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达立通颗粒整体质量研究进展(十四)

发布时间:2024-02-23 13:12:06 | 来源:【药物研发团队 2024-2-23】
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依据《中药复方制剂整体质量评价体系的构建及应用》中关于构建中药复方制剂整体质量评价体系的技术路线,按照《达立通颗粒整体质量研究方案》,开展达立通颗粒整体质量评价研究,包括研发立项研究、组方和方解研究、中药材/饮片质量研究、生产过程控制技术研究、作用机制研究、质量标志物和生物标志物研究、循证医学研究、药物经济学研究。根据项目进展情况,我们将陆续报道相关研究成果。

本期介绍达立通颗粒治疗功能性消化不良的作用靶点和药效化学标志物确证研究成果。

1.概述

功能性消化不良(FD)是一种常见的肠-脑相互作用障碍性疾病,临床上以餐后饱胀、早饱或上腹痛/上腹烧灼感等无器质性病变,与明确的结构病理无关的典型症状为诊断依据(Black et al.,2022;Sahan et al.,2018)。目前,各种已被证明有效的治疗方法包括幽门螺杆菌根除疗法、质子泵抑制剂、组胺-2受体拮抗剂、促动力药、中枢神经调节剂和心理辅助技术等。然而,长期使用质子泵抑制剂与肝肾毒性和癌症风险增加有关(Ford et al.,2020)。FD患病率高,缺乏明确的诊断试验和有效的治疗策略,是一种具有挑战性的疾病(Sayuk and Gyawali,2020)。因此,发现新的治疗方法是当务之急。

长期以来,传统中医药(TCM)理论和天然中草药被广泛应用于功能性胃肠病的初始治疗(Chang et al.,2016)。TCM在治疗FD方面具有明显的优势。虽然不像化学药物那么快,但疗效稳定,不良反应少,复发率低(Hao et al.,2017)。而且中药复方制剂可以达到减毒增效的效果(Gao et al.,2023;Song et al.,2022b)。达立通颗粒(DLT)是由柴胡、枳实、木香、陈皮、清半夏、蒲公英、焦山楂、焦槟榔、鸡矢藤、党参、延胡索和六神曲(炒)组成的传统中药复方,是我国应用最多的促进胃肠动力的中成药之一。此外,也有研究证实了DLT的有效性、安全性和经济性(Zhang and Guo,2015),在治疗FD患者的胃肠运动性障碍方面具有显著的作用。基于之前的研究(Su et al.,2023),研究者对DLT的化学组成和体内代谢有了一定的了解。然而,DLT治疗功能性消化不良的药理作用机制、作用靶点、药效物质基础尚未完全阐明。

谱效关系分析是一种基于多种化学计量学方法的相关性分析方法,如线性回归分析、灰色关联分析(GRA)和主成分分析(PCA),以建立化学成分与药效学指标之间的联系(Lv et al.,2023;Xu et al.,2022)。它克服了色谱图的缺点,在确定TCM所用制剂的活性成分方面起着至关重要的作用(Du et al.,2021)。随着生物信息学的发展,网络药理学作为一种在系统水平上分析TCM与疾病之间分子关联的综合方法,已被广泛应用于药物和中药活性成分的发现、中药治疗机制的解释和药物组合的分析等方面(Li et al.,2022)。此外,代谢组学也已在中药药理、毒理等研究中广泛应用,药效学研究模型因其敏感性、方便性、可靠性和高效性而备受关注。斑马鱼与人类具有87%的遗传相似性,且具有发育快、易繁殖、行为解剖观察方便、成本低、实验周期短等优点(Lachowicz et al.,2023),目前已广泛应用于药品、食品和保健品的有效性和安全性评价(Tonon and Grassi,2023)。之前的研究人员已经构建了斑马鱼肠蠕动模型和筛选促胃肠动力药物的方法(Zhou et al.,2014)。在本研究中,研究人员参考此方法,用盐酸洛哌丁胺对斑马鱼进行建模。

为了确证DLT中的抗FD成分,采用“谱效关系-网络药理学”整合策略。随后,建立斑马鱼肠蠕动模型进行药效学验证。因此,采用谱-效关系策略,探究不同溶剂提取的DLT中化学成分信号强度与药效学指标的相关性。同样,通过构建"药物-疾病"网络药理学分析方法,确定了DLT中抗FD的关键成分和靶点。最后,建立斑马鱼模型验证其疗效。

