缺血性脑血管病具有发病率高、死亡率高、并发率高等特点,是一种严重危害健康的脑血管疾病。缺血性脑血管病的发病因素众多,目前已知的病因包括高血压、高血脂、糖尿病、肥胖等,但具体发病原因较为复杂,发病机制的研究和相关治疗药物还不够多。特别是脑缺血性疾病极易反复发作,容易引起脑梗死,对老年人身体危害很大,给患者家庭和社会带来了沉重负担与经济压力。因此,急需深入研究脑缺血的发病机制,寻找好的治疗方案。塞络通胶囊是由人参、银杏叶、西红花分别提取有效组分经配伍组成,结合现代药理学研究开发的中药复方,具有益气活血、健脑益智等功效,主治血管性痴呆、缺血性中风恢复期等缺血性脑血管疾病。本课题组前期对塞络通胶囊的药代动力学和药理作用进行了初步研究,发现塞络通胶囊对脑梗死痴呆大鼠等动物模型显示了很好的疗效,能够有效保护脑组织,升高脑内与学习记忆相关神经递质水平,改善认知功能障碍,对脑缺血有治疗作用。但塞络通胶囊化学成分众多,对其化学物质基础还缺乏系统研究。同时,鉴于塞络通胶囊治疗脑缺血性疾病的作用机制尚不明确,开展基于LC-MS技术的代谢组学研究挖掘其调节脑缺血的潜在生物标志物及相关代谢途径,从而更好的揭示脑缺血的发病机理并探讨塞络通胶囊治疗脑缺血性疾病的作用机制。目的本研究基于HPLC-Q-TOF-MS技术对塞络通胶囊的化学成分进行系统研究,阐明其化学物质基础。在此基础上,建立了基于液质联用技术和多元数据分析方法相结合的代谢组学分析方法,寻找塞络通胶囊调节急性和慢性脑缺血大鼠模型以及高脂血症大鼠模型的潜在生物标志物和代谢途径,探讨发挥干预作用的机制。方法第一部分——塞络通胶囊的化学成分研究——采用HPLC-Q-TOF-MS技术,通过与标准品质谱信息的比对并结合文献报道分析,对塞络通胶囊中所含化学成分进行系统研究,总结主要化学成分的裂解规律。第二部分——塞络通胶囊治疗急性脑缺血大鼠模型的代谢组学研究——采用颈内动脉注射微球血管栓塞剂的方法建立急性期脑缺血大鼠模型,基于代谢组学技术系统研究塞络通胶囊调节急性期脑缺血大鼠模型的生物代谢途径和作用机制,将正常对照组、模型组和塞络通给药组的大鼠脑组织匀浆液中的代谢物谱分别采用主成分分析（PCA）和偏最小二乘法-判别分析（PLS-DA）进行模式识别,挖掘与急性脑缺血相关的潜在生物标志物以及塞络通胶囊发挥治疗作用调节的潜在生物标志物,分析相关的生物代谢通路。第三部分——塞络通胶囊治疗慢性脑缺血大鼠模型的代谢组学研究——采用颈内动脉注射微球血管栓塞剂的方法建立慢性脑缺血大鼠模型,每日1次,连续给药28日,以慢性脑缺血模型大鼠脑组织为研究对象,基于HPLC-Q-Trap-MS技术建立靶向代谢组学研究方法,分析正常对照组、模型组和塞络通给药组的大鼠脑组织代谢轮廓,整合分析不同组别的潜在生物标志物的含量变化,分析塞络通胶囊调节慢性脑缺血大鼠模型的作用机制。第四部分——塞络通胶囊治疗高脂血症大鼠模型的代谢组学研究——以高脂血症大鼠模型肝组织为研究对象,基于HPLC-Q-Trap-MS靶向代谢组学技术分析正常对照组、模型组和塞络通给药组的高脂血症模型大鼠肝组织内源性代谢物变化,发掘塞络通胶囊调节高脂血症的生物代谢途径。