2.5基于代謝組學(xué)的中藥復(fù)方作用機制研究

代謝組學(xué)是一門能快速闡明中藥如何通過多器官、多系統(tǒng)、多靶點實現(xiàn)整體作用的學(xué)科，其全景式、整體互動性、綜合性與中藥多組分、多靶點、整體調(diào)節(jié)的特點及中醫(yī)藥理論的整體觀、辨證論治不謀而合。其核心是應(yīng)用現(xiàn)代分析技術(shù)定量測定生物體液中的內(nèi)源性代謝產(chǎn)物，結(jié)合模式識別等化學(xué)信息學(xué)技術(shù)考察生物體在不同狀態(tài)下(如生理與病理狀態(tài)、給藥前后等)代謝產(chǎn)物的變化，獲得相應(yīng)的生物標(biāo)志物，揭示生物體在特定時間、環(huán)境下整體的功能狀態(tài)，從而闡明中藥的藥效物質(zhì)和作用機制，而且代謝組學(xué)所研究的人體內(nèi)的差異小分子類物質(zhì)正是中醫(yī)分型的物質(zhì)基礎(chǔ)。

代謝組學(xué)的研究過程分為:樣品制備;分離、檢測與鑒定代謝產(chǎn)物;數(shù)據(jù)分析與模型建立。代謝組學(xué)樣本主要來源于生物體的血漿、尿液、組織提取液，目前常用的代謝組學(xué)技術(shù)有UPLC-Q-TOF-MS、LC-Q-TOF-MS、LC-MS、GC-MS、質(zhì)子核磁共振(1H-NMＲ)等，數(shù)據(jù)分析與模型建立主要借助多元統(tǒng)計學(xué)分析技術(shù)，包括主成分分析法(PCA)、偏最小二乘法-判別分析(PLS-DA)、正交最小二乘法(OPLS)、正交偏最小二乘法(OPLS-DA)等。運用代謝組學(xué)技術(shù)對中藥復(fù)方藥效物質(zhì)及作用機制的相關(guān)研究見表6。

代謝組學(xué)能通過其全景式、整體互動性、綜合性的技術(shù)特點，利用血液、尿液等共同為機體提供非靶向的整體數(shù)據(jù)及潛在的生物標(biāo)志物和代謝模式，以促進中藥藥物療效的定量評價，并進一步探索潛在的作用機制。但在分析現(xiàn)代中藥復(fù)方代謝組學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)，目前還主要存在以下幾點問題:一是現(xiàn)有分析技術(shù)在分析代謝物譜圖時，靈敏度和準(zhǔn)確度方面還有待于提高;二是大量的數(shù)據(jù)分析使研究變得困難，如何利用數(shù)據(jù)實現(xiàn)最大化效能，仍是代謝組學(xué)的技術(shù)瓶頸;三是目前的研究沒有引起足夠的重視，未將代謝組學(xué)數(shù)據(jù)與基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和臨床數(shù)據(jù)結(jié)合在一起。

2.6基于多技術(shù)融合應(yīng)用模式的中藥復(fù)方研究進展

唐鋒等將“血清藥物化學(xué)-網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)”兩種技術(shù)結(jié)合，對細辛揮發(fā)油抗過敏性鼻炎的有效成分及潛在靶點進行預(yù)測，首先利用血清藥物化學(xué)分析空白血清組與含藥血清組，篩選出12個可抑制抗原誘導(dǎo)ＲBL-2H3肥大細胞釋放組胺和脫顆粒的血中移行成分(α-蒎烯、莰烯、2-β-蒎烯、δ-3-蒈烯、檸檬油精、1，8-桉葉素、優(yōu)香芹酮、龍腦、3，5-二甲氧基甲苯、黃樟腦、甲基丁香酚和2，3，5-三甲氧基甲苯)，再通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測作用靶點，其可能通過調(diào)控環(huán)氧合酶-2、毒蕈堿乙酰膽堿受體M3、alpha1腎上腺素能受體、一氧化氮合酶等靶點發(fā)揮抗過敏性鼻炎的作用，初步揭示細辛揮發(fā)油抗過敏性鼻炎的有效成分及其潛在靶點。

Zhou等將“血清藥物化學(xué)-代謝組學(xué)”兩種技術(shù)結(jié)合評價腎氣丸對腎陽虛證的療效，首先利用血清藥物化學(xué)初步鑒定了56個血中移行成分，再結(jié)合代謝組學(xué)分析出的17種潛在尿生物標(biāo)志物進行相關(guān)性分析，篩選出28個潛在藥效物質(zhì)，并預(yù)測其可能通過調(diào)節(jié)類固醇激素、色氨酸和甲狀腺激素代謝等產(chǎn)生治療效果。

