基于代谢组学与组合药代动力学表征的葛根芩连汤药性物质基础与配伍机制研究

"four natures five flavors" is the core theory of the property theories of traditional Chinese medicine (TCM), is also a fondamental theory which manifest the efficacy of the TCMs. How to describe the "four natures five flavors" and its compatibility rules based on pharmacodynamic material basis and action mechanism is a scientific question urgently needed to be solved. This project is on the basis of our early Natural Science Foundation research, and taking the classic TCM antipyretic prescription named Gegen Qin-Lian Decoction (GQLD) and hot prescription named Sini Decoction (SND) included in the “Treatise on Febrile Diseases” as the research objects: (1) to study heat syndrome biomarkers using (micro-) biological, chemical and hot TCMs induced heat syndrome animal model and metabolomic methods; (2) to study the biomarkers and effect components and their dynamic rules of cold TCM using metabolomic and combinatorial pharmacokinetics; (3) to confirm the effect components of cold TCM using re-pyrogenic syndrome animal model with hot prescription and its biomarkers and effect components; (4) to clarify the pharmacodynamic material basis and qualitatively and quantitatively describe the interactive effect of the pharmacodynamic material basis of TCM prescriptions through the combination of metabolomics and combinatorial pharmacokinetics, and clarify the compatibility rule of GQLD and expound the for “natures five flavors” property theories of TCMs further. This study intends to solve the key scientific issues are: how to interpret the scientific connotation of the “four natures five flavors” theorie and compatibility mechanism of TCM.

中药的四气五味是中药药性理论的核心，是体现中药功效的理论基础。如何从物质基础和作用机理层面研究中药的四气五味与配伍机制，是丰富和发展中药基础理论亟待解决的科学问题。本项目系在前期自然科学基金研究的基础上，以《伤寒论》经典解热方剂“葛根芩连汤”与热性方剂“四逆汤”为研究对象：①采用微生物、化学物质以及热性中药等不同诱导剂致热与代谢组学原理研究热证动物模型及热证生物标志物；②应用代谢组学与组合药代动力学研究寒凉药性生物标志物与功效成分谱及其动态规律；③应用热性方剂复热模型及其生物标志物与功效成分谱验证寒凉药性的功效成分谱；④通过代谢物组学与组合药代动力学方法阐述中药药性效物质基础，定性、定量描述中药方剂药性物质基础的相互作用，阐明解热方剂“葛根芩连汤”中各药味的配伍规律，进而阐明中药四气五味药性理论。本研究拟解决的关键科学问题是用代谢组学与药代动力学规律诠释中药四气五味的科学内涵及其配伍机制。

中药药性理论研究的基础是中药药性本质的认识与功效物质物质基础的表征及配伍规律的阐明。为解决中药药性理论研究中遇到的中药药性标志物与功效物质及其配伍理论的科学阐释等瓶颈问题，本项目集成创新性探索研究，以葛根芩连汤为研究工具，应用代谢组学原理，综合采用现代分析技术与多元数据统计分析方法对健康动物与热证模型动物给予方剂后的体液代谢指纹图谱及其变化规律进行整体分析，筛选不同诱因导致的热证模型动物体内的通用与特征生物标志物、评价热证动物模型复制方法的适应证候与有效时间；应用代谢组学研究寒凉药性生物标志物与功效物质谱及其动态规律，阐明中药方剂葛根芩连汤的药性功效标志物与功效物质谱；采用代谢组学和药代动力学相结合的方法，阐明了寒性中药方剂治疗热证的功效物质基础及其配伍规律。①基于代谢组学原理，通过比较“补气中药”致大鼠热证模型、“干酵母”致大鼠热证模型以及“2,4-二硝基苯酚”致大鼠热证模型的成模机制，研究模型动物热证生物标志物，阐明了以不同诱导剂复制的热证动物模型的通用生物标志物与特征生物标志物及其代谢通路。②基于代谢组学原理，从系统水平上研究与评价三种大鼠热证模型时间上的稳定性，确定模型的有效持续时间，以及不同诱导剂复制的动物模型的适用范围。③建立了体外葛根芩连汤以及给予葛根芩连汤后动物体液指纹图谱绘制方法，表征了葛根芩连汤中134种化合物和在灌胃给与葛根芩连汤的大鼠体内174种化合物。④对模型动物给予葛根芩连汤治疗，阐明寒性方剂葛根芩连汤的解热功效标志物及功效物质谱。⑤通过不同配伍给药的比较药动学的研究，探索佐使药对君臣药的药性与功效物质药动学行为的影响规律，阐明寒凉方剂中各药味的药性标志物及功效物质的配伍机制。⑥基于对甘遂-甘草相反药对与甘遂半夏汤的生物标志物及配伍机制，验证药性标志物与功效物质谱的筛查与标识技术的可行性。