值得注意的是,本研究筛选并验证了DLT抗FD的关键靶点和关键成分,为探索DLT治疗FD作用机制、药效化学标志物和生物标志物以及临床用药提供了理论依据。

2.材料和方法

2.1材料和试剂

达立通颗粒(批号:J210522)由南昌弘益药业有限公司生产。甲醇和乙腈(HPLC级)购自默克公司,甲酸LC-MS级)由阿拉丁(中国上海)提供。超纯水采用Milli Q系统(密理博,贝德福德,MA,USA)制备。

桔皮素、延胡索乙素、5-O-去甲基川陈皮素、川陈皮素、紫堇碱、金丝桃苷、柠檬苦素和四氢小檗碱均购自瑞芬思公司(中国成都)。橙皮苷购自上海源益生物科技有限公司(中国上海)。本研究采用的其他纯度大于98.0%(HPLC)的化学参比物质的详细信息在我们之前的研究中都有展示。多潘立酮和盐酸洛哌丁胺由阿拉丁(中国上海)提供。尼罗红购自MedChemExpress(中国北京)。二甲基亚砜购自上海泰坦化学有限公司(中国上海)。

2.2动物

134只体重为18g~22g的雄性ICR(中国医学科学院肿瘤研究所)小鼠由上海市计划生育科学研究院实验动物室提供(中国上海),实验动物许可证号为SYXK(Hu)-2018-0002和SYXK(Hu)-2018-0006。所有动物处理均按照美国国立卫生研究院的《实验动物护理和使用指南》进行。动物实验方案经南京中医药大学动物实验伦理委员会批准。

2.3仪器和UPLC条件

UPLC-Q-TOF/MS/MS(AB Sciex)分析系统由UPLC系统(LC-20A、岛津)和配备电子喷雾电离(ESI)的四极杆飞行时间质谱仪(AB Sciex)组成。色谱分离采用Hypersil GOLDTM柱(3µm,2.1mm×100mm),柱温40℃,流速0.4mL/min。流动相A为水和甲酸(0.1%,v/v),流动相B为乙腈。

洗脱程序按以下梯度进行:0~5min,10% B;5~44min,90% B;44~46min,90% B;46~47min,10% B;47~50.10min、0;进样量为3μL。

质谱参数设定为:扫描范围m/z 50~1500,正/负离子模式;气帘气(GUR),40 psi;雾化气(GS1)和辅助气(GS2),55 psi;离子喷雾电压,5500V/-5500V;碰撞能量,10V/-10V;去簇电压为100V/-100V;ESI温度为550℃。

2.4用不同溶剂提取达立通颗粒的化学成分

精确称量DLT 15份,每份重量为57.5g,相当于生药100g。DLT依次用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇和75 %乙醇提取3次。合并相应组分,得到DLT提取物5个组分(n=3),浓缩至约100mL。使用真空离心浓缩仪(Thermo Scientific)在45 ℃下干燥各提取物1mL,残渣加入800µL甲醇后超声复溶30min,确保最终浓度为1.25g生药/mL,在12000r/min下离心10 min后,分别收集所有样品的上清液。

2.5动物及给药

小鼠于室温22 ± 2 ℃、相对湿度55 ± 5 %、昼夜分明(每天光照和黑暗各12h)的标准环境中饲养一周,自由摄食和饮水。

2.5.1实验餐的制备

10g羧甲基纤维素钠溶于250mL水中,分别加入16g奶粉、8g蔗糖、8g淀粉和2g活性炭,搅拌均匀,配制成300mL黑色半固体糊。

2.5.2 DLT对正常小鼠胃肠运动的促进作用

根据实验需要,给药前将24只雄性小鼠随机分为4组(n = 6只/组):对照组和DLT给药组。在DLT给药组中,根据人体临床剂量(实验剂量按原始剂量计算)选择给药剂量,分别相当于人体每日给药剂量的1/2倍、1倍、2倍,作为低、中、高剂量组。小鼠每天灌胃1次(统一在上午8:30),连续7天,对照组小鼠灌胃等体积生理盐水。第7天给药45min后,实验餐(20mL/kg,末次给药前禁食24h)灌胃给药。20min后颈椎脱臼处死小鼠并解剖。记录幽门至回盲部(小肠全长)的总长度(TL)和幽门至半固体糊前端的长度(L),根据以下公式计算肠道推进率。

