基于代谢组学的不同姜汁制黄连药性的比较研究

[摘要]运用UPLCTOFMS高分辨质谱联用技术，通过给大鼠灌服生黄连、鲜姜汁制黄连、干姜汁制黄连、鲜姜汁和干姜汁，收

>> 基于代谢组学研究黄连―黄芩药对治疗脑缺血大鼠的作用机制 基于尿液代谢组学研究黄连和胆黄连对热证药效作用机制的差异性お 基于GC―MS代谢组学法研究黄连、生地黄治疗Ⅱ型糖尿病的配伍机制 3种不同基原藏药沙棘的1H―NMR代谢组学研究 基于代谢组学的麻黄细辛附子汤治疗流感小鼠的作用机制研究 代谢组学方法评价当归不同炮制品挥发油抗大鼠急性炎症作用的研究 代谢组学在中药药理研究中的应用 基于化学计量学与代谢组学方法的中药分析研究进展 乌头碱对大鼠粪样代谢谱影响的代谢组学研究 基于核磁共振的代谢组学技术在脑梗死中的研究进展 基于不同裂解液的蛋白质组样品制备方法的比较研究 基于气相色谱－质谱的大鼠心血瘀阻证血浆代谢组学研究 基于LC―MS技术毛细支气管炎风热闭肺证的代谢组学研究 基于脂质代谢组学研究褐藻糖胶对黄颡鱼幼鱼的影响 1H NMR的代谢组学方法对大鼠砒霜给药后血清的研究'> 基于1H NMR的代谢组学方法对大鼠砒霜给药后血清的研究 1HNMR的代谢组学方法对醋制甘遂解毒作用的研究'> 基于1HNMR的代谢组学方法对醋制甘遂解毒作用的研究 基于NMR的代谢组学体液样品制谱技术综述 基于血清代谢组学的2型糖尿病大鼠运动干预的定量生物学研究 黄连素不同剂量治疗脂代谢异常的临床观察 电针对慢性情绪应激焦虑模型的代谢组学研究 常见问题解答 当前所在位置：， /，http：//等）检索，得出可能生物标记物其化合物名称与参与的生理生化功能，结果见表1。

3.3可能存在部分生物标记物的二级图谱

采集的总离子流图见图2，通过有目标筛查和无目标筛查2种方法相结合，以数据处理软件PeakviewTM提取得到9种生物标记物的一级与二级质谱谱，见图3。这9种标志物多为氨基酸类化合物，一级母离子均以[M+H]+为基峰。脱去-COOH与脱去-NH2是该类化合物常见二级碎片。本实验以马尿酸，L酪氨酸，烟酸，花生四烯酸为例，详细分析化合物的裂解过程。全部化合物的碎片信息详见表1。

马尿酸：保留时间为4.1.9 min，一级质谱的精确

A给药第1天； B给药第2.9天；绿色为生黄连组；蓝色为鲜姜黄连组；红色为干姜黄连组；黄色为空白组；黑色点为鲜姜汁组；紫色为干姜汁组（图2同）。

质核比为m/z 1.80065 5 [M+H]+，通过计算分子式为C9H9NO3，初步鉴别该化合物可能为马尿酸。其在碰撞能量下产生质核比为m/z 1.2.1064 2，10503.3 2等碎片离子，进一步确认该化合物结构。其中m/z 1.2.1064 2 [M-COOH-CH2+H]+为马尿酸脱羧基，脱亚甲基后产生的碎片，m/z 10503.3 2为[M-COOH-CH2-NH2+H]+为马尿酸脱羧，脱亚甲基，再脱去氨基后生成。

L酪氨酸：保留时间305 min，一级质谱的精确质核比为m/z 1.82081 1 [M+H]+，通过计算分子式为C9H1.1NO3。其在碰撞能量下产生质核比为m/z 1.3.605.8 3，107030 8等碎片离子，推测该化合物为酪氨酸。其中m/z 1.3.605.8 3 [M-COOH+H]+为酪氨酸脱去1分子羧基产生，m/z 107030 8为其继续脱去1分子氨基产生的碎片离子。根据母离子信息并结合特征碎片离子，同时考虑到体内氨基酸绝大多数为L构型，因此，推断该化合物为L酪氨酸。

烟酸：保留时间1.4.4 min，一级质谱的精确质核比为m/z 1.2.403.8 9 [M+H]+，通过计算分子式为C6H5NO2。其在碰撞能量下产生质核比为m/z 10602.8 1碎片离子，为母离子脱去1分子水产生。根据母离子信息并结合特征碎片离子，推测该化合物为烟酸。

花生四烯酸：保留时间1.701 min，一级质谱的精确质核比为m/z 305.2.4.4 2 [M+H]+，通过计算分子式为C20H32O2，初步鉴别该化合物可能为花生

