血液循环障碍的调节作用”的科学问题，拟开展研究工作：（1）基于色谱—质谱多级联用技术对丹参茎叶多元化学物质进行表征分析；（2）基于血瘀、炎症损伤等模式生物体内外模型评价丹参茎叶的生物效应；（3）基于体内过程揭示其体内效应物质及其代谢转化，并应用适宜数学模型对其谱-效关系进行分析，明确多元效应物质组成与量效关系；（4）基于代谢组学阐明血瘀、炎症损伤所致的代谢变化和代谢通路异常以及丹参茎叶的干预效应；（5）基于血小板活化聚集、血管内皮功能、炎症因子及相关信号通路等从分子水平揭示其各类化学成分/组分改善血液循环、抗炎作用的分子机制。以期为丹参茎叶药用价值发现和资源化利用提供科学依据。

丹参为唇形科植物丹参Salvia miltiorrhiza Bge.的干燥根及根茎。其年消耗量呈逐年呈增长趋势，供不应求。因此，产量可观的丹参茎叶越发受到重视。丹参叶早在清代《医方守约》中就有药用记载：“丹参叶捣烂，合酒糟敷乳，肿初起立消”。《山东药用植物志》中记载：“夏季茎叶茂盛时采叶，晒干或制茶。其性微苦、甘，微寒。具有活血祛瘀，清心除烦功效。”基于传统功效研究证实其在改善血液循环和调控炎症反应方面的药用价值和开发潜力具有重要意义。.本项目较为系统地开展了丹参茎叶多元功效物质表征、改善血液循环、炎症损伤保护作用，基于多组学联合分析技术阐明其对糖尿病肾损伤的保护作用与分子机制。为其开发利用提供科学依据。主要研究内容和重要结果简述如下：.1. 基于色谱-质谱联用技术明确了丹参茎叶多元功效物质包括丹酚酸类、黄酮类及糖类成分，定量分析其配比组成，通过特征指纹图谱研究，制定丹参茎叶药材及有效部位医药中间体的质量标准，其中丹参茎叶作为药材已收录于《陕西省药材标准》。.2. 基于寒凝血瘀大鼠模型、尾静脉注射高分子右旋糖苷所致微循环障碍大鼠模型，发现丹参茎叶能够显著改善血瘀大鼠血液流变学、改善微循环和凝血功能，并能不同程度回调ET-1、iNOS、VEGF、P-Selectin、TXA2、6-keto-PGF1α、TNF-α、IL-1β的表达水平，具有良好活血化瘀功效。.3. 基于高糖高脂饲料喂养联合小剂量STZ腹腔注射诱导糖尿病肾病大鼠模型、db/db Ⅱ型自发性糖尿病肾病小鼠模型，证实丹参茎叶能够显著调节其血糖水平、血脂水平改善糖尿病症状，且有效防治继发性肾损伤，通过抑制肾组织中wnt4、β-catenin、TGF-β等相关蛋白表达实现。.4. 基于多组学联合分析，发现丹参茎叶多组分配伍可显著性调节Egr1、Pik3r3、Col1a1基因，其调节基因为PI3K/ Akt /FoxO信号通路中关键基因。为丹参茎叶功效定位与开发利用提供了科学依据。.项目的实施，在国内外发表论文30篇，SCI 收录15篇；申请或授权发明专利12项；获科技奖励4项，其中国家科技进步二等奖1项、省级科技奖一等奖3项；培养研究生5 名，其中1名获江苏省优秀硕士学位论文。项目负责人宿树兰获得江苏省双创计划（科技副总）。