中藥多組分、多靶點(diǎn)、多途徑作用機(jī)制代謝組學(xué)研究模式 ——以氣滯胃痛顆粒為例

中藥是中華民族的瑰寶，如果從神農(nóng)嘗百草算起來，已有幾千年歷史?，F(xiàn)如今，為了推動(dòng)這一千年瑰寶更好的走向臨床，勢必需要對其物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機(jī)制進(jìn)行深入研究。然而中藥成分復(fù)雜，通過多靶點(diǎn)、多途徑作用起效，其機(jī)理研究面臨極大的挑戰(zhàn)。代謝組學(xué)集整體、動(dòng)態(tài)研究于一體，與中醫(yī)藥理論的整體觀、系統(tǒng)觀和辨證論治相吻合，無疑為中藥復(fù)雜機(jī)理研究的有力武器。

氣滯胃痛顆粒（QZWT）由柴胡、延胡索（炙）、枳殼、香附（炙）、白芍、炙甘草 6 味中藥制成，具有促胃腸動(dòng)力、抗胃潰瘍、抗炎的功效，在臨床已經(jīng)使用多年。課題組的前期研究表明，柴胡、枳殼、香附是氣滯胃痛顆粒發(fā)揮促胃腸動(dòng)力作用的主要藥材，但由于成分復(fù)雜，其發(fā)揮藥效活性成分群及作用機(jī)制尚不清晰。本研究旨在以氣滯胃痛顆粒促胃腸動(dòng)力作用機(jī)制研究為例，結(jié)合代謝組學(xué)手段，發(fā)現(xiàn)中藥復(fù)方活性成分集群及作用起效的生物標(biāo)志物，探究作用途徑，構(gòu)建藥理作用網(wǎng)絡(luò)，深入探討復(fù)方“多組分-多靶點(diǎn)-多途徑”的作用機(jī)制，為中藥復(fù)方的研究提供理論依據(jù)。

研究策略

動(dòng)物分組——選用 132 只雄性老鼠隨機(jī)分為 11 組：空白組（CG）、胃動(dòng)力障礙模型組（MG）、西陽對照組（嗎叮嚀組 DG、莫沙必利組 MG）、活性成分組（柴胡皂苷 BS、柴胡多糖 BP、枳殼黃酮 FAF、枳殼揮發(fā)油 FAO、香附黃酮RCF、香附揮發(fā)油RCO）及氣滯胃痛顆粒復(fù)方組。各給藥組小鼠灌胃給藥5天后，除空白組外，均腹腔注射阿托品誘導(dǎo)胃腸動(dòng)力障礙，采集血漿樣本。

復(fù)方有效組分篩選——以胃殘留率、小腸推進(jìn)率、胃泌素、胃動(dòng)素為指標(biāo)，篩選氣滯胃痛顆粒促胃腸動(dòng)力的有效組分；

復(fù)方作用機(jī)制研究——利用高分辨質(zhì)譜非靶向代謝組學(xué)手段揭示復(fù)方及有效組分的作用靶點(diǎn)及代謝通路。

圖 1. 整體研究方案圖

復(fù)方有效組分篩選結(jié)果

將各活性成分組及氣滯胃痛顆粒復(fù)方組分別與模型組比較，綜合胃排空、小腸推進(jìn)率、血清胃泌素含量、血清胃動(dòng)素含量等指標(biāo)，終篩選出 4 種促胃腸動(dòng)力有效組分（圖 2），分別為柴胡多糖、香附黃酮、枳殼揮發(fā)油、枳殼黃酮，進(jìn)一步開展其作用機(jī)制研究。

圖 2. 有效組分促胃腸動(dòng)力藥效結(jié)果圖

復(fù)方作用機(jī)制代謝組學(xué)研究

利用 Agilent 1290 UHPLC-6550 QTOF 分析血漿樣品，經(jīng)由安捷倫 MassHunter Profinder、Mass Profiler Professional（MPP）進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘及生物信息學(xué)分析（見圖 1）。多元統(tǒng)計(jì)分析（見圖 3）顯示，各有效物質(zhì)組、復(fù)方、空白對照與模型組顯著區(qū)分，揭示有效物質(zhì)組及復(fù)方作用后機(jī)體代謝輪廊的顯著變化。在正負(fù)離子模式下對差異代謝物進(jìn)行了鑒定，顯著變化的代謝物涉及氨基酸代謝及脂代謝等相關(guān)途徑。

圖 3. PCA 圖（A、B）和 PLS-DA 圖（C、D）

“多組分-多靶點(diǎn)-多途徑”作用機(jī)制關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分析

依據(jù)代謝組學(xué)結(jié)果，對復(fù)方及有效組分調(diào)節(jié)機(jī)體的代謝物進(jìn)行系統(tǒng)、綜合分析，發(fā)現(xiàn)氣滯胃痛顆粒復(fù)方通過調(diào)節(jié)色氨酸代謝、甘油磷脂代謝、鞘脂代謝、甘油酸代謝、類固醇代謝等代謝途徑達(dá)到治療作用，而有效物質(zhì)組顯著調(diào)節(jié)其中的部分代謝途徑。終構(gòu)建了氣滯胃痛顆粒多組分-多靶點(diǎn)-多途徑促胃腸動(dòng)力的作用機(jī)制關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（圖4）。

圖 4. QZWT “多組分-多靶點(diǎn)-多途徑”的作用機(jī)制關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分析

氣滯胃痛顆粒作用機(jī)制的拓展研究

該課題組基于氣滯胃痛顆粒促胃腸動(dòng)力藥效成分篩選及作用機(jī)制研究的結(jié)果，應(yīng)用建立的研究模式，同時(shí)完成了氣滯胃痛顆?？刮笣?、抗炎功效的藥效組分篩選及作用機(jī)制研究 [2-7]，構(gòu)建了氣滯胃痛顆粒復(fù)方及有效組分藥理作用網(wǎng)絡(luò)（見圖 5），形成了疾病-功效、藥效-組分、組分-通路、通路-靶點(diǎn)的相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)。

圖 5. QZWT 藥理網(wǎng)絡(luò)圖

該課題組基于代謝組學(xué)方法開展氣滯胃痛顆粒促胃腸動(dòng)力、抗?jié)?、抗炎三大藥效有效組分篩選及作用機(jī)制研究，解決了氣滯胃痛顆粒藥效物質(zhì)不清及作用機(jī)制不明確的問題，創(chuàng)新性的從代謝組學(xué)角度，闡明氣滯胃痛顆粒“多組分-疊加、多靶點(diǎn)-整合、多途徑-協(xié)同”作用機(jī)制，提高了氣滯胃痛顆粒的科學(xué)內(nèi)涵，提高其市場競爭力。本研究建立的中藥多組分、多靶點(diǎn)、多途徑作用機(jī)制代謝組學(xué)研究模式無疑為中藥復(fù)雜機(jī)理研究提供了借鑒。