同时,高血脂是动脉粥样硬化的病变基础,而动脉粥样硬化也是脑缺血的重要诱因。本实验通过研究塞络通胶囊治疗高脂血症的作用机制,进而探讨塞络通胶囊对脑缺血和高脂血症的整体调节作用。结果第一部分——利用HPLC-Q-TOF-MS方法对塞络通胶囊的化学成分进行了系统研究,获得了负离子模式下的总离子流图,定性分析了 41种化学成分,其中银杏内酯类成分4种,黄酮类成分18种,水溶性成分3种,西红花苷类成分2种,人参皂昔类成分14种,获得了塞络通胶囊化学物质组成信息。第二部分——基于代谢组学方法研究了急性脑缺血大鼠模型的脑组织样品,发现急性脑缺血大鼠模型的代谢异常,得到了 10个潜在生物标志物。而塞络通胶囊给药对上述10个潜在生物标志物进行了显著回调,发现主要调节的代谢途径包括N-乙酰天门冬氨酸代谢、精氨酸代谢、能量代谢及氧化应激相关途径等。第三部分——应用LC-MS/MS进行定量分析方法学研究,建立了 72个内源性成分的分析方法。基于靶向代谢组学方法研究了慢性脑缺血大鼠模型大鼠的脑组织样品,对塞络通胶囊调节慢性脑缺血大鼠模型的作用机制进行了系统的研究,发现慢性脑缺血大鼠模型共有20余个内源性成分的含量出现变化,主要调节的代谢途径包括嘌呤代谢、甲硫氨酸代谢、色氨酸代谢、精氨酸代谢等。第四部分——基于靶向代谢组学方法发现了塞络通胶囊对高脂血症大鼠模型血脂的调节作用,发现其对肝脏组织中的10个内源性代谢物进行了显著回调,主要调节的代谢途径包括TMAO代谢、嘌呤代谢、甲硫氨酸代谢、酰基肉碱代谢。其中塞络通胶囊对TMAO的调节为首次发现,塞络通胶囊可能通过改善肠道菌群功能,降低TMAO对机体的损伤,从而实现对脑血管的保护作用,对其机制的进一步探索具有很好的参考价值。结论本研究基于HPLC-Q-TOF-MS技术对塞络通胶囊的化学成分进行了系统研究,定性分析了 41种化学成分,基本明确了化学物质基础,为塞络通胶囊入血成分分析及作用机制研究提供依据。在系统研究化学成分的基础上,通过代谢组学研究发现塞络通胶囊对急慢性脑缺血大鼠模型和高脂血症大鼠模型显示了很好的疗效,使模型大鼠体内异常代谢途径有不同程度的恢复,主要通过N-乙酰天门冬氨酸代谢、精氨酸代谢、能量代谢及氧化应激等对急性脑缺血大鼠模型进行调节,通过嘌呤代谢、甲硫氨酸代谢、色氨酸代谢、精氨酸代谢等对慢性脑缺血大鼠模型进行调节,通过TMAO代谢、嘌呤代谢、甲硫氨酸代谢、酰基肉碱代谢等对高脂血症大鼠模型进行调节,为进一步深入研究塞络通胶囊作用机制提供了依据。同时,通过比较发现,急性和慢性脑缺血模型中精氨酸、瓜氨酸含量均显著升高,推测可能与脑缺血发病机制有关。塞络通胶囊能显著降低两者含量,通过调节精氨酸代谢发挥治疗脑缺血的作用。慢性脑缺血大鼠模型与高脂血症大鼠模型中多个嘌呤代谢、甲硫氨酸代谢相关潜在生物标志物含量均出现异常变化,推测嘌呤代谢、甲硫氨酸代谢与两种病症发病机制密切相关,也进一步证实高血脂是脑缺血的重要诱因。塞络通胶囊能有效调节嘌呤代谢、甲硫氨酸代谢途径,同时对慢性脑缺血大鼠模型和高脂血症大鼠模型发挥治疗作用。