肠道推进率=L/TL×100%

2.5.3 DLT不同组分对正常小鼠胃肠运动的促进作用

根据实验需要,将110只雄性小鼠随机分为11组(n=10只/组):对照组和DLT不同溶剂萃取处理组,每组重复2次,包括石油醚组分(PE)、乙醚组分(EE)、乙酸乙酯组分(EA)、正丁醇组分(NB)、水提醇沉组分(WEAP)5个组分。各组灌胃给予(对照组给予相同剂量的生理盐水)10.5g/kg,每天1次,连续7d。实验餐的给药方法和肠道推进率的计算见2.5.2。

2.6多元统计分析

2.6.1主成分分析(PCA)

PCA基于数据降维的原理,在保持数据集最大方差贡献率的同时,将指标简化为具有代表性的综合指标(Hong et al.,2021)。本研究采用MetaboAnalyst 5.0(https://www.metaboanalyst.ca/faces/home.xhtml)分析5个不同组分中原型化合物的差异。

2.6.2灰色关联分析(GRA)

灰色关联分析是一种确定样本与被测对象之间关系的评价方法(Shi et al.,2021)。本研究采用均值变化法对原始数据进行无量纲化处理,以肠道炭末推进率为小鼠药效指标为母序列,以不同组分DLT的108个峰面积为子序列,计算关联度(r)。灰色关联度值越大,表明代表色谱峰的化学成分与肠推进率的关联度越大。根据平均相关值大于1筛选出主要活性化合物。

2.6.3正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)

OPLS-DA是一种多因变量对多自变量的回归建模方法。它是PLS的一种变体,使用正交信号校正来最大化第一个潜变量上X和Y之间的解释协方差(Abdelhafez et al.,2019;Qiao,X. et al.,2021)。它可以简化模型,使其易于解释。本研究将5个组分的共有峰面积设为X变量,各药效实验结果设为Y变量。预测变量投影重要性(VIP)值反映了X变量对Y变量的贡献程度。VIP值越大,贡献越大。采用SIMCA-P14.1建立OPLS - DA模型,根据VIP值和系数筛选主要活性化合物。

2.7网络药理学分析

2.7.1发现DLT的活性成分和作用靶点

根据前期研究,从PubChem数据库中获取DLT给药后吸收进入胃肠道的62个成分的SMILE编号(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)。然后,通过输入SMILE编号(http://www.swisstargetprediction.ch/?),在Swiss Target Prediction数据库中预测各胃肠成分的靶点(所选物种为“人类”,“概率”>0.5)。

2.7.2活性化合物-靶点网络的构建

DLT的潜在活性成分及匹配靶点导入Cytoscape3.8.2进行可视化,构建DLT成分-靶点网络,并根据各成分的Degree值对DLT中的促胃肠动力成分进行排序。在化合物-靶点网络中,每个成分或靶点用一个节点表示,成分与靶点之间的关系用一条连线表示。

2.7.3获得与药物和疾病匹配的交集靶点

通过在OMIM数据库(https://www.omim.org/),Gene Cards数据库(https://www.genecards.org/)(选择相关性得分>10)以及DisGeNET(https://www.disgenet.org/)中分别输入" Functional dyspepsia "检索词得到FD相关的活性靶点,整合3个数据库的信息得到FD相关的靶点信息,并结合文献形成FD相关作用的靶点库。然后通过Excel对相应靶点与疾病对应靶点进行韦恩图(Venny)(http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/Venn/)分析,得出DLT作用于FD的靶点。

2.7.4蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络构建

为进一步研究DLT与FD靶点的相互作用,采用String (https://string-db.org/)提供的蛋白标识符或蛋白序列进行分析。

研究蛋白质之间的相互作用网络有助于确定核心调控基因。目前已经有很多蛋白质相互作用数据库,其中String数据库覆盖的物种最多。该系统中具体设置如下:在有机体列中选择“人类”,在网络边的含义列中选择“证据”,置信度设置为>0.9,去除游离蛋白,获取靶点之间的关联数据,将获取的数据导入Cytoscape 3.7.2中,构建PPI网络。

DLT作用于功能性消化不良的靶点导入String数据库(https://cn.string-db.org/)获取蛋白相互作用信息,并保存为TSV文件格式,导入Cytoscape构建相互作用网络图,挖掘出与FD发生发展密切相关的前10个关键靶点。

