基于代谢组学的冠心病生化代谢谱与其中医证型的相关性研究

In this study, metabonomic method will be employed to investigate the features of bio-chemically metabolic profiles relating with qi-yin asthenia and heart blood stasis of coronary heart disease (CHD), and to elucidate the essence of traditional Chinese medicine (TCM) syndrome differentiation of CHD in a basis of such a hypotheses that our researching group suggest ‘TCM syndrome correlating to metabolic profile’. The healthy volunteers and CHD patients with qi-yin asthenia and heart blood stasis will be recruited, and the difference of biochemical metabolites will be compared in control group (healthy volunteers) and disease groups (qi-yin asthenia and heart blood stasis) by modern analysis methods including chromatogram/mass spectrum (GC/MS、LC/MS/MS), main ingredients analysis and cluster analysis, and then the database for metabolite profiles of the two above-mentioned TCM syndromes of CHD will be established. Moreover, the characteristic ingredients for the two syndrome types will be recognized and differentiated by information processing including data mining and causation discovery; The biomarkers assisting CHD diagnosis and typing will be found further through the isolation and identification of the key metabolic products; And the CHD pathological process and metabolic pathway in different TCM syndromes will be explored and the multi-factorial regulation web will be clarified. All in all, our study aims to establish a solid foundation for clinically improving the CHD differentiation and treatment by Chinese traditional medicine.

本研究以课题组提出的“证相关代谢谱群”假说为指导，在前期研究“心力衰竭气阴两虚证及生脉注射液干预的代谢组学研究”基础上，采用代谢组学方法，探究冠心病气阴两虚证和心血瘀阻证的生化代谢物组谱特征，阐明冠心病中医辨证的本质。选择健康人和冠心病气阴两虚证及心血瘀阻证患者，利用色谱/质谱联用（GC/MS、LC/MS/MS）、主成份分析、聚类分析等现代分析技术，比较正常组（健康人）、疾病组（气阴两虚证、心血瘀阻证）的代谢物组谱差异，构建冠心病气阴两虚证、心血瘀阻证的代谢物组谱数据库；另一方面通过关联规则发现等数据挖掘技术和因果发现方法等信息处理技术，辨识和表征上述两种证候类型代谢物组谱中的特征成分，对关键代谢产物进一步分离、鉴定，发现某些辅助诊断分型的生物标志物，并探索相关证候类型的病变过程及机体内物质的代谢途径，阐明中医证候相关的多因素调节网络，为进一步提高冠心病中医临床辨治水平奠定基础。

本研究以课题组提出的“证治代谢组学”假说为指导，采用代谢组学方法探究冠心病（CHD）气阴两虚证和心血瘀阻证的生化代谢物组谱特征。选择健康人和CHD气阴两虚证及心血瘀阻证患者，基于HILIC CHPLC-Q-TOF MS的代谢组学技术，比较正常组（健康人）、疾病组（气阴两虚证、心血瘀阻证）的代谢物组谱差异。研究发现：（1）与健康人相比，CHD患者唾液中的差异代谢物22种，其中显著性差异代谢物15种；各差异代谢物表达主要涉及ABC转运蛋白，蛋白质代谢，缬氨酸、亮氨酸与异亮氨酸的合成，嘌呤代谢等通路的变化；发现、鉴定、筛选出8个生物标志物，分别是乳酸丁酯、临蛋氨酸、丙戊酸、芥酸酰胺、脱氧腺苷、芥酸、N-α-乙酰-L-精氨酸和腺苷。（2）CHD患者尿液有26种差异代谢物，其中显著性差异代谢物21种；差异代谢物表达主要涉及蛋白质代谢，氨基酰基tRNA生物合成，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢，矿物质代谢等4条重要通路；发现、鉴定、筛选出5个生物标志物，分别是肌酸、三乙醇胺、组氨酸、黄素和5-甲基胞嘧啶。（3）与CHD气阴两虚证相比：CHD心血瘀阻证患者唾液的差异代谢物有13种，其中显著性差异代谢物7种；差异代谢物表达过程中主要涉及蛋白质代谢，缬氨酸、亮氨酸与异亮氨酸的合成，矿物质代谢，ABC转运蛋白等4条重要通路；发现、鉴定、筛选出4个生物标志物，分别是烟酰胺、β-高脯氨酸、二甲基甲酰胺和肌酸酐。（4）CHD心血瘀阻证患者尿液有14种差异代谢物，其中显著性差异代谢物6种；各差异代谢物表达主要涉及精氨酸生物合成，缬氨酸、亮氨酸与异亮氨酸的合成，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢，矿物质代谢等4条重要通路；发现、鉴定、筛选出2个生物标志物，分别是α-N-苯-L-谷氨酰胺和精氨酸-丝氨酸。本研究初步建立了CHD患者生化代谢物组谱数据库，发现CHD心血瘀阻证和气阴两虚证生化代谢物组谱特征，并基于代谢组学方法解析了与中医学证候相关的多因素调节网络，揭示了其科学内涵，为CHD不同证型的现代化诠释提供参考。