非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是最普遍的肝臟疾病之一,影響著世界上四分之一以上的人口。越來(lái)越多的證據(jù)表明,用單一靶向藥物治療NAFLD比較困難,而中藥對(duì)NAFLD具有有益作用。茵梔黃顆粒(YZHG) 是由治療肝病的經(jīng)典方藥“茵陳蒿湯”衍生而來(lái),它由四種中草藥組成: 茵陳蒿、梔子、大黃、金銀花。YZHG對(duì)肝臟有保護(hù)作用,可用于臨床治療NAFLD,但其物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。
2023年3月27日,北京中醫(yī)藥大學(xué)吳嘉瑞教授團(tuán)隊(duì)在Journal of Ethnopharmacology (IF=5.4, 2023)發(fā)表了題為“Integrated serum pharmacochemistry, 16S rRNA sequencing and metabolomics to reveal the material basis and mechanism of Yinzhihuang granule against non-alcoholic fatty liver disease”的文章。本研究旨在揭示YZHG治療NAFLD的物質(zhì)基礎(chǔ)和機(jī)制。采用血清藥物化學(xué)方法進(jìn)行中藥成分分析,結(jié)果表明YZHG中鑒定出52種化合物,其中42種被吸收入血。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對(duì)接發(fā)現(xiàn),YZHG治療NAFLD具有多組分和多靶點(diǎn)的特點(diǎn)。YZHG通過(guò)改善NAFLD小鼠的血脂、肝酶、脂多糖和炎癥因子水平,增加腸道菌群的多樣性和豐富度并調(diào)節(jié)甘油磷脂和鞘脂代謝來(lái)發(fā)揮治療效果。該研究采用16S rRNA測(cè)序和代謝組學(xué)等多組學(xué)方法結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析,對(duì)YZHG治療NAFLD的作用機(jī)制進(jìn)行了闡明,為復(fù)方中藥的藥理機(jī)制研究了提供新的思路。
英文標(biāo)題:Integrated serum pharmacochemistry, 16S rRNA sequencing and metabolomics to reveal the material basis and mechanism of Yinzhihuang granule against non-alcoholic fatty liver disease(Journal of Ethnopharmacology, IF=5.4, 2023)
樣本信息:小鼠血清
組學(xué)手段:16S rRNA測(cè)序+代謝組學(xué)(中藥)+網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)
實(shí)驗(yàn)流程
(圖源:Tan YY, et al., J Ethnopharmacol. 2023)
主要研究結(jié)果
01.YZHG入血成分分析
研究人員通過(guò)在負(fù)離子模式下對(duì)YZHG溶液和血清樣本進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在YZHG溶液中鑒定出52種化合物,其中42種被血液吸收(圖1),主要是黃酮類(lèi)化合物、酚酸類(lèi)化合物和環(huán)烯醚萜類(lèi)化合物。具體來(lái)看,在YZHG溶液中鑒定的21種黃酮類(lèi)化合物中有19種被血液吸收,在YZHG溶液中鑒定出的19種酚酸中有14種被血液吸收,在YZHG溶液中鑒定出的10種環(huán)烯醚萜類(lèi)化合物中有8種被血液吸收,相關(guān)保留時(shí)間和質(zhì)譜數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
圖1. 負(fù)離子模式下的總離子電流。(A)空白血清樣本。(B) YZHG溶液。(C)口服YZHG大鼠血清樣本。(D) 14
表1 基于UPLC/Q-TOF-MS/MS的YZHG溶液和大鼠血清樣品的化學(xué)成分鑒定
02.網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)篩選關(guān)鍵靶點(diǎn)
中醫(yī)藥治療疾病是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,涉及各種成分的相互作用。在鑒定了YZHG的入血成分之后,研究者利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法預(yù)測(cè)了這些成分的潛在作用靶點(diǎn)。共預(yù)測(cè)了346個(gè)YZHG潛在靶點(diǎn)。隨后,構(gòu)建了YZHG的復(fù)合靶網(wǎng)絡(luò)(圖2A)和YZHG-NAFLD靶點(diǎn)的PPI網(wǎng)絡(luò)(圖3B)。使用Cytoscape篩選關(guān)鍵靶點(diǎn)后,得到TNF、PTGS2、MMP9、AKT1、EGFR和STAT3這6個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)(圖2C)。