基于脂肪酸、氨基酸和溶血磷脂酰胆碱代谢网络分析的中药肝毒性评价及作用机制研究

Hepatotoxicity of traditional Chinese medicine(TCM) is a hot research both at home and abroad.On the basis of previous research and literature research, we hold that chemical liver injury is closely related to metabolism abnormality of endogenous substances such as fatty acids(FA), amino acids(AA) and lysophosphatidylcholine(LPC). In the project, using experimental combined with chemometric methods, metabolic profiles of FA, AA and LPC in 6 various kinds of classic hepatotoxic compounds induced-liver injured rats will be systematically investigated, including carbon tetrachloride, α-naphthylisothiocyanate, thioacetamide, D-galactosamine, acetaminophen and chlorpromazine. Metabolic biochemical phenotypes of FA, AA and LPC of different kinds of chemical liver injury will be constructed. A novel evaluation system to distinguish the types of liver injury will be established. On the basis of this, pattern of liver injury of 6 kinds of hepatotoxic TCM, including Tripterygium wilfordii Hook. f., Gynura japonica, Fructus Xanthii Dioscorea bulbifera L., S. vulgaris L., as well as Melia toosendan Sieb. et Zucc, will be evaluated. Expression and activity of Key enzymes in the metabolic pathways of biomarkers of hepatotoxic TCM will be analyzed to explore the liver injured mechanism of TCM. This study provides a new technique and method for the screening of hepatotoxic TCM and compounds and the diagnosis and intervention of TCM induced-liver injury.

中药肝毒性已成为国内外研究的热点，在前期的研究及文献调研的基础上，发现化学肝损伤与脂肪酸、氨基酸和溶血磷脂酰胆碱等内源性物质的代谢谱异常密切相关。本课题拟通过实验手段结合化学计量学方法对四氯化碳、a-异硫氰酸萘酯、硫代乙酰胺、D-氨基半乳糖、对乙酰氨基酚和氯丙嗪等经典肝毒化合物诱导的肝损伤模型的脂肪酸、氨基酸和溶血磷脂酰胆碱的代谢轮廓进行系统分析，构建不同类型肝损伤的脂肪酸、氨基酸和溶血磷脂酰胆碱的代谢生化表型，建立能够区分肝损伤类型的新评价体系。在此基础上，评价雷公藤、苍耳子、菊三七、黄药子、川楝子和欧洲千里光等6味肝毒中药诱导的肝损伤类型，并对中药肝毒性的生物标识物代谢通路上重要酶的表达水平和活性变化进行分析，探究中药肝毒性的作用机制。本课题为肝毒中药和化学成分的筛选及中药肝损伤的诊断和干预等方面提供新的技术和方法。

中药肝毒性已成为国内外研究热点，文献调研发现药源性肝损伤与脂肪酸(FAs)、氨基酸(AAs)和溶血磷脂酰胆碱(LPCs)代谢谱异常密切相关，本课题从这3种内源性物质的代谢层面评价中药肝毒性。具体研究内容和结果如下：(1) 建立定量分析方法：基于GC-MS技术的大鼠血清16种长链FAs的定量方法；基于GC-QQQ-MS/MS技术的大鼠血清19种AAs的定量方法；基于UPLC-QTOF-MS/MS技术的大鼠血清15种LPCs的定量方法。(2)建立了D-氨基半乳糖(D-GalN)、四氯化碳(CCl4)、硫代乙酰胺(TAA)、a-异硫氰酸萘酯(ANIT)、氯丙嗪(CPZ)和对乙酰氨基酚(APAP)诱导大鼠肝损伤模型；PCA分析结果表明，这6种肝毒化合物造成大鼠肝损伤后FAs、AAs和LPCs的代谢轮廓均发生显著变化，采用保肝药物干预后，肝损伤大鼠的这3种物质的代谢轮廓均有回调至正常水平的趋势；根据PLS-DA模型鉴定了这6肝损伤模型的FAs、AAs和LPCs类生物标志物，大多数标志物与生化指标呈显著相关性(r > 0.5, p < 0.05)；OPLS-DA分析结果表明，D-GalN、CCl4、TAA和ANIT诱导的肝损伤大鼠的脂FAs、AAs和LPCs代谢轮廓呈在显著差异，进一步表明化学肝损伤的类型与这三种物质的代谢生化表型密切相关。(3)建立了黄药子、雷公藤、川楝子和苍耳子等4味中药诱导的大鼠肝损伤模型；PCA分析表明这4味中药提取物诱导大鼠肝损伤后FAs、AAs和LPCs的代谢轮廓也发生显著变化；根据PLS-DA模型鉴定了能表征这4味中药肝毒性的FAs、AAs和LPCs类的生物标志物，且大多数标志物与生化指标呈良好相关性(r > 0.5, p < 0.05)；运用OPLS-DA分析，每味中药诱导肝损伤大鼠的FAs、AAs和LPCs的代谢轮廓与D-GalN、CCl4、TAA和ANIT诱导的肝损伤大鼠的FAs、AAs和LPCs的代谢轮廓进行比较分析，结果表明雷公藤诱导的肝损伤类型和作用机制与D-GalN相似，苍耳子的肝损伤类型和作用机制与D-GalN、ANIT、CCl4、TAA均存在较大差异，川楝子的肝损伤的类型和作用机制与CCl4存在异同点，黄药子的肝损伤类型和作用机制与D-GalN和ANIT存在异同点。本课题的研究为药源性肝损伤的诊断和干预等方面提供新的思路和方法。