采用腹腔注射脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)建立大鼠全身炎症模型,通过观察空白组(Control)、炎症模型组(Model)、生当归挥发油组(S-VOAS)、酒当归挥发油组(J-VOAS)、当归炭挥发油组(C-VOAS)、土当归挥发油组(T-VOAS)、油当归挥发油组(O-VOAS)以及地塞米松阳性对照组(dexamethasone,Dex)大鼠的肝、肺病理组织切片以及检测其相关细胞因子、炎性介质含量变化,评价生当归及其不同炮制品挥发油的抗炎作用。并在此基础上采用LC-Q/TOF-MS检测各组血浆、肝脏、肺脏和尿液样品代谢物,运用偏最小二乘判别分析法(Partial Least Squares-Discriminate Analysis,PLS-DA)进行多变量分析,筛选差异代谢物。根据MassHunter软件查询代谢物的高分辨MS谱并结合HMDB(http://www.hmdb.ca)、MassBank(http://www.massbank.jp)、Metlin(http://metlin.scripps.edu)与KEGG(http://www.genome.jp/k:egg)等代谢物数据库检索,初步鉴定差异代谢物;将这些鉴定的差异代谢物输入MetPA(http://metpa.metabolomics.ca)数据库构建代谢通路,分析生当归及其不同炮制品挥发油抗炎相关的代谢物、代谢通路以及细胞因子之间的关系,从整体代谢水平上,探讨生当归及其不同炮制品挥发油对LPS所致大鼠急性炎症的抗炎作用机制及异同。主要研究结果如下:1.生当归及其不同炮制品挥发油,可以降低LPS炎症大鼠血液中白细胞总数值(white blood cells,WBC)和中性粒细胞百分比值(neutral grain cell percentage value,NE%);也可以降低肝细胞脂肪变性和肺脏组织中炎性细胞浸润,表明生当归及其不同炮制品挥发油能有效地抑制大鼠体内的炎症症状并且对大鼠的肝脏、肺脏损伤都有一定保护作用。与空白组比较,模型组中TNF-α、IL-6、IL-lβ、IL-2、IL-10和NO含量显著上升(P<0.05);与模型组比较,J-VOAS、C-VOAS、T-VOAS、O-VOAS和S-VOAS组中这些细胞因子的含量显著下降(P<0.05)。由此,推测生当归及其不同炮制品挥发油的抗炎机制可能是直接或间接抑制LPS作用的靶细胞分泌促炎因子TNF-α、IL-6、IL-lβ、IL-2和炎症介质NO,促进抗炎因子IL-10释放。2.基于LC-Q/TOF-MS的代谢组学技术检测血浆、肝脏、肺脏和尿液样品,结合PLS-DA多变量分析,结果表明空白组和LPS炎症模型组两组的样品较好的分离,且J-VOAS、C-VOAS、T-VOAS、O-VOAS及S-VOAS都靠近空白组和阳性对照组,其中J-VOAS和C-VOAS最接近于空白组和阳性对照组,表明LPS炎症模型复制成功,生当归及其不同炮制品挥发油均能够干预大鼠的炎症反应。另外,从血浆、肝脏、肺脏和尿液样品中分别初步筛选鉴定了21、16、25和13种与LPS炎症相关差异代谢物,它们主要涉及谷氨酸盐和谷氨酸酯代谢,谷光甘肽代谢,牛磺酸和亚牛磺酸代谢,花生四烯酸代谢,半乳糖代谢,亚油酸代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢和生物素代谢等多条代谢通路相关。生当归及其不同炮制品挥发油干预后,这些差异代谢物的含量均向正常水平回调,紊乱的代谢通路也得到一定改善。3.从各组大鼠血浆、肝脏、肺脏以及尿液的PLS-DA矩阵图和差异代谢物相对含量柱状图中,明显看出J-VOAS和C-VOAS的抗炎效果较好,但J-VOAS和C-VOAS调节LPS所致炎症的异常代谢存在差异。C-VOAS在差异代谢物苹果酸、亚油酸、谷胱甘肽、谷氨酸盐、牛磺酸、柠檬酸、缬氨酸、苏氨酸、半乳糖、丙氨酸和生物素等参与的谷氨酸盐和谷氨酸代谢,谷胱甘肽代谢,牛磺酸和亚牛磺酸代谢,亚油酸和油酸,代谢缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸代谢、TCA循环和生物素等代谢的调节作用较好;而J-VOAS在色氨酸、丙酮酸、甘氨酸、苯丙氨酸、乳酸和酪氨酸等参与的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成,苯丙氨酸代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,戊糖和葡萄糖醛酸酯互变现象等的调节作用较好。综上,生当归及其不同炮制品挥发油通过有效调节与LPS炎症相关的差异代谢物水平、代谢通路以及细胞因子之间的动态平衡,从整体代谢水平上发挥抗炎活性,以J-VOAS和C-VOAS的抗炎效果较好。