其中,白楊素、黃芩素、漢黃芩素、5,7,4′-三羥基-8-甲氧基黃酮、高車(chē)前素和千紙層素A是關(guān)鍵的活性成分,白楊素可以通過(guò)激活血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2/血管緊張素(1-7)/Mas受體軸和調(diào)節(jié)肝臟腎素-血管緊張素系統(tǒng)來(lái)改善NAFLD的進(jìn)展。黃芩素可以通過(guò)調(diào)節(jié)棕色脂肪細(xì)胞中線粒體解偶聯(lián)蛋白-1的表達(dá)來(lái)治療代謝和肥胖相關(guān)疾病。此外,黃芩素可以調(diào)節(jié)腸道菌群的生態(tài)結(jié)構(gòu)和肝臟脂質(zhì)代謝,從而治療NAFLD。漢黃芩素可能通過(guò)上調(diào)肝臟PPARα/AdipoR2來(lái)治療NAFLD。進(jìn)一步對(duì)NAFLD模型小鼠研究后發(fā)現(xiàn),YZHG可以減少脂質(zhì)積累、改善血脂水平和肝功能以及降低肝臟脂多糖和炎癥。
圖2. 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析(圖源:Tan YY, et al., J Ethnopharmacol. 2023)
03.代謝組學(xué)分析YZHG對(duì)NAFLD的改善作用
根據(jù)“腸肝軸”理論,腸道菌群影響宿主代謝,肝臟代謝產(chǎn)物的變化在一定程度上反映了腸道菌群的變化。代謝途徑分析表明,YZHG主要影響甘油磷脂代謝、鞘脂代謝和咖啡因代謝(圖3A)。將門(mén)水平的腸道菌群差異與YH組逆轉(zhuǎn)的前50個(gè)關(guān)鍵肝臟代謝物進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析,結(jié)果表明,厚壁菌門(mén)相對(duì)豐度的變化與肝臟代謝物如4-乙基-2,5-二甲基噻唑、CE(12:0)和甲醛-甘氨酸相關(guān),變形桿菌相對(duì)豐度的變化與與葡萄糖神經(jīng)酰胺、2-氨基戊二酸、戊酰內(nèi)酯葡萄糖苷等肝臟代謝產(chǎn)物有關(guān)(圖3B)。代謝組學(xué)顯示,YZHG逆轉(zhuǎn)了NAFLD小鼠中HFD改變的多種代謝產(chǎn)物。
圖3. 通路分析和Spearman分析(圖源:Tan YY, et al., J Ethnopharmacol. 202
小 結(jié)
綜上所述,該研究證明了YZHG能顯著改善HFD引起的肝酶和血脂異常,改善肝臟脂質(zhì)代謝和腸道屏障功能,減少肝臟脂肪堆積。YZHG可以通過(guò)增加物種豐富度和多樣性以及調(diào)節(jié)微生物組的相對(duì)豐度來(lái)調(diào)節(jié)IFD。同時(shí),代謝組學(xué)結(jié)果顯示,YZHG可調(diào)節(jié)HFD誘導(dǎo)的甘油磷脂和鞘脂代謝異常。
YZHG應(yīng)用于NAFLD的保護(hù)作用機(jī)理(圖源:Tan YY, et al., J Ethnopharmacol. 202
拜譜生物小結(jié)
大量臨床數(shù)據(jù)表明復(fù)方中藥對(duì)特定的疾病有治療作用,但是復(fù)方中藥的成分復(fù)雜,有效入血成分不清楚,綜合治療機(jī)制尚未有系統(tǒng)的研究。血清藥物化學(xué)、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和代謝組學(xué)等方法可以對(duì)中藥的潛在有效成分進(jìn)行鑒定,并對(duì)其靶點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè),從而挖掘中藥的治病機(jī)理。利用多組學(xué)方法解決中藥多成分、多靶點(diǎn)、多途徑的治病機(jī)理問(wèn)題是中藥前沿研究的熱點(diǎn)方向。拜譜生物現(xiàn)推出全新的中藥代謝組整體解決方案,包括中藥成分分析、中藥入血/組織分析、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析等服務(wù)內(nèi)容,基于更專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)(BP-TCM中藥數(shù)據(jù)庫(kù)),更高的數(shù)據(jù)質(zhì)量(多針重復(fù)、加長(zhǎng)機(jī)時(shí)),更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)(售前、售中、售后全流程服務(wù)、專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)人工復(fù)核)方案,助力客戶(hù)登頂中藥前沿研究的高峰,歡迎大家咨詢(xún)!
參考文獻(xiàn):Tan YY, Huang ZH, Liu YY, et al. Integrated serum pharmacochemistry, 16S rRNA sequencing and metabolomics to reveal the material basis and mechanism of Yinzhihuang granule against non-alcoholic fatty liver disease. J Ethnopharmacol. 2023; 310:116418. doi: 10.1016/j.jep.2023.116418.