基于转录组学研究中药寒热药性对大鼠能量代谢的影响及药性评价体系的建立

The theory of Chinese herbs nature is the basis and guidance for traditional Chinese medicine, so it is one of the most important problem that how to elaborate the traditional theory by using modern technology. There were lots of evidence showed that the “hot” (or “cold”) and the energy metabolism were closely related. While, previous studies on the energy metabolism regulated by the Chinese herbs natures mainly paid attention to certain enzyme, metabolites and the behaviors of experimental animal, and rarely involved in transcriptome. But transcription is the direct response for the effect of drugs, and transcriptome proivded comprehensive analysis about the change of energy metabolism effected by the herbs nature and the relationship between the herbs nature and the pathway of energy metabolism. Based on transcriptome, this project will study the change of energy metabolism of rat effected by the cold and hot nature of tranditional Chinese medicine, screen the potential biomarker for cold or hot nature, and build an cell-culture-based herbs nature evaluation model. The research of this project will provid experimental evidences and theoretical basis to reveal the mechanism of nature of traditional Chinese medicine.

中药药性理论是中药核心理论，是指导中医临床用药的重要组成依据，利用现代科技手段对传统中药药性理论进行科学阐述已成为中药理论研究重要课题之一。前期大量研究表明中药药性的“寒”、“热”与机体的能量代谢具有密切的关系。不过，以往的研究多集中在某一代谢相关的酶、代谢终产物等下游产物及动物行为表现，从转录组水平分析药性调节机体能量代谢的研究却不深入。然而，转录过程恰恰是机体对药性最直接的反应，而且能量代谢涉及的生理生化过程很多，从组学角度出发能够全面考察寒热药性对机体能量代谢的影响，深入分析各能量代谢途径对药性的应答及相互之间的作用关系。本研究以典型寒热中药处理的大鼠模型为研究对象，从转录组水平考察中药寒热药性对大鼠能量代谢的影响，并筛选中药寒热药性相关生物标志物。同时，建立基于细胞培养的、以筛选得到的生物标志物表达变化为检测指标的中药寒热药性评价模型,为揭示中药寒热药性作用机理提供理论与实践基础。

中药性味理论是中医药理论体系的重要组成部分，是对中药复杂作用机理的高度概括与总结，是中医临床用药的重要理论指导。因此，如何阐明中药性味的科学内涵一直是中医药学者关心关切的重要问题之一。本项目利用基因芯片技术检测了典型寒性与热性中药对大鼠肝脏转录组的影响，并采用生物信息学手段分析中药寒热药性与机体能量代谢的关系。结果表明，虽然各味典型寒、热性中药影响的基因、调节的代谢途径及信号转导途径并不完全相同，但寒性中药均能够通过多种途径抑制机体物质代谢与能量代谢水平，而热性中药均能够促进机体物质代谢与能量代谢水平。与药性密切相关的代谢途径主要包括糖酵解、淀粉与蔗糖代谢过程、癌症中心碳代谢、果糖与甘露糖代谢、三羧酸循环、丙酮酸代谢途径、脂肪酸合成过程、不饱和脂肪酸合成、脂肪酸β氧化、花生四烯酸代谢过程、甘油磷脂代谢过程、类固醇激素合成与代谢过程、甲状腺激素合成过程、cAMP浓度、嘌呤代谢过程、嘧啶代谢过程、胰高血糖素信号途径、AMPK信号途径、PPAR信号途径、胰岛素信号途径以及甲状腺激素信号途径。同时，本项目筛选得到2个与药性判定密切相关的基因，并以其作为检测指标建立了基于细胞培养的中药寒热药性评价模型。本项目首次系统地从转录组学的角度对典型寒、热性中药的药性本质进行了研究，证实中药寒性的本质在于能够抑制机体的物质及能量代谢，中药热性的本质在于能够促进机体的物质及能量代谢，从而验证了项目负责人所在课题组前期提出的中药性（气）味科学内涵的新假说的客观性。本项目的研究结果不仅为揭示中药性（气）味的科学内涵提供了理论与实验依据，对中药质量评价、创新中药的研究以及临床用药等也有重要的指导作用。