2.8达立通颗粒对斑马鱼模型抗功能性消化不良效果评价

2.8.1斑马鱼的摄食和产卵

斑马鱼成鱼的养殖条件为:水体电导率450~550mS/cm,pH7.0~7.3,温度约26~28℃,硬度53.7~71.6mg/L CaCO3,每天光照14 h,黑暗10 h,每天定时投喂2次刚孵化的卤虫。每次设置4~5对斑马鱼进行自然交配。平均产生200~300枚胚胎。在受精后6h和24h对胚胎进行清洗和分期。受精后5天(5dpf)发育正常的幼鱼可用于进一步实验。

2.8.2最大耐受浓度的确定

360尾5dpf 斑马鱼幼鱼随机置于12孔微孔板中,每孔10尾。每孔加入不同浓度的药物,包括桔皮素、延胡索乙素、5 - O -去甲基川陈皮素、川陈皮素、紫堇碱、橙皮苷、金丝桃苷、柠檬苦素、四氢小檗碱。未处理的对照斑马鱼进行平行检测。处理24h后,观察并记录斑马鱼死亡情况,确定各药物对斑马鱼的最大耐受浓度(MTC)。

2.8.3斑马鱼肠道蠕动模型的构建及药物治疗

225尾5dpf 斑马鱼幼鱼随机分为12组,置于12孔微孔板中,每组15尾。一组以多潘立酮(30μg/mL)为阳性对照,其余11组分为正常对照组、模型组、桔皮素组(20μg/mL)、延胡索乙素组(37.5μg/mL)、5 - O -去甲基川陈皮素组(10μg/mL)、川陈皮素组(12.5μg/mL)、紫堇碱组(37.5μg/mL)、橙皮苷组(200μg/mL)、金丝桃苷组(300μg/mL)、柠檬苦素组(200μg/mL)、四氢小檗碱组(75μg/mL)。每组加入1mL 10μg/mL的尼罗红,孵育16h后,用新鲜的胚胎培养基清洗斑马鱼以去除染料。对照组用胚胎培养水正常培养,其余10组采用盐酸洛哌丁胺法构建肠道蠕动斑马鱼模型。盐酸洛哌丁胺浓度为10μg/mL,同时各组给予相应药物1mL,对照组和模型组给予等体积胚胎培养水,置于28℃恒温水浴箱中培养24h,避光(Lu et al.,2019;Wang et al., 2020)。

2.8.4斑马鱼肠道蠕动促进率的计算

治疗结束后,用0.02%三卡因麻醉斑马鱼并固定在3%甲基纤维素中,然后从每组中随机选取10尾斑马鱼,以便在荧光显微镜下捕获肠道内容物的荧光强度。最后,使用Image J图像处理软件对斑马鱼肠道内容物的荧光信号强度(S)进行定量图像分析。DLT中活性成分对肠道蠕动的影响计算公式如下:

肠道蠕动促进(%)=1-[(SDOM/实验组−S对照组)/(S模型组-S对照组)]

2.9统计分析

所有统计分析均采用Graph Pad prism 8.0软件(圣地亚哥,CA,USA)进行。数据以mean ±SEM表示。多组间比较采用单因素方差分析(ANOVA),以P<0.05或P<0.01为差异有统计学意义。

3.结果

3.1不同溶剂提取的DLT化学成分图谱的生成

在本实验室前期工作的基础上(https://doi.org/10.1016/j.jpba.2022.115086),建立了DLT5个不同组分的UPLC指纹图谱。首先采用UPLC-Q-TOF-MS进行数据采集,结合文献和TCMSP数据库建立化学成分数据库。其次,采用PeakView中的XIC对DLT的5个不同组分指纹图谱进行分析。最后,根据其质谱信息包括保留时间、精确分子量、分子式和MS2提供的二次碎片,结合相关文献数据和部分对照品,确定了化合物的结构。共指认出108个峰,不同组分之间DLT的化学成分分布有很大差异,不同组分之间的强度也存在差异。

3.2对正常小鼠肠道推进率的影响

3.2.1 DLT对正常小鼠肠道推进率的影响

为了获得合适的给药剂量,对正常小鼠给予不同剂量的DLT。以小鼠肠道推进率为药效指标。结果表明,与低、中剂量给药相比,DLT高剂量(10.5g/kg)的胃肠运动效果更好,与对照组相比具有显著性差异。因此,选择DLT不同组分的高剂量给药进行下一步小鼠实验。

