基于代谢组学和网络药理学策略研究鬼针草抗高脂血症效应物质及作用机制

Bidens bipinnata L. has a significant curative effect which is used for the treatment of hyperlipidemia. However, it has become a bottleneck for its application and the further development that the active ingredients and mechanism of bidens bipinnata L. against hyperlipidemia is not clear. In our study, the main active ingredients of bidens bipinnata L. against hyperlipidemia will be preliminary determined by the method of serum pharmaceutical chemistry. Then the active ingredients of it will be further confirmed, and action targets of bidens bipinnata L. against hyperlipidemia will be preliminary explored by the method of metabolomics and network pharmacology. The target organs of bidens bipinnata L. against hyperlipidemia will be determined by analyzing the content of active ingredients in organs. Furtherly, the main targets which are predicted in the above study will be further verified by western-blot and real-time quantitative PCR. Based on these studies, it will be preliminary clarified the active ingredients and mechanism of bidens bipinnata L. against hyperlipidemia. This study can provide a basis for clinical application and further research of bidens bipinnata L., and will serve as reference for the study of active ingredients and mechanism of traditional Chinese medicine (TCM).

鬼针草用于治疗高脂血症疗效显著，然而其效应物质和作用机制不明确，成为阻碍其应用和进一步研究开发的瓶颈。本项目首先采用血清药物化学初步确定鬼针草的主要活性成分；然后采用代谢组学和网络药理学的方法进一步确证鬼针草抗高脂血症的效应成分并预测其作用靶点；通过分析效应成分的累积规律，明确鬼针草治疗高脂血症的靶器官，进一步采用western-blot和实时荧光定量PCR对以上预测到的主要作用靶点进行验证。综合分析初步阐明鬼针草治疗高脂血症的效应物质及作用机制。通过本项目的开展为鬼针草的临床应用和进一步研究开发提供依据，也为中药效应物质及其作用机制研究提供借鉴。

鬼针草临床用于治疗高脂血症，取得了良好的疗效，但是其药效物质及作用机制尚不清楚。本研究联合采用药理学、血清药物化学、网络药理学、代谢组学、组织分布、western-blot及RT-qPCR等技术手段分别从鬼针草的整体效应、体内代谢及蛋白基因水平对其效应物质和作用机制进行研究。（1）采用药理学方法，在整体动物水平进一步评价了鬼针草的抗高脂血症作用，结果表明，鬼针草可改善高脂血症大鼠脂质代谢，减少血脂异常对肝、肾功能的损害。（2）联合采用血清药物化学和网络药理学方法，基本明确了鬼针草抗高脂血症的效应物质为鬼针聚炔苷、原儿茶酸、没食子酸、金丝桃苷、木犀草素等化合物。（3）基于网络药理学和代谢组学策略，初步阐明了鬼针草主要通过对PPAR信号通路、亚油酸代谢、花生四烯酸代谢、萜类化合物骨架合成等方面的调节实现抗高脂血效应。这4条通路中与高脂血症密切相关的靶点为PPARα、PPARβ、PPARγ、APOA2、RXRα、RXRβ、HMGCR等。（4）选取上述研究中筛选出的主要效应物质为研究对象，采用组织分布的技术和方法，结合上述研究明确了肝脏为鬼针草治疗高脂血症的主要靶器官。（5）以主要靶器官肝脏为研究对象，采用western-blot和RT-qPCR对上述研究中筛选出的靶点的蛋白表达及基因转录差异进行分析，对以上研究推断的作用机制进行验证和进一步研究，结果显示，鬼针草通过上调CYP1A2、PPARα、PPARβ、PPARγ、APOA2的表达，同时下调CYP3A4、RXRα、RXRβ、HMGCR的表达，起到抗高脂血症的作用。综上可知，通过本项目的实施明确了鬼针聚炔苷、原儿茶酸、没食子酸、金丝桃苷、木犀草素等为鬼针草抗高脂血的主要效应物质；明确了鬼针草主要通过调节脂质代谢、抑制炎症发生等药理作用环节，起到抗高脂血症的作用，具体机制如下：通过调节PPARα、PPARβ、PPARγ、APOA2、RXRα、RXRβ、CYP3A4、CYP1A2、HMGCR的基因转录和蛋白表达，激活了PPAR信号通路、亚油酸代谢、花生四烯酸代谢、萜类化合物骨架合成等通路，减少了炎症细胞因子产生、调节脂质生成、抑制胆固醇的合成、促进高密度脂蛋白对胆固醇的转运等，起到治疗高脂血症的作用。