基于整合指纹谱与代谢网络变化的复方脑得生药效物质基础及效应成分量比研究

The Effective material basis of Traditional Chinese Medicine (TCM) effect is the key to clarify the secrets of the TCM and to enact the scientific quality control indicators.This study is based on the preliminary study and the overall concept of thinking of Chinese medicine, taking "Chinese Pharmacopoeia" Naodesheng pill as research object, we used uniform design to conform the extract of Naodesheng into polynary experimental samples acording to different part, with the general application of NMR, UPLC-MS/MS, bioinformatics, and other modern analytical techniques and methods of analysis. We analyzed the metabolism model figures between the animal models group and the group with drug intervention, including blood, urine and brain tissue, and discussing its role in the stroke group characteristics and in the small molecular markers which was turned into quantitative information. We used the artificial neural networks and pattern recognition technology to analyze chemical information and pharmacodynamic information between the two overall of drug and biological, and then definite the Naodesheng effective material. With the multiple splines regression method to analyze the quantitative relationship between metabolomics changes and the active ingredients, we identified the minimum effective concentration of all the active ingredients, and set up a new quality control system based on efficacy evaluation. The implementation of this subject not only can reveal the material basis of Naodesheng pill, but also can provide new methods and ideas for the establishment of the study and research of Chinese medicine Substances Foundation research and quality control based on the overall concept, which corresponds of the characteristics of Chinese medicine.

中药效应物质基础是阐明中药作用奥秘和制定科学质量控制指标的关键。本研究拟在前期研究基础上，以《中国药典》方脑得生丸为研究对象，基于中医整体观思维，采用均匀设计将脑得生提取物分部位整合成多元实验样本，综合应用NMR、UPLC-MS/MS、生物信息学等现代分析技术和方法，通过对动物模型组和药物干预后血液、尿液、脑组织代谢模式图进行分析，探讨其作用于脑中风的代谢组学特征和小分子标志物，并将标志物转化成量化信息，利用人工神经网络等模式识别技术，通过对药物与生物两个整体之间的化学信息和药效信息的相关性分析，明确脑得生的有效物质。采用多次样条回归方法研究分析代谢组学变化与有效成分之间的量化关系，确定各有效成分的最低有效浓度，建立基于药效评价的新的质量控制体系。本课题的实施不仅可揭示脑得生丸的物质基础，而且为建立基于整体观、符合中医药特点的复方中药物质基础研究和质量控制提供新的方法与思路。

中药药效物质基础是阐明中药作用奥秘和制定科学质量控制指标的关键。目前还没有一种切实可行的、可以阐释中药药效物质基础的方法，没能把中药药效成分多样性和机体网络多靶点之间建立有效的关联性。基于此，本项目在前期研究基础上，基于整合指纹谱与代谢网络变化来阐释脑得生的药效物质基础及效应成分量比关系。本项目经过四年的实验探索，主要完成以下研究内容：（1）构建了基于二极管阵列检测器的多波长整合指纹图谱方法，确定了共有峰；（2）利用LC-MS法对复方脑得生多元组合样品进行化学结构表征，并对10组脑得生样品中的54个成分进行了含量测定；（3）利用大脑中动脉阻断法建立大鼠脑缺血再灌注损伤模型，分析了10组脑得生有效部位多元组合样品对脑缺血再灌注模型大鼠的影响，发现脑得生样品第4组、第1组、第3组、第6组、第5组及第7组能够显著改善脑缺血再灌注损伤大鼠术后行为学症状，并能显著降低脑梗死面积；（4）利用NMR 谱仪采集大鼠血浆、尿液及脑组织样品的 1H-NMR谱，并结合主成分分析、偏最小二乘法判别分析等化学信息学技术，分析不同组别的血浆、尿液、脑组织代谢谱差异，找出与药效相关的血浆生物标志物6个，尿液生物标志物6个，脑组织生物标志物12个；（5）采用双变量分析法研究分析了10组脑得生样品的54个化学成分含量信息与24个生物标志物量化信息的相关性，找出了与各生物标志物相关度最高的10个效应成分，分别为人参皂苷Rb1，人参皂苷Rg1, 人参皂苷Rd, 三七皂苷R1, 洋川芎内酯I,大豆苷元, 阿魏酸, 羟基红花黄色素A, 牡荆素,葛根素；（6）对脑得生10个效应成分进行药效学与代谢组学评价，明确了效应成分的有效含量范围，从而确定效应成分的量比关系，并提出了效应成分的临床等效剂量范围。本项目不仅揭示了脑得生的药效物质基础，而且为脑得生的质量控制成分的上下限度提供依据，从而为建立基于整体观、符合中医药特点的复方中药物质基础研究和质量控制提供新的方法与思路。