基于代谢组学与谱效结合的防己黄芪汤益气祛湿作用物质基础研究

Fangji Huangqi Decoction, recorded in Synopsis of the Golden Chamber for the first time and composing of the roots of four kinds of Chinese herbal medicines - Stephania tetrandra S. Moore, Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge., Atractylodes macrocephala Koidz. and Glycyrrhiza uralensis Fisch., is a classical prescription with the function of qi-tonifying and damp-clearing. This decoction is used to treat chronic glomerulonephritis, cardiac edema and rheumatoid arthritis in clinic. By now, however, the study on its material basis is still a blank. Hence, it is necessary to research it systematically. In this subject, basing on the biological react of the animals after drug administration, combined with the theory of metabolomics, the classical spectrum-effect relationship is transferred into spectrum-spectrum relationship, in which way the sensitivity and controllability of the method would be greatly improved. The strategy of this subject concerns application of so many modern academic areas, including analytical chemistry, pharmacology, molecular biology and statistics. Also, the advantage of UHPLC-Q/TOF-MS technique on multiple chemical components detection and identification is exerted to the best. We plan to discover the therapeutic chemical basis of the decoction through revealing the interior-relationship between the chemical composition and the drug effect in vivo. Furthermore, we hope that the mode of this subject would be helpful to the modern study of material basis of TCM.

防己黄芪汤始载于《金匮要略》，由防己、黄芪、白术和甘草四味药组成，具有益气祛风、健脾利水之功效，是中医益气祛湿经典方剂，临床用于治疗慢性肾小球肾炎、心脏性水肿、风湿性关节炎等属脾虚湿盛证者。该方应用广泛，但截止目前，关于其药效物质基础方面报导仍为空白，故有必要对其进行研究。本项目结合已有工作基础，以机体在药物作用下产生的效应为核心，将代谢组学基本理论融入谱效相关研究方法中，通过对特定生物标记物的识别与观测，变传统“谱–效相关”为“谱–谱相关”，在提高效应指标灵敏度同时更加强了药效学实验数据采集可控性。项目整体思路将分析化学、药理学、分子生物学、数学统计学等学科方法有机结合，并充分发挥高分辨飞行时间质谱在化合物筛选和鉴别方面的性能优势，力求揭示复方化学成分特征体内行为与特定生物活性之间的内在关联，阐明防己黄芪汤发挥益气祛湿作用的物质基础，创新性地为复方药效物质基础现代研究提供示范与参考。

长期以来，受到科学技术发展状况的客观制约，尽管中药复方的疗效在几千年的临床实践中已经得到广泛而充分的认可，但其发挥作用的药效物质基础却仍是个谜团。并且，关于中药复方药效物质基础的研究也被认为具有相当难度。本项目在总结归纳近十年国内外相关文献的基础上，创新性地将代谢组学的核心理论与思想融入到经典谱效相关研究方法中，以生物标记物在生物体内浓度水平的变化为桥梁来反映机体在药物作用下的病理、生理状态改变，变传统“谱-效相关”为“谱-谱相关”，并通过这样的转化克服经典谱效相关中“效”获取过程中的诸多困难。. 项目以经典方剂—防己黄芪汤为研究对象，成功将该策略应用于其药效物质基础的发现过程。首先，在中医传统理论的指导下，项目组成员筛选出大鼠肾病综合征作为脾虚湿盛证的实验动物模型，应用代谢组学方法寻找并鉴别出17个肾病综合征相关的生物标记物，这些内源性成分主要涉及到动物体内的甘油磷脂代谢、甘氨酸代谢、丝氨酸代谢、苏氨酸代谢、苯基丙氨酸、氰丙氨酸等多种代谢途径。继而，项目进一步考察防己黄芪汤对于肾病综合征的干预作用，同时监测并记录防己黄芪汤相关体内移行成分的详细经时过程。实验结果筛选出105个复方相关成分，其中原型26个，代谢产物79个，包括：I 相代谢产物 52个，II相代谢产物27个。根据不同时间点入血成分强度大小，从中选取了43个成分用于后续的相关分析。最终，通过数学统计学相关运算寻找到防己黄芪汤治疗肾病综合征发挥益气祛湿作用的物质基础，它们为粉防己碱、N-甲基防己诺林碱、3个粉防己碱去甲基同分异构体、防己诺林碱、甘草利酮代谢产物、粉防己碱代谢产物、甘草查尔酮代谢产物、黄芪皂苷Ⅱ代谢产物和甘草次酸等。同时，又对其发挥药理作用可能涉及的主要代谢通路进行了讨论。. 本项目研究结果有利于客观阐述防己黄芪汤发挥益气祛湿作用的物质基础，所采用研究方法可为中药复方药效物质基础现代研究提供参考。