基于特征选择的芪箭合剂改善糖尿病大鼠胰岛β细胞功能的效应成分辨识研究

本项目将中药药理与中药化学相结合，从整体、组织、细胞等不同层次，进一步探讨芪箭合剂对2 型糖尿病胰岛β细胞功能的保护作用，同时耦合HPLC及红外指纹图谱，采用改进的LARS非线性回归和Adaboost等特征选择技术筛选芪箭合剂对2 型糖尿病胰岛β 细胞功能作用的有效分子或分子组合；并筛选芪箭合剂中黄芪和鬼箭羽对2 型糖尿病胰岛β 细胞功能作用的最佳配比。首次将特征选择数据挖掘技术与方法创新性应用于中药有效成分的辨识，拓展中药作用机理与中药有效成分识别有机结合的研究新思路，为发现新的治疗糖尿病的中药有效成分或有效成分组合奠定基础。

糖尿病（Diabetes mellitus,DM）是威胁人类健康的主要疾病之一，而胰岛β细胞功能异常是2型糖尿病的核心问题，中药对胰岛β细胞功能有改善价值。本项目将中药药理与中药化学相结合，综合运用数据挖掘技术，探讨基于特征选择的芪箭合剂对2型糖尿病胰岛β细胞功能的改善作用。研究目标及结果如下：第一，建立了模拟2型糖尿病小鼠的动物模型，观测给予芪箭合剂后的血糖值变化，结果证明芪箭合剂具有降血糖作用；第二，通过均匀梯度设计，将芪箭合剂设计成不同的比例，探索不同配比的芪箭合剂的降糖效果，最终确定黄芪、鬼箭羽最佳配比3:1；第三，一方面，通过网络药理学的研究，分析芪箭合剂中主要化学成分作用的靶点，结果找到其中6个在糖尿病肾病中起到关键作用的靶点，根据预测结果推测芪箭合剂改善糖尿病kk小鼠的血糖值可能是通过调控这6个靶点基因的表达来实现的；另一方面，通过中药系统药理学数据库，以diabetes为筛选关键词，筛选出芪箭合剂作用于糖尿病的11个靶点，其中黄芪鬼箭羽的共同作用靶点7个，同时综合口服生物利用度（OB）和类药性（DL）的筛选条件，筛选出6个糖尿病相关药效成分。第四，采用实时荧光定量PCR（Realtimefluores- cencequantitative PCR）实验方法检测kk小鼠肾脏组织中靶点基因的表达，结果表明芪箭合剂起到降糖效果的途径可能是通过调节ESR1及REN这两个基因的表达来实现的。第五，从代谢组学的角度入手，在代谢物质总体变化趋势上进行初步分析，结果说明芪箭合剂对糖尿病小鼠具有降低血糖值及改善机体健康状况的治疗趋势。