生当归及其不同炮制品干预小鼠血虚模型的代谢组学研究

中(兽)医研究讲究整体性,且中药药效具有多成分、多途径、多靶点等特点,因此须从整体层面研究血虚与当归补血作用。本论文以生当归及其不同炮制品水煎液为研究对象,采用乙酰苯肼(APH)与环磷酰胺(CTX)联合复制血虚小鼠模型,通过眼观、血常规检测来观察血虚,检测各组小鼠生理生化指标,观察胸腺组织切片,采用气相色谱质谱联用(GC-MS)、液相色谱-四级杆-飞行时间-质谱联用(LC-Q/TOF-MS)代谢组学方法寻找出血虚差异性代谢物,分别采用相关性分析与热图分析来验证筛选差异性代谢物方法的可靠性,将最终获得的差异性代谢物输入MetPA代谢通路分析软件研究生当归及其不同炮制品补血作用机制,最后对以上各部分数据进行整合化分析与相关性分析,为血虚的诊断与治疗奠定基础,主要研究结果如下:1.生当归及其不同炮制品可以不同程度地改善血虚小鼠的临床症状和血常规指标下降、体质量下降、脏器指数下降及血液中的ATP酶、6-磷酸-葡萄糖脱氢酶(G6PD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)与谷胱甘肽还原酶(GR)活性下降、高铁血红蛋白含量升高、促红细胞生成素(EPO)的代偿性升高。酒当归补血作用较好,其次为油当归、土当归、生当归与炭当归。2.采用GC-MS对血虚小鼠血浆、肝组织、脾组织与尿液整合代谢组学研究表明,生当归及其不同炮制品补血机制是恢复血虚小鼠体内的丙氨酸、天冬氨酸与谷氨酸代谢,然后使谷氨酰胺与谷氨酸盐代谢,甘氨酸、丝氨酸与苏氨酸代谢,精氨酸、脯氨酸代谢,糖酵解与糖异生代谢,丙酮酸代谢通路,三羧酸循环恢复正常,进而使半胱氨酸与蛋氨酸代谢,缬氨酸、亮氨酸与异亮氨酸生物合成,果糖与甘露糖代谢,氨基糖苷与核糖核苷代谢,甘油酯代谢通路及与其相关的磷酸肌醇代谢恢复正常,最终达到补血效果。3.采用LC-Q/TOF-MS对血虚小鼠肝组织、脾组织与尿液整合代谢组学研究同样证实,生当归及其不同炮制品补血机制是恢复血虚小鼠体内谷胱甘肽代谢通路,磷酸戊糖途径,甘氨酸、丝氨酸与苏氨酸代谢,氨基糖和核苷酸糖代谢,接着恢复与谷胱甘肽代谢通路相关的半胱氨酸与蛋氨酸代谢,牛磺酸与亚牛磺酸代谢,精氨酸与脯氨酸代谢,谷氨酰胺与谷氨酸盐代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,组氨酸代谢,与磷酸戊糖途径相关的糖酵解与糖异生代谢,与甘氨酸、丝氨酸与苏氨酸代谢相关的甘油磷脂代谢,鞘磷脂代谢,三羧酸循环,磷酸肌醇代谢,与氨基糖和核苷酸糖代谢相关的果糖与甘露糖代谢。4.经相关性分析发现RBC、ATP酶、G6PD、GPX、GR、高铁血红蛋白、EPO含量与谷胱甘肽代谢,磷酸戊糖途径,甘氨酸、丝氨酸与苏氨酸代谢,氨基糖和核苷酸糖代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢关系密切,且筛选出7个血虚生物标志物,包括L-谷氨酸、谷胱甘肽、焦谷氨酸、L-半胱氨酸、5-磷酸-D-核酮糖、N-乙酰神经氨酸与L-谷氨酰胺。综上所述,基于GC-MS与LC-Q/TOF-MS代谢组学研究各有优点,两者结合能全面分析作用机制和筛选血虚生物标志物。APH与CTX造模后,引起谷胱甘肽代谢,磷酸戊糖途径,甘氨酸、丝氨酸与苏氨酸代谢,氨基糖和核苷酸糖代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,及其相关代谢通路发生紊乱,最终引起血常规指标下降、生化指标异常、临床血虚症状、胸腺组织萎缩。经生当归及其不同炮制品水煎液、复方阿胶浆干预后,以上相关代谢与指标均恢复正常,血虚症状消失。生当归及其不同炮制品补血机制即通过恢复谷胱甘肽代谢通路,磷酸戊糖途径,甘氨酸、丝氨酸与苏氨酸代谢,氨基糖和核苷酸糖代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢来干预血虚。共筛选出7个血虚生物标志物。