基于功能代谢组学黄连解毒汤抗特应性皮炎原理研究

Atopic dermatitis (AD) does not have a specific drug presently; Huanglian jiedu decoction is one of the effective traditional Chinese medicine prescriptions, the real material and mechanism of anti-AD were not clear. Functional metabolomics can show the whole state of chemical compositions and therapeutic indexes of the prescription, which was consistent with the concept “holism” of traditional Chinese medicine. This is the first time to study the anti-AD material basis and mechanism of Huanglian jiedu decoction by functional metabolomics. The AD animal model was used to investigate the anti-AD pathways of Huanglian jiedu decoction from inflammation, allergy and pruritus perspectives, then, the small endogenous molecule metabolites of Huanglian jiedu decoction against AD were studied by metabolomics and the candidate biomarkers were screened. Subsequently, the chemical components of Huanglian jiedu decoction were analyzed by UPLC-Q-TOF-MS/MS; the chemical components related to therapeutic indexes of Huanglian jiedu decoction were analyzed by functional metabolomics. The project lays a foundation for the treatment of AD and the research of Huanglian jiedu decoction, and also provides an example for the study of the material basis and mechanism of Chinese herbal prescription.

特应性皮炎（atopic dermatitis，AD）目前并无特效药，黄连解毒汤为有效的中药复方之一，其真正的抗AD药效物质及机制尚未明确。功能代谢组学从整体上展示复方中化学成分同疗效指标的变化状态，与中医整体观念一致，适合中医药的研究。本项目首次基于功能代谢组学技术，对黄连解毒汤抗AD的药效物质基础和作用机制进行研究。首先应用AD动物模型从炎症、过敏和瘙痒三个层面考察黄连解毒汤抗AD的途径，再采用代谢组学技术对黄连解毒汤抗AD的内源性小分子代谢物进行研究并筛选相关小分子候选标志物，获得黄连解毒汤抗AD的相关疗效指标；在此基础上采用UPLC-Q-TOF-MS/MS对黄连解毒汤的化学成分进行分析，采用功能代谢组学方法对其抗AD相关疗效指标和化学成分进行关联分析，明确其抗AD的药效物质基础并探讨其作用机制。课题为AD的治疗和黄连解毒汤的研究奠定基础，为中药复方的药效物质基础和机制研究提供范例。

特应性皮炎（AD）目前尚无特效药，黄连解毒汤是抗AD有效的中药复方之一，本课题基于功能代谢组学技术对其抗AD原理进行研究发现：1）黄连解毒汤可以通过调控p-JAK1，HRH4，IL-4αR等的表达，弱化对T淋巴细胞的活化作用（抑制IL-3、IL-4、IL-5、IL-13、IL-17A、IL-31、IL-33等细胞因子的异常分泌），在抗AD中发挥抗炎、抗过敏和抗瘙痒作用；2）通过血清代谢组学方法鉴定了45个差异代谢物，对其进行代谢途径分析表明组氨酸代谢，嘧啶代谢，精氨酸生物合成，丙氨酸天冬氨酸和谷氨酸代谢参与了黄连解毒汤介导的AD治疗；3）建立了黄连解毒汤复方拆分工艺，并对工艺的稳定性以及组分之间成分的差异度进行了考察发现各拆分组分之间的差异度均大于95%；4）对各拆分组分的药效进行考察表明黄连解毒汤多糖组分和40%醇洗组分抗AD效果优于或者等同于黄连解毒汤原方，是黄连解毒汤改善AD最重要的组成部分；5）通过对复方及拆分组分抗AD入血成分分析发现入血成分主要是3,7-二羟基-3’,4’-二甲氧基黄酮，茵芋碱，野黄芩苷甲酯，巴马汀，小檗碱，栀子苷，小檗红碱, 7,8-二羟基-4-甲基香豆素等；6）将临床疗效指标和代谢物进行相关分析，并与45个差异代谢物进行匹配最终筛选出15个生物标志物，结合黄连解毒汤抗AD的入血成分构建了基于黄连解毒汤抗AD候选生物标志物和入血成分的靶向代谢组学方法；7）通过建立的靶向代谢组学方法对复方及拆分组分抗AD血清进行分析，并采用功能代谢组学方法对复方成分、拆分组分成分和其各自药效进行综合分析，发现野黄芩苷甲酯，巴马汀，小檗碱，栀子苷，小檗红碱和7、8-二羟基-4-甲基香豆素是黄连解毒汤抗AD的关键性成分。本研究首次直接将黄连解毒汤抗AD的临床疗效指标及分子机制与黄连解毒汤中的化学成分直接关联，并采用功能代谢组学建立回归模型，保留了中医“整体观”的思想，为复方药效物质基础研究提供了一种新的研究思路，为黄连解毒汤后续的开发及其临床防治AD奠定了坚实的基础。