中藥多組分、多靶點、多途徑作用機制代謝組學研究模式 ——以氣滯胃痛顆粒為例

中藥是中華民族的瑰寶，如果從神農嘗百草算起來，已有幾千年歷史。現(xiàn)如今，為了推動這一千年瑰寶更好的走向臨床，勢必需要對其物質基礎及作用機制進行深入研究。然而中藥成分復雜，通過多靶點、多途徑作用起效，其機理研究面臨極大的挑戰(zhàn)。代謝組學集整體、動態(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，無疑為中藥復雜機理研究的有力武器。

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)揮促胃腸動力作用的主要藥材，但由于成分復雜，其發(fā)揮藥效活性成分群及作用機制尚不清晰。本研究旨在以氣滯胃痛顆粒促胃腸動力作用機制研究為例，結合代謝組學手段，發(fā)現(xiàn)中藥復方活性成分集群及作用起效的生物標志物，探究作用途徑，構建藥理作用網(wǎng)絡，深入探討復方“多組分-多靶點-多途徑”的作用機制，為中藥復方的研究提供理論依據(jù)。

研究策略

動物分組——選用 132 只雄性老鼠隨機分為 11 組：空白組（CG）、胃動力障礙模型組（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胃腸動力障礙，采集血漿樣本。

復方有效組分篩選——以胃殘留率、小腸推進率、胃泌素、胃動素為指標，篩選氣滯胃痛顆粒促胃腸動力的有效組分；

復方作用機制研究——利用高分辨質譜非靶向代謝組學手段揭示復方及有效組分的作用靶點及代謝通路。

圖 1. 整體研究方案圖

復方有效組分篩選結果

將各活性成分組及氣滯胃痛顆粒復方組分別與模型組比較，綜合胃排空、小腸推進率、血清胃泌素含量、血清胃動素含量等指標，終篩選出 4 種促胃腸動力有效組分（圖 2），分別為柴胡多糖、香附黃酮、枳殼揮發(fā)油、枳殼黃酮，進一步開展其作用機制研究。

圖 2. 有效組分促胃腸動力藥效結果圖

復方作用機制代謝組學研究

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）進行數(shù)據(jù)挖掘及生物信息學分析（見圖 1）。多元統(tǒng)計分析（見圖 3）顯示，各有效物質組、復方、空白對照與模型組顯著區(qū)分，揭示有效物質組及復方作用后機體代謝輪廊的顯著變化。在正負離子模式下對差異代謝物進行了鑒定，顯著變化的代謝物涉及氨基酸代謝及脂代謝等相關途徑。

圖 3. PCA 圖（A、B）和 PLS-DA 圖（C、D）

“多組分-多靶點-多途徑”作用機制關聯(lián)網(wǎng)絡分析

依據(jù)代謝組學結果，對復方及有效組分調節(jié)機體的代謝物進行系統(tǒng)、綜合分析，發(fā)現(xiàn)氣滯胃痛顆粒復方通過調節(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到治療作用，而有效物質組顯著調節(jié)其中的部分代謝途徑。終構建了氣滯胃痛顆粒多組分-多靶點-多途徑促胃腸動力的作用機制關聯(lián)網(wǎng)絡（圖4）。

圖 4. QZWT “多組分-多靶點-多途徑”的作用機制關聯(lián)網(wǎng)絡分析

氣滯胃痛顆粒作用機制的拓展研究

該課題組基于氣滯胃痛顆粒促胃腸動力藥效成分篩選及作用機制研究的結果，應用建立的研究模式，同時完成了氣滯胃痛顆粒抗胃潰瘍、抗炎功效的藥效組分篩選及作用機制研究 [2-7]，構建了氣滯胃痛顆粒復方及有效組分藥理作用網(wǎng)絡（見圖 5），形成了疾病-功效、藥效-組分、組分-通路、通路-靶點的相關性網(wǎng)絡。

圖 5. QZWT 藥理網(wǎng)絡圖

該課題組基于代謝組學方法開展氣滯胃痛顆粒促胃腸動力、抗?jié)儭⒖寡兹笏幮в行ЫM分篩選及作用機制研究，解決了氣滯胃痛顆粒藥效物質不清及作用機制不明確的問題，創(chuàng)新性的從代謝組學角度，闡明氣滯胃痛顆粒“多組分-疊加、多靶點-整合、多途徑-協(xié)同”作用機制，提高了氣滯胃痛顆粒的科學內涵，提高其市場競爭力。本研究建立的中藥多組分、多靶點、多途徑作用機制代謝組學研究模式無疑為中藥復雜機理研究提供了借鑒。