基于取象比类法建立丹红注射剂调节血脂代谢的定量核磁谱效相关网络

The security of chinese traditional medicine (TCM) injection has been limited for the reason of uncertainty about the valid compositions in most of chinese herbs and difficulty in explaining the acting mechanism of chinese medicine. Based on comparative state, we will establish a paired network associations between quantitative 1H-NMR fingerprints of Danhong injection and plasma lipidomics of apoE-/- mice to screen the medicinal substances and clarify the pharmacological mechanism. In previous study, we found that the current HPLC fingerprint of TCM injection had some defects need to be improved, such as the lack of universal detector, the loss of active ingredients during the separation process and the standard samples difficult to obtain. In this study, we will develop a quantitative analysis method based on 1H-NMR to determine the chemical composition of Danhong injection in a more comprehensive way. The liquid chromatography-tandem mass spectrometry methodology will be used to analyze and characterize the plasma lipidomic profiling of drug treated apoE-/- mice compared to control. The combination of regularized canonical correlation analysis and network in the mixomics package of R will be performed to set up the comparative model between chemical metabolomics and lipidomics. In the network, the medicinal substances will be screened by the correlationship with the fuctional lipid network node, and the pharmacological mechanism will be estimated by the correlationship with the chemical metabolites network node. The paired network between chemical spectra and medicinal effects will give more insight into the global regulating effect of Danhong injection on plasma lipid metabonomics.

针对中药注射剂药效物质不明确和作用机制不清楚的安全隐患问题，我们拟应用取象比类的思路，从整体效应观的层面，建立一种谱效相关网络模型，用于筛选药效物质阐明药理机制。在前期研究工作中，我们发现一些中药注射剂的现行HPLC指纹图谱存在较大缺陷，如缺乏通用性检测器、分离过程损失有效成分、标准品难获得。因此对于此类HPLC检测有盲点的中药注射剂,我们将以丹红为模式中药，建立质子定量核磁指纹图谱和方法学考察标准程序，全面表征化学象的整体性和复杂性。用脂质代谢组学技术表征丹红对apoE基因敲出小鼠血脂象的调节作用，应用R语言中的正规化典型相关网络功能建立化学象和血脂象的比类模型。在相关网络上，以功能脂质为节点辐射性的寻找相关化学成分，预测丹红调节血脂代谢的药效成分和协同作用靶点；以药效成分为节点辐射性的寻找相关脂质靶点，探讨丹红调脂作用通路的多样化和网络化，从而全面揭示丹红对血脂代谢的整体调节效应。

丹红注射液是临床上常用的治疗心脑血管疾病的中药注射剂。动脉粥样硬化是心脑血管疾病重要的诱发因素，实验发现长期注射丹红可抑制动脉粥样硬化的发展。为揭示丹红注射液调脂作用的物质基础，本研究基于取象比类思想，建立了一种注重中药注射剂整体调节效应的谱效学研究方法。应用无偏向性的1H-qNMR指纹图谱技术明确了丹红注射液化学象的物质基础，建立了一种简单快速的、准确的核磁共振氢谱定性、定量方法，用于丹红注射液中丹参多酚酸类次生成分和氨基酸、糖类、有机酸等初生成分共13个化合物的定性及定量研究，系统的方法学研究表明，所建立的方法线性关系良好，重复性、精密度、稳定性结果可靠，回收率结果范围在91.3 ~ 106.6%，符合相应方法学的规定要求。研究结果反映出丹红注射液中除了已经证明药效作用的丹参多酚酸类成分，还含有大量的初生化学成分，例如含量较高的葡萄糖，天门冬氨酸、果糖等，而此类成分为现行HPLC-UV指纹图谱的检测有盲点，核磁共振定量方法弥补了实这一缺陷，实现了在一张图谱上同时检测丹红注射液初生和次生成分，结合药效学研究将有利于更好的控制丹红注射液质量。动脉粥样硬化模型小鼠给药丹红注射液治疗16周之后，从病理切片图可观察到动脉粥样硬化斑块范围缩小，生化指标显示给药组的抗动脉粥样硬化保护因子HDL-C水平显著升高，提示丹红注射液对动脉粥样硬化损伤有一定的修复和治疗作用。进一步采用超高效液相-高分辨质谱联用技术表征血浆样品的磷脂代谢成分，结合ROC曲线和PLS-DA分析法筛选出不同组别之间存在的差异性磷脂代谢物，包括3种区分正常健康小鼠和高脂诱导的野生型小鼠的标志磷脂，1种区分动脉粥样硬化模型小鼠和高脂诱导的正常小鼠之间的标志磷脂，6种区分动脉粥样硬化模型小鼠与丹红给药组的标志磷脂。在进一步建立的皮尔森谱-效相关网络上，我们以功能脂质为节点辐射性的寻找相关化学成分，丹参素、原儿茶酸、原儿茶醛、缬氨酸、焦谷氨酸、天门冬氨酸、丙二酸、琥珀酸、果糖、葡萄糖可能是丹红注射液脂质调节作用的有效化学成分，以化学成分为节点辐射性的寻找相关脂质靶点，提示各个成分之间具有协同的药效作用。通过上述谱效网络的建立和解析，本研究揭示了丹红对血脂代谢的整体调节效应。