3.2.2 DLT不同组分对正常小鼠肠道推进率的影响

各组小鼠肠道推进率研究结果表明,PE组、EE组、PA组、NB组对胃肠运动的影响均优于对照组。此外,WEAP组的活性最强,高剂量WEAP组小鼠的肠道推进率显著优于对照组,两个WEAP组给药后对胃肠动力的影响与对照组有显著差异,表明WEAP组分具有较好的药效。

3.3多元统计分析

3.3.1主成分分析

主成分分析(PCA)是在无监督模式下进行的多元统计分析,主成分贡献是所考察的随机变量的方差在总方差中所占的比例,贡献越高,说明样本的代表性越强。前3个主成分的累积贡献率高达80%,因此这3个主成分可以代表大部分的DLT,解释108个峰的统计学意义。结果表明DLT的不同组分中的化学成分分离良好,结果解释了5个组分中原型化合物变化的73.70%。丰度最高的前30个化合物主要成分为:川陈皮素(P94)、桔皮素(P98)、紫堇碱(P61)、5-羟基- 3-6,7-8,3 '-4 ' -六甲氧基黄酮(P96)、橙皮苷(P53)、延胡索乙素(P52)、别隐品碱(P44)、柠檬苦素(P90)、高圣草素(P58)、黄藤素(64)、前阿片碱(P41)、5 -O-去甲基川陈皮素(P102)等。

3.3.2灰色关联分析

灰色关联分析也是一种多元统计分析方法。根据平均关联度值大于1进行筛选,依据各成分与药效指标的灰色关联度值结果,选取相关性较强的成分共43个,主要为黄酮类和生物碱类成分,包括:川陈皮素(P94)、柚皮素(P77)、橙皮素(P83)、去氢粗毛甘草素C(P86)、佛手酚(P66)、槲皮素(P68)、木香烃内酯(P104)、紫堇碱(P61)、桔皮素(P98)、延胡索乙素(P52)、柠檬苦素(P90)和5-O-去甲基川陈皮素(P102)等。但是,灰色关联分析法也存在缺点,易受分辨系数的影响,关联性为正,意味着它只能反映关联性的强弱,而不能反映化学成分与药效之间的负相关性。也就是说,不能完整、正确地分析化学成分对疗效的综合贡献。

3.3.3 OPLS-DA分析

OPLS-DA分析包括得分散点图、VIP预测、载荷散点图和不同分数的DLT成分的排列测试。结果表明,OPLS-DA模型可以区分不同级分的DLT样品,其累积统计量R²X=0.921,模型解释率参数R²Y=0.998,预测能力参数Q²=0.980,基本参数均高于0.5,表明OPLS-DA模型对DLT的质量标志物分析具有较好的预测能力。根据VIP均值大于1筛选出与肠推进率相关性较强的成分共25个,主要为黄酮类和生物碱类成分,包括:桔皮素(P98)、5-羟基-3,6,7-8,3 ' -4 ' -六甲氧基黄酮(P96)、延胡索乙素(P52)、别隐品碱(P44)、黄藤素(P64)、甜橙素(P89)、5 -O-去甲基川陈皮素(P102)、紫堇碱(P61)、川陈皮素(P94)、橙皮苷(P53)、紫堇鳞茎碱(P51)、黄连碱(P45)和芦丁(P29)等。

3.3.4统计分析与总结

由于每种统计方法都存在局限性和适应性,在以往的文献中,一般采用单一的统计方法来研究一种谱效关系,其结果往往存在一定的偏差。为了得到更加科学可信的结果,研究人员采用了多元统计分析方法,包括PCA、GRA和OPLS-DA分析。结果表明,三种统计分析得到的10种常见成分可以交叉验证,结果具有较高的置信度。因此,活性化合物桔皮素(P98)、延胡索乙素(P52)、5-O-去甲基川陈皮素(P102)、川陈皮素(P94)、紫堇碱(P61)、橙皮苷(P53)、金丝桃苷(P24)、紫堇鳞茎碱(P51)、柠檬苦素(P90)、氢化小蘖碱(P57)被认为是DLT的主要药效化学标志物。

