基于"药物-机体"双重代谢网络相互作用的经典名方开心散治疗阿尔茨海默病的药效物质基础与作用机制研究

In the present study, from the new perspective that endogenous metabolic network and traditional Chinese medicine metabolic network in organism could interact, a comprehensive analysis of changes of healthy and diseased organism will be carried out, combined metabolomic three levels of study containing metabolic profiling, metabolic fingerprint and metabolic markers. Then drug metabolic network will be setup according to in vitro and in vivo fingerprint of thinleaf milkwort root, ginseng, tatarinow sweetflag rhizome, indian buead and the four herbs prescription Kai-Xin-San (The prescription is used in highest frequency according to statistics of Chinese acient prescriptions in treatment of AD) including its decomposed recipes after administration of traditional Chinese medicine mentioned above to different AD mouse models. After that, we will study the regulation effect of various extracts on AD rat metabolic network and the disposal of rats to various extracts. On this basis, using statistical methods, combined pharmacological experiments, the interaction of the dual metabolic network of drug and organism will be comprehensively evaluated. Then underlying molecular key proteins interactions and moleculer mechanisms of Kai-Xin-San in protecting stable of nerve cell skeleton will be further investigated. The research mentioned above will be helpful for revealing therapeutic components and action mechanisms of Kai-Xin-San in treating AD from the "whole animal-cellular-molecular" level, which would provide theoretical and practical basis for the explanation of therapeutic components and action mechanisms of traditional Chinese medicine.

本研究从机体内源性代谢网络和中药在体内形成的药物代谢网络具有相互作用这一新的视角出发，将代谢物组3个研究层次（即代谢谱、代谢指纹、代谢标志物分析）结合起来，综合分析健康与患病机体的变化，建立与AD相关的机体代谢网络；根据对古方统计，选择使用频率最高的四味药组合开心散为研究复方，对其进行拆方，给予不同AD模型鼠上述药材、复方和拆方提取物，建立其体内外指纹图谱，确定机体内药物代谢网络。结合药理实验，研究各种提取物对AD鼠代谢网络的调控作用和机体对各种提取物的处置情况，在此基础上，应用统计学方法，综合评价"药物-机体"双重代谢网络的相互作用。通过培养神经细胞，采用分子生物学手段，进一步从细胞和蛋白交互作用等分子角度研究开心散对维护神经细胞骨架结构稳定的作用，力求从"整体动物-细胞-分子"水平上全面阐释开心散治疗AD的药效物质和作用机制，为系统研究中药药效物质基础和作用机制提供依据。

本课题通研究机体内源性代谢网络和药物代谢网络相互作用，建立内源性物质代谢轮廓分析方法，对腹腔注射D-半乳糖(D-Gal)及双侧海马注射Aβ25-35的造模方法建立了AD大鼠模型以及临床收集的AD患者进行标志物寻找与确证，构建了AD相关的机体代谢网络；并对使用频率最高的四味药组合开心散对其拆方配伍情况进行研究，给予AD模型大鼠上述药材、复方和拆方提取物，建立其体内外指纹图谱，确定机体内药物代谢网络；建立基于超高效液相色谱-串联高分辨质谱技术的分析方法对开心散体外化学成分进行定性分析，共鉴定108个化合物，包括47个人参皂苷类化合物、9个远志皂苷类化合物、17个远志糖酯类化合物、8个远志酮类化合物、8个三萜酸类化合物和19个其它类化合物，初步建立了开心散化合物数据库，阐明开心散的主要化学物质基础；并通过药物入血成分分析，构建了药物在体内的代谢网络,在含药血浆样品中鉴定了47个原型成分包括16个人参皂苷类化合物、3个远志皂苷类化合物、8个远志糖酯类化合物、4个远志酮类化合物、5个三萜酸类化合物和11个其它类化合物以及原型成分的22个Ⅰ相和Ⅱ相代谢反应产物，初步建立开心散血中移行成分数据库；研究各种提取物对AD大鼠代谢网络的调控作用和机体对各种提取物的处置情况，综合评价"药物-机体"双重代谢网络的相互作用；通过培养神经细胞体外构建AD细胞模型，采用分子生物学手段，进一步从细胞和蛋白交互作用等分子角度研究开心散发挥药效的潜在生物学机制，确证开心散是通过提高神经细胞骨架结构稳定，抑制氧化应激及神经炎症达到改善细胞活性的效果，从"整体动物-细胞-分子"水平上全面阐释开心散治疗AD的药效物质和作用机制，为系统研究中药药效物质基础和作用机制提供依据。综上，课题建立基于“药物-机体”双重代谢网络的中药治疗AD的药效物质基础与作用机制研究，为AD疾病的发病机制以及治疗药物评价提供依据，为开心散的二次开发奠定基础。