基于宿主和肠道菌群代谢特征的心可舒心肌保护组分配伍研究

Our previous NSFC project (No. 81073021) confirmed that Xin-Ke-Shu (XKS) has evident protection on myocardial ischemia. The findings from metabonomics and identification of metabolites in the plasma of rats after oral administration of XKS suggested that gut microbiota play a key role in the regulation of XKS on myocardial ischemia. Thus, this project will focus on the metabolic network difference between MI rats, antibiotic treated rats and conventional rats after oral administration of the whole formula of XKS and those formulas reduced one herb using metabonomics together with LC-MS/MS chemical fingerprinting and metabolism of XKS in gut tract, in order to understanding the contributions of the reduced herbs and their constituents to myocardial preservation of XKS. The results will not only give a novel insight on the co-metabolism mechanism of host and gut microbiota, compatibility characteristic of XKS and the contribution of its constituents to myocardial preservation, but also provide a novel ideal and approach suitable for exploring what and how the active constituents in complex system of TCMs generate the magic efficacy according to TCM theory.

在已完成的国家自然科学基金项目（No. 81073021）研究中证实，心可舒具有明确的心肌保护作用，但其配伍规律不清楚。代谢组学和口服入血成分检测提示肠道菌群很可能在其产生疗效中发挥了重要作用。因此本课题拟采用代谢组学，结合LC-MS/MS化学指纹图谱及药物在肠道的代谢特征，从宿主-肠道菌群-药物相互作用，研究心可舒及其减药味方对肠道菌群抑制和心肌缺血大鼠代谢网络调控的差异，不仅能揭示心可舒调控宿主-肠道菌群共代谢机制，阐明心肌保护的组分配伍特征和药效成分的贡献，而且可为中药复杂体系中多成分如何发挥多途径多靶点的作用提供符合中医药理论的科学研究方法和思路。

本课题以异丙肾上腺素 (ISO) 诱导的急性心肌缺血 (AMI) 大鼠和缺氧/复氧 H9c2 细胞为模型，采用代谢组学和16S rRNA 基因测序等技术，从药效、代谢调控、肠道菌群、相关蛋白表达及体内外成分谱，阐明了XKS对心肌缺血的保护作用及单味药的贡献，为阐明 XKS作用机制、配伍规律和临床应用提供了参考。.采用LC-MS/MS、NMR代谢组学方法，研究了XKS及减味方对AMI大鼠的作用。结果表明，XKS 可明显改善 AMI 大鼠血浆生化异常，抑制心肌组织病变，改善脂质、氨基酸等通路紊乱，抑制 AMI 大鼠血浆和心肌组织中 FFAs 的蓄积，改善心肌炎症和凋亡；各减味方有一定回调作用，但存在差异，去除丹参对 XKS 整体疗效影响最大，其次是葛根、山楂和三七，而木香影响较小。.采用LC-MS/MS代谢组学方法，研究了 XKS 及各减味方对 H9c2 细胞缺氧/复氧 (H/R) 损伤的调控作用。结果表明，XKS 可通过抑制氧化应激，细胞凋亡和钙超载来发挥 H/R 损伤保护作用；各单味药具有一定作用，但丹参贡献最大。.应用 16S rRNA 基因测序和代谢组学方法，研究了AMI大鼠肠道菌群和宿主代谢及其相关性，并考察了 XKS 对肠道菌群紊乱的调控作用。结果表明，AMI 大鼠肠道菌群结构和代谢表型均发生显著改变，并伴有肠道炎症和凋亡发生，而 XKS 对菌群紊乱具有一定调控作用。抗生素抑菌AMI大鼠的菌群结构有明显改变，但未观察到血浆生化指标和心肌组织病变的明显改变，表明菌群抑制对该模型影响不明显。故肠道菌群对心肌缺血的影响有待进一步的研究与验证。.应用LC-MS/MS 分析了XKS体外成分谱，共鉴定了87个成分，结合代谢组学结果，分析了单味药中对全方成分的贡献，共鉴定38个潜在药效成分；应用 LC-MS/MS 技术建立了同时测定16个代表性成分含量的方法；大鼠口服XKS后，共检测到 30 个原型及 41 个代谢产物，包括黄酮类、酚酸类和皂苷类成分，与减味方比较明确了单味药对复方的贡献。体外孵育考察了AMI 大鼠肠道菌群对 XKS中11种特征成分的代谢作用。结果表明，葛根素、大豆苷、人参皂苷 Rg1、人参皂苷 Rb1、木香烃内酯和去氢木香烃内酯等体外能被肠道菌群所代谢，产物类型与正常肠道菌群一致，但代谢速率明显低于正常组，表明菌群变化可影响XKS成分吸收和转化速率。