基于指纹图谱-药效学-药动学的天麻超微粉品质评价研究

Gastrodia elata is a precious traditional Chinese herb. It also ranks first among the ten authentic medicinal herbs of Guizhou Province and has fallen into the list of the eight major TCM industrial chains of the provincial government. Its powder has been used directly in more than 10 TCM products such as Quantianma Capsules. Our previous investigations showed that its ultrafine powder surpassed the ordinary powder in the active ingredients dissolution rate, analgesic effect and nerve protection. In order to further clarify the rationale for the use of Gastrodia elata ultrafine powder, the current project plans to establish a multi-dimensional characteristic fingerprint of Gastrodia elata for its overall quality control by using UPLC/Q-TOF MS. The study also will focus on the effects of the sizes of ultrafine powder on the pharmacological effects and the spectrum-effect relationship. Investigations on the differences of absorption, distribution, pharmacokinetic parameters, and safety index between the ultrafine powder and ordinary powder will also be carried out. PK-PD correlations will be studied to reveal the substances effective in vivo. The research will build a quality standard of Gastrodia elata and its ultrafine powder based on the direct effective substances and will provide scientific basis for the development of the related products of Gastrodia elata ultrafine powder.

天麻系我国传统名贵中药材，列贵州“十大地道药材”之首，系贵州“八大中药产业链”之一，在10余个贵州名优中药品种中均以生粉入药。课题组前期对黔产天麻化学成分、质量控制、不同粒径与药效相关性等进行了系统研究，发现天麻超微粉在有效成分溶出率、镇静镇痛及神经保护作用方面均明显优于天麻普通粉。为进一步阐明以天麻超微粉用药的科学性，本课题将以色谱联用技术建立多维特征指纹图谱，对比研究不同粒径天麻粉的药效差异并开展基于谱效关系分析的效应物质研究；考察天麻超微粉和普通粉在动物体内吸收分布特性、药动学参数以及安全性指标的变化情况，同时从PK-PD角度揭示体内与药效直接相关的物质，从而阐明天麻超微粉的体内过程特征、生物利用度及其应用安全性，实现对天麻整体质量的多指标分析控制并建立基于体内直接作用物质的天麻及其超微粉质量标准，为天麻超微粉在天麻相关产品中的深度开发利用提供科学依据。

天麻是贵州三宝之一，系贵州“八大中药产业链”之一，在10余个贵州名优中药品种中均以生粉入药，为进一步阐明以天麻超微粉用药的科学性。本项目首先采用UHPLC法建立天麻细粉（100目，146 μm）、天麻极细粉（200目，52 μm）、天麻超微粉Ⅰ（300目，47 μm）、天麻超微粉Ⅱ（400目，37μm）和天麻超微粉Ⅲ（500目，29 μm）的指纹图谱，发现5种不同粒径的天麻粉的指纹图谱与生成的对照指纹图谱的相似度均大于0.9。通过对不同粒径天麻粉体中天麻素等活性指标成分的溶出度比较，筛选出最佳超微粉为天麻超微粉Ⅱ，同时采用大鼠外翻肠囊模型和在体循环肠灌流模型对天麻细粉、极细粉、最佳超微粉中活性成分在大鼠肠道中的吸收转运特征进行研究比较，发现吸收最好的为天麻超微粉Ⅱ。在此基础上，对大脑中动脉栓塞脑缺血模型（MCAO）的保护作用和镇痛镇静的影响，从多方面多指标来考察不同粒径下天麻的药效差异，从药效方面优选出最佳粒径的天麻粉为天麻超微粉Ⅱ和天麻超微粉Ⅲ。综合考虑，采用微透析联合LC-MS/MS进一步研究天麻超微粉Ⅱ对脑缺血及再灌注早期大鼠海马区神经递质含量的影响。结果发现，与缺血段相比，再灌注引起多种神经递质的紊乱，可能进一步加重脑损伤，天麻超微粉可能通过降低Glu、Asp，升高GABA含量发挥脑保护作用。最后，利用微透析取样技术结合LC-MS/MS方法研究天麻超微粉Ⅱ中的活性成分天麻素、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E在正常和MCAO模型大鼠体内（整体）的和脑海马（局部）药代动力学，发现MCAO病理状态下能够改变天麻超微粉活性成分的整体和脑局部的药代动力学过程。并在此基础上，分别对MCAO模型大鼠脑局部病灶部位脑海马药动学指标和药效学指标进行测定，并以此建立脑局部的天麻超微粉中多效应成分的整体PK-PD模型，进一步提示天麻在治疗脑缺血机制可能为多效应成分同时抑制兴奋性氨基酸Glu的活性，多种成分同时也参与了Val、5-HT和GABA的调节。研究结果为探究天麻超微粉发挥脑保护作用的机制提供了理论依据和试验基础。