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慢性肾脏病(CKD)是威胁人类健康的重大疾病之一。代谢组学作为一种新兴的研究方法,是系统生物学重要组成部分,已逐步用于CKD的研究。临床上,利尿药广泛用于CKD的治疗,但长期服用西药利尿药会造成血糖升高、耳毒性、心律失常等不良反应,中药是寻找新的前体药物或新药的主要来源之一。茯苓和茯苓皮是常见的利尿中药,茯苓的主要化学成分是三萜和多糖,具有利尿、肾保护及抗肿瘤等活性;与茯苓化学成分及其活性相比,三萜酸类化合物是茯苓皮的主要化学成分,利水消肿是其主要药理活性。目的:首先,探究茯苓和茯苓皮的利尿活性及其利尿作用机制:其次,考察茯苓皮利尿活性部位对CKD的防治作用。最后,基于超高压液相色谱-高清质谱联用(UPLC-HDMS)的代谢组学方法阐明茯苓皮利尿活性部位防治CKD的生物化学作用机制。方法:1.茯苓和茯苓皮的利尿活性研究:采用生理盐水负荷的水潴留正常大鼠模型,灌胃大鼠不同剂量的茯苓或茯苓皮提取物,记录大鼠6 h尿量及测定大鼠尿液电解质钠、钾和氯离子及pH值;2. 复制CKD大鼠模型及茯苓皮的防治作用研究:采用腺嘌呤灌胃制作大鼠CKD模型,随机将大鼠分为对照组、模型组和茯苓皮乙醇提取物治疗组,模型组和治疗组大鼠按体重以200 mg/kg/d的腺嘌呤连续灌胃两周;治疗组大鼠每天按体重灌胃60 mg/kg茯苓皮乙醇提取物,对照组和模型组灌胃同等量的自来水连续两周。两周后收集尿液,处死动物取血和肾组织,测定血清生化和血常规、完成组织病理分析及代谢组学研究:3.基于UPLC-HDMS代谢组学方法阐明茯苓皮乙醇提取物防治CKI)的生物化学机制:采用多元统计分析法分别分析三组大鼠血清、尿液及肾组织的代谢轮廓,鉴定血清、尿液及肾组织的生物标示物,分析治疗前后生物标示物的变化,结合血液生化指标和肾组织病理学结果揭示茯苓皮醇提物对CKD的防治效果及其作用机制。结果:1.利尿活性研究表明茯苓和茯苓皮水提取物均无显著利尿活性,茯苓乙醇提取物有较弱的利尿活性,茯苓皮乙醇提取物及乙酸乙酯提取部位具有显著的保钾排钠的利尿活性;2.模型组大鼠血清中尿素、肌酐、尿酸和白细胞含量均显著升高,红细胞和血红蛋白含量显著减少,茯苓皮乙醇提取物治疗组对上述生化指标和血常规的异常有不同程度的改善作用;3.基于UPLC-HDMS代谢组学研究表明茯苓皮乙醇提取物可有效防治腺嘌呤诱导的慢性肾损伤。血清代谢组学研究表明 lysoPC(18:1)、lysoPC(17:0)、lysoPC(16:0)、植物鞘氨醇、色氨酸和肌酐等是CKD的血清生物标示物,腺嘌呤干扰脂质、氨基酸等多个代谢途径。尿液代谢组学研究表明肌酐、多巴胺、尿毒症毒素、氨基酸等是CKD的尿液生物标示物;肾组织代谢组学鉴定的代谢产物包括多不饱和脂肪酸、尿毒症毒素、肌酐和尿囊素等。多不饱和脂肪酸和尿毒症毒素是CKD肾组织主要生物标示物。这些结果证明CKD的病理改变与这些代谢产物所涉及的代谢途径异常存在密切的联系。本文首次采用代谢组学方法系统揭示了腺嘌呤引起机体脂肪酸、氨基酸、能量等生物化学代谢途径的紊乱。茯苓皮对氨基酸、脂肪酸及脂质代谢异常有不同程度的改善作用。本研究表明茯苓皮对慢性肾损伤有较好的防治作用。结论:茯苓皮乙醇提取物及其乙酸乙酯提取部位具有显著的利尿活性,茯苓皮乙醇提取物能够有效治疗腺嘌呤诱导的CKD,改善异常的脂质代谢和氨基酸代谢是茯苓皮防治CKD的生物化学作用机制。