Pang等將“網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)-代謝組學(xué)”兩種技術(shù)結(jié)合對新生化顆粒治療貧血的作用機制進行研究，利用代謝組學(xué)方法對大鼠血漿進行分析，發(fā)現(xiàn)新生化顆粒對眼眶出血致貧血大鼠的潛在調(diào)控機制，再結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)構(gòu)建新生化顆粒的復(fù)合靶向通路網(wǎng)絡(luò)，剖析出與貧血相關(guān)的信號通路。通過ELISA和Western blot對代謝組學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)共享通路中的關(guān)鍵靶點進行了實驗驗證，初步揭示新生化顆?？赡芡ㄟ^調(diào)節(jié)輔酶A的生物合成、鞘磷脂代謝和HIF-1a通路等途徑產(chǎn)生治療貧血的作用。

3討論

中藥復(fù)方藥效物質(zhì)及作用機制研究理論和方法多樣，但各具優(yōu)勢，如何將各種方法整合進行全方位的研究是當(dāng)前所面對的主要問題之一。血清藥物化學(xué)能夠體現(xiàn)機體對藥物吸收、代謝的作用及藥物在體內(nèi)的相互作用，有效避免體外化學(xué)成分盲目分離造成的假陽性或假陰性現(xiàn)象，是目前最符合人體藥動學(xué)的藥效物質(zhì)篩選方法。但由于血清內(nèi)源性物質(zhì)和外源性中藥復(fù)方成分復(fù)雜，對儀器的靈敏度、準(zhǔn)確度要求較高，且主要闡明中藥復(fù)方的藥效物質(zhì)，不涉及其作用機制的研究。而網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)可通過海量數(shù)據(jù)庫資源和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究工具，構(gòu)建“疾病-基因-靶標(biāo)-藥物”之間相互作用的復(fù)雜生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)，對藥物治療疾病過程中的關(guān)鍵靶點和通路進行虛擬預(yù)測，彌補血清藥物化學(xué)的不足。目前唐鋒、周文斌、Zheng、Fang等課題組利用“血清藥物化學(xué)-網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)”進行中藥復(fù)方藥效物質(zhì)研究。但是網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是通過大數(shù)據(jù)進行的虛擬篩選，并不能體現(xiàn)藥物在機體內(nèi)作用的真實情況，因此可借助高通量篩選技術(shù)或垂釣技術(shù)對虛擬篩選的作用靶點進行驗證，應(yīng)用代謝組學(xué)技術(shù)對作用通路進行驗證。王喜軍課題組利用代謝組學(xué)研究內(nèi)源性代謝產(chǎn)物在機體生理與病理狀態(tài)、給藥前后等的動態(tài)變化揭示中藥作用機制的特點，以“體內(nèi)內(nèi)源性物質(zhì)-藥物外源性物質(zhì)-體內(nèi)代謝物質(zhì)”為媒介，運用“血清藥物化學(xué)-代謝組學(xué)”對腎氣丸等多個不同的復(fù)方及對應(yīng)的病證進行了相關(guān)研究。

目前，也有多個課題組運用“網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)-代謝組學(xué)”對新生化顆粒、奇健合劑、清開靈注射劑等中藥復(fù)方進行藥效物質(zhì)及作用機制的研究，利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)海量數(shù)據(jù)對中藥復(fù)方化學(xué)成分進行綜合分析，虛擬預(yù)測潛在作用靶點及通路，并通過代謝組學(xué)以內(nèi)源性代謝物不同情況下的動態(tài)變化尋找生物標(biāo)志物，體內(nèi)驗證藥物作用機制。此研究路線既有效利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)節(jié)約了大量時間和成本，又通過代謝組學(xué)進行雙向驗證，提高了實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度。但該方法以中藥復(fù)方體外化學(xué)成分為基礎(chǔ)，忽略了中藥經(jīng)機體代謝后其代謝產(chǎn)物發(fā)揮藥效的可能，易造成的假陽性或假陰性現(xiàn)象。目前，中藥藥效物質(zhì)及作用機制研究已作為重點攻關(guān)內(nèi)容列入國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)、中醫(yī)藥創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)和“重大新藥創(chuàng)制”中，成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點問題之一，且隨著中醫(yī)藥理論及療效逐漸被西方世界接受，我們迫切需要加強中藥現(xiàn)代化研究，全面分析中藥有效物質(zhì)及作用機制，為其國際推廣、二次開發(fā)和臨床應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

聲明：本文所用圖片、文字來源《中國藥學(xué)雜志》2019年7月，版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請與本網(wǎng)聯(lián)系

相關(guān)鏈接：代謝產(chǎn)物，基因，色氨酸，鞘磷脂