基于代谢组学技术及类风湿性关节炎大鼠模型的川乌白芍药对减毒增效机制研究

Radix aconiti and radix paeoniae are frequently used as herb pair, which was embodied in 200 Chinese medicine prescriptions for treatment of Bi syndrome induced by wind, cold and dampness. The synergy and attenuation effect of radix aconiti and radix paeoniae after compatibility ensures the safe and effective application in clinic. However, the mechanism of compatibility still remains unclear which resulted in the limited clinical application and drug development of the herb pair. In our previous study, we determined the toxicity biomarkers and toxic ingredients, and we also illuminated the toxicity mechanism of radix aconite. In the present research, we expound the change rule of toxicity biomarkers and toxic ingredients of radix aconiti and radix paeoniae after compatibility by integrating metabonomics technology and serum pharmacochemistry method to analyze the pharmacodynamic biomarkers and active ingredients, to discuss and explore the relevance between them, and to elucidate the mechanism of synergy and attenuation of radix aconiti and radix paeoniae based on rheumatoid arthritis rat model. We prospect to find the medication rule and mechanism of synergy and attenuation of radix aconiti and radix paeoniae after compatibility, to discover lead compounds for treatment of rheumatoid arthritis, and to provide evidence for clinical safe use of aconitum drugs.

在乌头汤为代表的200余首治疗风寒湿痹相关病/证方剂中均以川乌白芍为核心药对，川乌配伍白芍起到减毒及协同增效的作用，以此保证临床用药的安全有效。然而，川乌白芍配伍的减毒增效作用机制尚不明确，这极大地限制了其推广应用及基于此药对的创新药物设计。本课题在前期基于代谢组学揭示了川乌毒性标记物、毒性成分及代谢机制的基础上，进一步将代谢组学与血清药物化学整合，利用类风湿性关节炎动物模型，在阐明川乌与白芍配伍后毒性标记物、毒性成分的变化规律的基础上，揭示川乌白芍药对干预类风湿性关节炎动物模型药效生物标记物、体内显效成分、显效成分与生物标记物的关联性，力图发现川乌配伍芍药的用药规律、减毒及协同增效机制，发现新的治疗类风湿性关节炎的先导化合物，为基于川乌与白芍药对配伍的创新药物研究及乌头类药物的临床安全用药提供依据。

川乌白芍（川芍）是中医临床治疗风寒湿痹相关病/证的常用药对，二者配伍起到减毒增效的作用，以此保证临床用药的安全有效。然而，二者配伍的减毒增效作用机制尚不明确，极大地限制了其推广应用及相关创新药物的研发。. 基于此，本研究以类风湿性关节炎（RA）大鼠为研究对象，通过代谢组学等方法，在大鼠治疗状态下探讨川芍配伍的减毒增效作用机制。同时，采用中药血清药物化学等方法进行川芍毒/效物质基础及变化规律研究。研究发现，川芍配伍既能有效回调与RA相关的临床生化指标，对与心脏、肝脏毒性相关的指标也有明显的改善。在对大鼠胸腺、脾脏、踝关节组织病理学观察中发现，川芍配伍对类风湿引起的病理改变具有明显的治疗效果，大鼠下肢X-ray照片显示，川芍配伍可明显改善水肿、骨破坏等；同时，川芍配伍对川乌的毒性靶器官心脏和肝脏也有明显的保护作用。在代谢组学方法研究中发现，川芍配伍对RA相关的55个生物标物有不同程度的回调，增效作用与其对亚油酸代谢、花生四烯酸代谢、甘油磷酸脂代谢等11条代谢路的干预有关。同时，川芍配伍对与川乌相关的22个毒性生物标记物也有明显调节作用，减毒作用与其对三羧酸循环、戊糖、葡萄糖醛酸转化和色氨酸代谢等9条代谢通路的调节有关。在明确了二者配伍具有减毒增效的前提下，对川芍药对入血成分与药效生物标记物、川乌入血成分与毒性生物标记物分别进行关联分析，筛选潜在的药效物质和毒性物质。最终确定了川乌中23个、白芍中19个、川芍1:1(CB1)中25个、川芍1:2(CB2)中36、川芍1:4(CB4)中24个潜在药效物质；而在确定的19个川乌潜在毒性物质中，川芍1:1中检测到5个、川芍1:2中仅检测到2个、川芍1:4中检测到4个。此结果表明，川芍配伍不仅能促进药效物质入血，还能减少毒性物质进入血液。通过药效和毒性的综合分析，确定川芍1:2为最佳配伍比例。. 本研究为有毒中药配伍减毒增效研究提供了新思路，为发现新的治疗类风湿性关节炎的先导化合物、川芍药对相关创新药物研究及临床安全用药提供依据。