中药川楝子是舒肝理气的代表性药物,常用于治疗胸胁、脘腹胀痛、疝痛以及虫积腹痛等。川楝素是我国学者发现的迄今最有效的抗肉毒素化合物,近年来更是作为抗癌的候选药物。但研究发现,川楝子具有较大的肝肾毒性。而通过中药的配伍可以减弱其毒性。应用目前常规的毒理学方法仅可获得川楝子作用于动物后的组织病理及生化指标的改变等,而对其肝肾毒性的作用机制研究仍不明。本项目拟用基于核磁共振的代谢组学方法从整体上研究川楝子对动物的毒性,通过观察川楝子提取物及活性单体化合物作用于动物后,动物体内小分子代谢物群(生物标记物群)的变化,发现生物体体液(尿液、血清)代谢物群的生理生化差异;确定与毒性相关的各类组合生物标记物群,分析并阐明川楝子活性成分的肝肾毒性以及配伍减毒作用机制,为中药安全性评价开辟新的方法和途径,并为中药的现代化研究提供高新技术手段。
Fructus Meliae Toosendan;metabonomics;compatibility;hepatotoxicity;nephrotoxicity
川楝子具有疏肝理气,行气止痛之功效。研究表明大剂量川楝子可致大鼠肝肾损伤。本研究应用核磁共振代谢组学方法对川楝子的毒性、配伍减毒及作用机制进行了研究。 1)川楝子水提物对大鼠肝肾损伤的代谢分析单次口服给予大鼠大剂量川楝子水提物,应用NMR连续监测大鼠尿样中代谢物的变化,从代谢物中找出与川楝子肝肾毒性相关的生物标记物。结果显示给药24h后,柠檬酸、琥珀酸、2-OG和牛磺酸等代谢物水平下降,肌酐、TMAO、乳酸、马尿酸、甜菜碱、甘氨酸等升高,结合生化病理指标,对川楝子毒性的代谢过程进行了分析。 2)川楝子毒性的时效、量效关系进一步NMR代谢组学研究发现,随着川楝子给药剂量加大,给药时间延长,给药组在得分轨迹图上,其代谢轨迹偏离对照组越多。给药过程中高剂量组尿液中代谢物如柠檬酸、琥珀酸、2-OG、牛磺酸、甜菜碱、甘氨酸水平下降,乳酸、TMAO、肌酸/肌酐水平升高,说明川楝子毒性效应可能涉及到肝、肾。高剂量组在给药期间转氨酶升高,肝细胞出现变形、坏死等,肾小管扩张、上皮细胞变性、坏死、脱落;中剂量组转氨酶无明显变化,病理形态上可见肝窦扩张,细胞散在轻微变性,肾小管上皮细胞变性、坏死等。低剂量组在生化指标及肝肾组织上未见异常,可见川楝子毒性具有一定的时效量效关系。 3)川楝子不同极性溶剂提取物的毒性研究通过从动物血清NMR谱峰数据分析得到的PCA得分图,可看出不同溶剂(水、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇)的川楝子提取物的四个给药组能完全区分开,石油醚组离对照组最远,乙酸乙酯组最近。乙酸乙酯提取物组转氨酶升高,肝细胞广泛变性,肾小管明显扩张,上皮细胞变性,损伤甚至脱落。石油醚和正丁醇提取物组未见异常。说明川楝子乙酸乙酯提取物对机体具有一定的损伤作用。 4)川楝子配伍减毒的代谢组学分析与川楝子组相比,川楝子与白芍配伍组尿液中代谢物的变化相对缓和,如甲酸、葡萄糖、柠檬酸、琥珀酸、2-OG、肌酸/肌酐、乳酸、谷氨酰胺、TMAO等变化较少。从生化指标上看,配伍组转氨酶升高但与对照组相比无统计学意义;而川楝子组转氨酶明显升高,肝细胞变性,肾小管上皮细胞变性坏死。说明白芍具有一定的配伍减毒作用。中药代谢组学的作用机制研究具有生理病理分析所不具备的优点,本项目基于核磁共振的代谢组学方法研究中药毒性、时效量效关系及其配伍减毒的作用机制,将为中药安全性评价开辟新的方法和途径。