A肌氨酸；B马尿酸；C肌酐；D犬尿氨酸；EL酪氨酸；FL色氨酸；G烟酸；H花生四烯酸；IL脯氨酸（图4同）。

四烯酸。其在碰撞能量下产生质核比为m/z 2.5.9203 8碎片离子，为母离子脱去1分子羧基产生。

3.4可能标记物的相对含量比较

研究发现，可能存在的生物标记物在不同给药组中其含量不同，以空白组为基准，经代谢组学软件MarkerviewTM处理，得出各组部分可能存在的生物标记物含量的倍性变化，见图4。

结果显示，各可能标记物含量，均表现为干姜汁

1生黄连组；2干姜汁制黄连组；3鲜姜汁制黄连组；4鲜姜汁组；5干姜汁组；纵坐标为炮制组与空白组的标志物峰面积比率。

制黄连组大于鲜姜汁制黄连组，并都高于生黄连组；干姜汁组高于鲜姜汁组。

4讨论

中药的四性五味是中药的基本属性，但寒性中药在中医临床应用中对人体有一定副作用，经温、热性辅料炮制后，其药性药效得以改变，既扩大了用药范围，又减低了寒性中药的偏性，但目前对炮制影响药物寒热药性的作用机制阐述尚不明确。

代谢组学作为后基因组时代的一种全新的组学技术，它从整体观出发，通过考察由病理生理刺激或遗传修饰引起的生物体内源性低相对分子质量代谢产物的动态规律变化或其随时间的变化，来研究整体的生物学状况[3]。刘树明等[4]运用代谢组学和主成分分析法，通过研究苦寒性中药黄连和温热药中药高良姜比较对热病症候的干预症候模型，对中药药性与药效的相关性进行探讨，研究结果表明，代谢组学可应用于中药的干预作用研究，也可对中药寒热药性进行表征。

本实验采用代谢组学手段，用温、热性辅料鲜姜汁和干姜汁对寒性中药黄连进行炮制，并对黄连经不同姜汁炮制后给药，以及不同姜汁给药组进行研究，结果发现，在不同姜汁制黄连中，主要的可能标记物有烟酸，马尿酸，犬尿氨酸，L色氨酸，花生四烯酸，L脯氨酸，肌酐，肌氨酸，酪氨酸，并且它们的含量在不同组别中表现出差异性。

色氨酸作为机体必须氨基酸之一，是蛋白质生物合成中的基础，且生物体自身不能合成，需从食物中摄取以满足自身的需要，在维持氮平衡肌肉质量和体重等方面具有重要的作用，它参与多条代谢通路，是神经递质5HT合成的前体[56]。研究发现[7]，温热药使NE神经元递质合成增多，寒凉药使5HT合成增多。药性越寒凉，需要更多5HT合成前体用于5HT合成，尿液代谢中参与色氨酸代谢途径的物质含量就会减少。L色氨酸、犬尿氨酸、烟酸主要参与色氨酸的代谢[89]。而可能存在的生物标记物L色氨酸、犬尿氨酸、烟酸在大鼠尿液中的含量高低依次为干姜制黄连组、鲜姜制黄连组和生黄连组，提示其寒性由弱渐强；干姜汁组的L色氨酸、犬尿氨酸、烟酸的含量高于鲜姜汁组，也与辅料干姜汁性热、鲜姜汁性温的结论相吻合。

机体与能量的有关代谢主要为糖代谢过程和氨基酸代谢等。在糖代谢中，产生三磷酸腺苷（ATP）的主要环节包括糖酵解和三羧酸循环[10]。在氨基酸代谢过程中，可以通过脱氨作用、转氨作用以及联合脱氨或脱羧作用，分解成α酮酸、胺类及二氧化碳，氨基酸分解后所生成的 α酮酸可以转变成糖、脂类或再合成为某些非必需氨基酸，也可以经过三羧酸循环氧化成二氧化碳和水，并放出能量[11]。本实验中，参与氨基酸代谢的可能生物标记物肌氨酸、肌酐、L脯氨酸、络氨酸的含量依次为干姜制黄连组、鲜姜制黄连组和生黄连组，干姜汁组鲜高于姜汁组含量，同样提示黄连经不同药性姜汁辅料炮制后对其能量代谢产生不同影响。

此外，黄连还具有抗炎、 阻止儿茶酚胺的生物合成及抑制中枢神经等作用， 其中， 黄连的抗炎作用机制主要表现在对某些炎性细胞和炎性介质的影响[1.2.1.3]。花生四烯酸是炎性介质白细胞三烯B4的前体[14]，对动物机体有抗炎的作用。本实验中，生黄连组中花生四烯酸的含量较鲜姜制黄连组、干姜制黄连组低，且辅料组鲜姜汁组的含量也低于干姜汁组。该结果提示，黄连经姜制后，抗炎作用有所增加，同时，不同姜汁由于其药性差异对药物抗炎作用产生不同的影响。研究结果为将来不同姜汁作为炮制辅料的适宜应用提供科学依据。

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