3.4网络药理学分析

3.4.1 DLT成分-靶点网络构建与分析

通过Swiss Target Prediction数据库,成功鉴定出688个药物靶点。通过Cytoscape 3.8.2软件构建“成分-靶点”网络图,可以直观地显示特定节点的拓扑特征,也可以显示生物相互作用的一般特征。该图有750个节点和4165条边。节点所代表的区域越大,度值(Degree)越大,节点在网络中越重要。节点之间的相互作用表明药物活性成分与疾病靶点之间存在靶向关系。

3.4.2 DLT作用于FD的靶部位

3个数据库及文献检索共获得1964个与FD相关的靶点,通过韦恩图分析得到308个与FD密切相关的共同靶点及成分靶点。该靶点与DLT对FD的治疗作用密切相关。

3.4.3 PPI网络的构建及核心靶点的挖掘

将上述得到的308个共有靶点导入STRING数据库,设定物种为“人类”,剔除孤立靶点,得到266个靶点和PPI网络。下载网络的TSV格式文件PPI,然后使用Cytoscape 3.8.2软件进行可视化,结果显示,该网络共有266个节点和1556条边。其中,节点代表FD治疗的靶点,其大小与靶点的度值成正比,边代表两个靶点之间的相互作用,其厚度与相互作用的强度成正比。根据度值、中介数、接近中心度3个参数,选取中值以上的靶点为关键靶点,排名前10位的靶点分别为SRC、TP53、HSP90AA1、PIK3R1、STAT3、PIK3CA、MAPK3、MAPK1、HRAS、AKT1。

基于DLT治疗FD的前10个核心靶点,根据Degree值对核心靶点对应的DLT胃肠活性成分进行排序。结果表明,川陈皮素、甜橙素、金丝桃苷、桔皮素、柠檬苦素、橙皮素、紫堇鳞茎碱、延胡索乙素、5-O-去甲基川陈皮素、四氢小檗碱等成分为DLT治疗FD的关键成分。

3.5 DLT潜在的促肠蠕动成分对肠蠕动的影响

3.5.1最大耐受浓度的确定

为了获得DLT中活性成分在斑马鱼体内的MTC,研究者观察了各药物处理24h后斑马鱼的死亡率(n=10)。根据这些结果,10和20μg/mL的桔皮素处理对斑马鱼没有影响,但在40μg/mL时100 %(10/10)斑马鱼死亡。因此,确定桔皮素的MTC为20μg/m L。同样,延胡索乙素的MTC被鉴定为37.5μg/mL;5 -O-去甲基川陈皮素为10μg/mL;而川陈皮素为12.5μg/mL;紫堇碱为37.5μg/mL;橙皮苷为200μg/mL;金丝桃苷为300μg/mL;柠檬苦素为200μg/mL;四氢小檗碱为75μg/mL。

3.5.2对斑马鱼幼鱼肠蠕动的促进作用

DLT中的所有活性成分均被证明可以促进斑马鱼的肠蠕动,与模型组相比,桔皮素、延胡索乙素、5-O-去甲基川陈皮素、川陈皮素、紫堇碱、橙皮苷、金丝桃苷、柠檬苦素、四氢小檗碱对斑马鱼肠道运动的促进百分率分别为90.90%(P<0.01)、6.48%(P>0.05)、54.55%(P<0.01)、88.55%(P<0.01)、45.92%(P<0.05)、65.07%(P<0.01)、50.65%(P<0.01)、36.17%(P<0.05)和51.86%(P<0.01)。与之一致的是,在阳性对照药物多潘立酮处理的斑马鱼中发现了90.02 %的(P<0.01)肠动力增强。

4.讨论

FD是一种非器质性的上消化道疾病,可导致蠕动障碍,胃肠道微生物群、黏膜和免疫功能以及中枢神经系统功能的改变,目前FD的治疗和管理方案并不特别令人满意(Ha et al.,2023b)。但令人兴奋的是,由于FD的症状相当于中医药理论中的中医术语“痞”,因此中医药具有一些独特的特质可以用来治疗FD,这使得中医药特别适合治疗FD(Yang et al.,2023)。DLT是由12味中药组成的中药复方制剂,临床上用于治疗FD。柴胡是DLT的主要药物之一,始载于《神农本草经》,具有疏肝退热、升阳通便、促进胃肠蠕动、润燥通便等功效。另一种是枳实,传统上认为枳实可单独或与其他药物合用缓解消化不良和胃肠功能的障碍(Gao et al.,2020)。此外,木香已被推荐用于治疗胃肠病,因为它已被证明具有理气解郁、温中散寒、和胃止痛、润肠止泻的功效(Chen et al.,2022)。在本实验室前期研究的基础上,采用UPLC-Q-飞行时间结合非靶向特征滤膜分析和计算机预测策略(NCFS)对大鼠口服DLT后生物样品中的化学成分和体内代谢物进行鉴定。值得庆幸的是,本研究通过斑马鱼肠蠕动模型验证了活性成分的药效,为DLT在临床上抗FD提供了药理学和物质基础。

