血瘀证动物模型是研究血瘀证及活血化瘀疗法的重要技术平台,但目前基于某些生理、生化指标的模型评价方式难以体现人体证候的整体性;传统名贵药材血竭的活血化瘀作用确切,但其作用机制尚不清楚。本研究拟借助基于GC-MS和NMR的代谢组学技术平台,研究"阻断大鼠冠状动脉而致之局限性心肌缺血"法建立的血瘀证动物模型的代谢特征,寻找与血瘀证相关的生物标志物(群),并基于此建立血瘀证模型的代谢组学评价方法;同时,基于本课题组在国产血竭质量控制和药理研究方面的良好工作基础,从代谢组学的角度研究国产血竭的活血化瘀作用机制区分正常组、模型组及国产血竭给药组的代谢模式,研究国产血竭给药组的代谢特征及其与血瘀证生物标记物(群)的相关性,并据此探索血竭活血化瘀的作用机理。本课题的开展,将在中医证侯及中药作用机制的代谢组学研究方面做出有益探索,并为国产血竭的进一步合理开发应用提供重要的科学依据。
metabolomics;Resina Draconis;blood stasis;dissipating blood stasis;mechanism
通过建立及完善基于色谱-质谱和核磁共振技术的代谢组学技术平台,研究及建立血瘀证模型的代谢组学评价方法,并从代谢组学的角度阐明国产血竭的活血化瘀作用机制。主要完成了以下工作(1) 代谢组学技术平台的建立及完善通过优化样品预处理条件、建立基于超高效液相色谱/串联四极杆-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF)、气相色谱-质谱(GC-MS)、核磁共振(NMR)技术的代谢组学分析平台及数据处理方法,并借助前期实验数据对该平台进行了验证与完善。同时,针对在研究过程中发现的目前代谢组学数据分析中存在的问题,建立了一种代谢组学数据处理的新策略——代谢物投影法,与现有方法相比,该法可以快速筛选及鉴别生物标志物。(2) 血瘀证动物模型的代谢组学研究采用大鼠冠状动脉结扎法建立血瘀证模型,并通过心电图、心脏梗塞面积、血清乳酸脱氢酶(LDH)和肌醇激酶(CK)水平等对模型进行评价。收集正常组、模型组、阳性药组大鼠血浆,采用UPLC-Q-TOF、GC-MS、NMR进行分析测试和采集数据,采用不同的数据处理方法分析实验数据,发现上述各组的血浆代谢轮廓有显著区别,并进而得到三十几种与血瘀证相关的生物标志物;通过基于KEGG、HMDB等数据库的代谢途径分析,发现上述生物标记物主要位于糖酵解、氨基酸代谢、脂肪酸代谢、脂质代谢等代谢通路中,说明血瘀证导致了大鼠的上述代谢途径发生紊乱。由此,我们可建立血瘀证动物模型的代谢组学评价方法。(3) 基于代谢组学的国产血竭活血化瘀作用机制研究根据文献报道,我们提取国产血竭总黄酮并对其进行药效评价,并证实了其治疗作用。在此基础上,采用UPLC-Q-TOF技术,结合偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)、变量重要性投影(VIP)、聚类分析等数据统计方法,发现在国产血竭干预下,血瘀证大鼠血浆中的植物鞘氨醇,二氢鞘氨醇,酪氨酸,缬氨酸,乙酰肉碱,cAMP,cGMP,苯丙氨酸和色氨酸的水平得到了逆转。通过代谢通路富集分析,我们发现国产血竭可能通过调节鞘脂代谢和支链氨基酸代谢紊乱,以及介入血管平滑肌收缩及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成而发挥活血化瘀作用。本研究为探索国产血竭活血化瘀的作用机制提供了重要线索和科学依据,为中医证侯及中药作用机制研究作出了有益探索。目前,本项目已发表综述及论文共5篇(SCI论文3篇),申请国家发明专利1项。