基于“存效”科学假说的以黑豆汁为辅料炮制何首乌科学内涵阐释

The procedure stirred with black soybean juice before steaming is the classical processing technology of Polygoni Multtifori Radix (PMR). However, the substantive function and mechanism related to black soybean juice is still ambiguous. Our previous study found that the core component 2,3,5,4'-tetrahydroxystilbene-2-O-β-glucoside (TSG) of PMR was rapidly transformed into dimeric stilbenes with iron ions as a catalyst and TSG could hardly be detected with the extending of reaction time. In view of reductive anthocyanins and isoflavones abundant in black soybean, we deduced that oxidative polymerization could be inhibited or disturbed by black soybean juice. Consequently, we proposed that the black soybean juice played an important role in preserving the efficacy of PMR. The present study focus on the black soybean juice involved in the reaction process of PMR and iron ions. Chemical profiling of transformation products constructed based on phytochemistry methods combined with multivariant mass spectrometry platform will contribute to elucidate the chemical mechanism of black soybean juice, and their role of preserving the efficacy would be revealed by anti-aging and pharmacokinetics evaluation based on Caenorhabditis elegans and rat models, respectively. In addition, study on hepatotoxicity will provide safety data for the use of black soybean juice as excipients. In general, the present research will enrich and complement the processing theory of black soybean juice, and also lay the foundation for the interpretation and understanding of the global processing connotation of PMR. Moreover, the results will provide new idea and reference for the further investigation of other excipients.

使用黑豆汁拌匀后蒸制为何首乌炮制的经典工艺，但黑豆汁发挥的实质作用及其机制尚不明确。申请人前期研究发现：何首乌核心成分二苯乙烯苷稳定性差，在以铁离子为代表的氧化剂催化下迅速发生氧化聚合反应，生成二聚体成分群，并随反应时间增加，原型成分几乎检测不到。基于黑豆汁富含花色素及异黄酮类天然还原性成分，我们推测黑豆汁可能为阻止或干扰上述反应发生的关键因素，并提出：以黑豆汁为辅料起“存效”作用的科学假说。本研究聚焦黑豆汁介入何首乌与铁离子反应过程，采用化学分离手段结合多元质谱平台对转化产物进行全面表征，阐明黑豆汁保护药效成分的化学机制；开展基于线虫及大鼠模型的抗衰老和药代动力学评价，揭示黑豆汁发挥“存效”作用；肝毒性研究为黑豆汁辅料的使用提供安全性数据。本项目的开展是对现有黑豆汁炮制理论的丰富和重要补充，为后续何首乌完整炮制内涵的诠释奠定基础，同时也为其它中药炮制辅料的深入研究提供新的思路和借鉴。

何首乌经过蒸制，补益性增强，肝毒性降低，是首乌饮片在中医临床使用的主要形式。使用黑豆汁拌匀后蒸制为何首乌炮制的经典工艺，但黑豆汁发挥的实质作用及其机制尚不明确。. 本研究采用化学分离手段结合波谱学方法对三氯化铁与何首乌核心成分二苯乙烯苷反应产物进行系统的化学研究，分离得到并鉴定16个新的二苯乙烯苷二聚体类化合物，命名为Polygonumstilbene A~P，证实了二苯乙烯苷在以铁离子为代表的氧化剂催化下发生氧化聚合反应，其含量迅速下降，该研究结果为何首乌传统用药禁忌之“忌铁”科学内涵的诠释提供实验基础。通过线虫动物模型对上述化学成分开展延长寿命实验，结果显示，除化合物3、6、9、13外，其余化学成分均具有延长线虫寿命的作用，增加线虫寿命的范围为1.78%~30.92%。此外，通过实验发现黑豆汁可以明显降低何首乌核心成分二苯乙烯苷在铁离子环境中的降解速率，从而起到“保护”核心成分二苯乙烯苷的效果。探究其黑豆汁作为辅料发挥保护作用的核心机制是何首乌核心成分二苯乙烯苷与黑豆中矢车菊素-3-O-葡萄糖苷共组装体的形成，研究通过电子显微镜和小角度x射线散射（SAXS）技术对其结构进行了表征。此外，利用UV-Vis、荧光、XRD和NMR等方法对二苯乙烯苷与矢车菊素-3-O-葡萄糖苷之间的超分子相互作用进行了全面的研究，并通过分子动力学模拟了TSG和C3G的组装过程。结果显示共组装体显著增强二苯乙烯苷在紫外灯下、三价铁离子溶液环境以及模拟肠液环境中的稳定性。. 本项目共计发表论文6篇，其中SCI论文4篇（单篇影响因子最高6.317，发表在Food & Function期刊，JCR一区），中文核心期刊论文2篇；申报专利一项。培养硕士研究生1名，博士研究生1名。参加学术交流3次。. 本项目的开展是对现有黑豆汁炮制理论的丰富和重要补充，并为何首乌完整炮制内涵的诠释奠定基础，同时为其它中药炮制辅料的深入研究提供新的思路和借鉴。