现如今,越来越多的研究者关注中药活性成分与药效之间的联系,并采用谱效关系分析,以期更清晰地筛选出真正能发挥临床疗效的成分。同时,代谢组学、网络药理学分析可以作为筛选重要活性成分的一种方法。化学计量学分析方法的选择对于这种谱效分析是非常重要的,因为不同的方法可以强调不同的发现。在PCA中,它是一种模式识别分析,通过使用线性变换将原始的多数变量转化为新的少数类变量(Li et al.,2023),从而降低数据的维度和复杂性。与PCA相比,OPLS-DA不仅能够识别样本差异,而且能够获得样本差异的特征标志物(Qiao,R. et al.,2021)。然而,GRA更精确,因为它需要数据标准化。在本研究中,我们采用“谱效关系-网络药理学”的策略来筛选活性成分,我们的大部分研究结果通过斑马鱼肠蠕动模型得到了支持。

胃肠病学领域的疾病模型越来越注重使用替代的非啮齿类动物,为慢性疾病的研究提供新的实验工具(Cheng et al.,2016)。斑马鱼由于其独特的优势,是胃肠道疾病模型的巨大替代者。令人惊讶的是,用于药物筛选和评价的新型斑马鱼肠道动力模型已被成功建立和应用。并且洛哌丁胺诱导的小鼠FD已被广泛用于评估TCM的疗效和机制研究(Hwang et al.,2021; Jeon et al.,2019)。我们成功地利用了洛哌丁胺诱导的斑马鱼FD模型来验证DLT中活性成分的功效。在功能性消化不良的病理条件下,斑马鱼表现出胃排空延迟,证明我们的模型是可靠的、可重复的。我们发现桔皮素、延胡索乙素、5-O-去甲基川陈皮素、川陈皮素、紫堇碱、橙皮苷、金丝桃苷、柠檬苦素、四氢小檗碱均能促进肠蠕动。所有样品均有不同程度的缓解作用,其中桔皮素和川陈皮素组的抗FD作用优于其他配伍比例,与阳性药多潘立酮相当。值得注意的是,尽管没有相应的文献对这些活性成分的功效进行研究,但先前的研究表明,柴胡和陈皮是治疗FD的TCM(Ha et al.,2023a)。

巧合的是,我们还发现橙皮苷改善了洛哌丁胺诱导的便秘大鼠模型的结肠动力,这可能是我们研究结果的佐证(Wu et al.,2020)。此外,肠道菌群在胃肠道疾病中发挥着重要作用,调节菌群也可能是保护肠道的一种方式。那么,草药和内源性代谢物可能成为一个很有前途的调节剂(Song et al.,2022a)。

本研究采用UPLC-Q-MS/ MS技术对DLT不同溶剂提取的共有成分进行分析,结合药效数据,构建化学成分相对含量与治疗FD疗效的相关性。综上所述,我们的研究在整合谱效关系和网络药理学策略的基础上筛选了活性成分,并在斑马鱼肠动力模型上进行了验证。这些发现为DLT治疗FD的临床评价打开了大门,为确证DLT治疗FD的作用靶点、药效化学标志物和生物标志物提供了依据。

5.结论

DLT的抗功能消化不良作用的具体活性成分尚不清楚。本研究采用UHPLC-Q-TOF MS技术对DLT不同溶剂提取的化学成分进行全面表征,然后根据谱效关系和网络药理学筛选共有成分,并在盐酸洛哌丁胺诱导的斑马鱼肠蠕动模型中进行相应的药效学评价。本研究不仅探索了DLT抗功能消化不良的作用靶点、筛选了DLT抗功能性消化不良的活性成分,还对其药效进行了验证,发现DLT的大部分活性成分有助于抗功能性消化不良。

 

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