以肠道菌群为靶标的巴豆制霜减毒存效作用机理研究

The National Natural Science Fundation of China "The processing mechanism of Crotonis Semen Pulveratum" has a certain basis for the work. The frost-like powder processing and the chemical components of Crotonis Semen Pulveratum have been analyzed. However, the processing mechanism in vivo of Crotonis Fructus before and after processing is not clear. On the basis of previous work, this topic is proposed "the toxicity and effect of Crotonis Fructus and Crotonis Semen Pulveratum may through the gut microbiota and the chemicals may be produced". Using the method and technology of chemistry, paharmacology, microbial molecular ecology, metabonomics, bioinformatics methods and modern analysis, research on the material basis, structure-activity relationships, impact of gut microbiota on Crotonis Fructus and Crotonis Semen Pulveratum in physiological and pathological animals will be done. The metabolism and mechanism of the active and toxic components by gut microbiota and the relationship among toxicity, effect, gut microbiota and metabolism have been studied. The microbiology mechanism of frost-like powder processing of Crotonis Fructus will be clarified. These results may provide a new method for the processing mechanism and quality control of toxic seeds and fruits of traditional Chinese medicine.

本课题在前期工作基础上以巴豆生品和霜品为研究对象，提出“巴豆制霜减毒存效作用是以肠道菌群为靶点，通过化学转化和体内代谢生成低（无）毒效应物质而实现”的假说，集成药理学、化学、微生物学、代谢组学、生物信息学、现代仪器分析等研究方法，筛选巴豆毒-效部位，建立谱效关系，研究生理、病理状态下巴豆生品和霜品对肠道菌群微生态的影响及肠道菌群对药物的转化代谢，分析体内吸收代谢过程，阐明其代谢途径和体内作用物质基础，揭示巴豆制霜减毒存效的化学及生物学内涵，探索巴豆制霜减毒与“肠道菌群-体内存在形式-作用机制”的关联性，为深入探讨巴豆制霜减毒存效的微生物学机制，也为种子果实类有毒中药炮制机制的研究提供新思路和新方法，从而更加科学合理地规范有毒中药的炮制技术。

本课题从化学成分、毒效作用、肠道菌群和代谢组学角度，集成药理学、化学、微生物学、生物信息学、现代仪器分析等研究方法，探讨了巴豆制霜减毒存效的科学内涵。采用UPLC-Q-TOF/MS、GS-MS技术等从巴豆生品和霜品中共鉴定42个化合物，结果表明巴豆制霜前后化学成分种类未发生明显变化，但各成分的含量发生了一定变化。巴豆生品和霜品对便秘小鼠均具有显著治疗作用，制霜后对动物炎症因子水平、组织病理损伤等毒性作用均显著降低，这与传统炮制理论认为巴豆制霜减毒存效是相一致的。巴豆毒效作用物质基础主要为脂溶性部位，与佛波醇酯类成分含量和脂肪酸链长短有关。巴豆生品和霜品在生理和病理动物模型下对肠道菌群微生态的影响研究表明巴豆毒性与Lactobacillus、Bacteroides、Lachnospiraceae、Oscillospiraceae、Clostridia、Eubacterium_coprostanoligenes_group等菌属高度相关。巴豆制霜前后均会影响肠道菌群平衡，制霜后引起肠道菌群紊乱程度减弱，表现出一定的制霜后减毒作用。给予巴豆生品和霜品后，肠道与便秘模型高度相关的Lactobacillus、Akkermansia、Alloprevotella、Lachnospiraceae_NK4A136、Desulfobacterota等菌属相对丰度水平均可恢复，表现出模型治疗作用，且制霜后调节便秘肠道菌群紊乱作用增强。采用UPLC-Q-TOF/MS结合主成分分析（PCA）、偏最小二乘法-判别分析（PLS-DA）和正交偏最小二乘法-判别分析（OPLS-DA）等方法，对巴豆制霜前后代谢组学进行研究，分析差异成分、代谢产物和代谢通路，结果表明巴豆制霜减毒作用可能与甘油磷脂代谢、乙醛酸二羧酸代谢、醚脂代谢、糖基磷脂酰肌醇锚生物合成、亚油酸代谢、α-亚麻酸代谢以及花生四烯酸等代谢通路的调节有关。本研究揭示了巴豆制霜减毒存效的化学及生物学内涵，探索了其制霜减毒与肠道菌群、物质基础、作用机制的关联性，为巴豆临床安全有效应用提供科学依据，也为有毒中药炮制机制的研究提供新思路和新方法。