基于药物代谢组学的"辛芍组方"有效性评价及作用机制研究

Erigeron brevsicapus-Paeonia veitchii herbal pair is an ethnic medicine that has proven therapeutic effect in the treatment hemiplegia in Guizhou province. Our previous investigations showed the presence of synergistic effects between the two herbs on ischemic stroke, but the relationship of its material basis and pharmacological effects and the mechanism of the synergistic effects were still unkown. The project intends to conduct investigations on the efficacy, compatibility rationality, compounds responsible for the efficay, bioavailability characteristics of the pharmaceutically active compounds, and mechanism of action of the herbal pair by a combination of UPLC/TQD-based multi-component pharmacokinetic study and UPLC/Q-TOF-based metabonomic analysis of the serum of focal cerebral ischemia-reperfused rats. The results will provide a scientific basis for the development of the Erigeron brevsicapus-Paeonia veitchii herbal pair.

由灯盏细辛和赤芍配伍组成的"辛芍组方"，在贵州民族地区常用于治疗偏瘫，有较好的临床基础，课题组在前期研究中发现"辛芍组方"治疗缺血性脑中风的效果存在协同增效作用，但对该组方抗脑缺血作用的有效物质与药理效应的关系还不明确，协同作用机制尚不清楚。本课题拟结合前期药学、药理及安全性评价研究结果，开展基于药物代谢组学的辛芍组方有效性评价和作用机制研究，即以药物代谢动力学与代谢组学为基本方法，以UPLC/Q-TOF与大鼠 MCAO 的局灶性脑缺血再灌注模型及模式识别技术为基本手段，从辛芍组方体内多成分的 ADME 变化规律层面阐明其配伍规律,并利用PK-PD模型揭示其药效物质基础，同时结合代谢组学对机体内源性代谢物和代谢通路的调控来评价该组方的整体药效，进而通过药代动力学与代谢组学的整合研究揭示辛芍组方配伍规律的科学性和活性物质的生物利用特性及其作用机制，为该组方的深层次开发提供科学依据。

辛芍组方是挖掘贵州民间医药宝库的治疗中风的验方，有较好的临床基础，但该组方抗脑缺血作用的有效物质的经时变化规律及其与临床疗效的关系还不明确，其“多靶点”的协同作用机制等仍尚不清楚。本项目借助大鼠在体肠灌流模型，大鼠体外肝微粒体模型等手段， 进行了辛芍组方中4个主要成分的ADME过程研究，表明灯盏乙素等4个成分均以被动扩散的方式被小肠吸收，且无明显的肠吸收部位，4个化合物在肠道的吸收较差；灌胃给药后，主要分布在小肠和血流丰富的脏器以及脑组织中；在肝脏发生了CYP酶介导的氧化反应和UGT介导的葡萄糖醛酸化反应，进入体循环的药物由胆汁中排出，但由于上述成分的吸收不好，大部分药物以原性或Ⅱ相代谢产物直接从粪便排出，为辛芍组方深度开发利用提供了生物药剂学依据。建立了大鼠大脑缺血再灌注损伤（MCAO）模型，研究了辛芍组方和单方在正常和MCAO大鼠体内的药代动力学，并将正常组和MCAO组以及配伍前后的药动学参数进行对比分析，结果表明脑缺血再灌注损伤会改变辛芍组方的药动学过程，组方配伍后两组大鼠体内的药动学差异更明显，表现为清除率明显降低，半衰期明显延长等，验证了辛芍组方配伍的科学性，并进一步发现这种差异可能与MCAO大鼠的肝药酶活性降低有关。采用代谢组学的研究方法，考察了辛芍组方对MCAO大鼠体内疾病标志物的影响，并结合代谢通路分析，发现辛芍组方能够有效对抗脑缺血再灌注所致的氧化损伤、能量代谢障碍、氨基酸代谢失调以及脂类代谢紊乱，从代谢组学的角度，揭示了辛芍组方通过增强组织抗氧化能力，增强组织的能量代谢，改善脑内中性氨基酸比例失调，抑制脂类代谢紊乱所致的炎症因子的产生以及降低脑组织损伤发挥多成分、多靶点的协同作用机制。为从PK-PD 角度揭示辛芍组方体内药效物质基础与整体药效作用，建立了基于MCAO模型的辛芍组方中4种主要成分的PK-PD结合模型，通过该模型可根据药物的浓度推算出相对应的药效值。上述研究建立了有效物质与药理效应之间的关系，揭示了其抗脑缺血再灌注损伤的多靶点的协同作用机制，为辛芍组方创新药物的研制提供了科学依据。