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栀子苷(Geniposide),是茜草科植物栀子(Gardeniae Fructus)中主要药效活性成分之一,属于环烯醚萜苷类,具有泻火除烦,凉血解毒,消肿止痛的功效。课题组前期研究表明栀子的肝毒性与栀子苷在体内代谢转化为具有肝毒性的活性代谢产物京尼平有关,因此多与淡豆豉配伍使用。淡豆豉(Semen Sojae Praeparatum)为豆科植物大豆Glycine max(L.)Merr成熟果实的发酵加工品,主要活性成分为异黄酮,异黄酮是一种植物雌激素。课题组前期研究发现,淡豆豉的配伍会使栀子中的环烯醚萜苷成分在体内的代谢处置发生改变,同时发现淡豆豉中异黄酮可以改变正常大鼠的肠道菌群微生态。因此我们推测淡豆豉可能通过调控某些特定的功能菌群影响相应的代谢酶活性,改变栀子苷毒性代谢产物的体内过程,从而降低其肝毒性达到配伍减毒的功效。因此本课题主要研究淡豆豉如何调控肠道菌群从而影响栀子苷的代谢特征,具体研究内容如下:1、定性分析淡豆豉主要化学成分并定量测定6种异黄酮化合物。本章建立超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UHPLC-Q/TOF-MS)的分析方法,结合相关文献及化合物的分子离子峰对淡豆豉主要化学成分进行定性分析,并建立高效液相色谱法(HPLC)的分析方法对其6种异黄酮成分进行定量分析。实验结果显示:根据各特征峰裂解规律,淡豆豉中共找到10种主要化合物,并对其中6种异黄酮成分进行定性分析,为进一步深入研究淡豆豉影响肠道菌群的药效物质基础提供科学依据。2、为探讨淡豆豉异黄酮对肠道菌群结构的影响,首先采用Illumina Miseq高通量测序的方法对空白对照组和淡豆豉异黄酮提取物给药7、14、21、28天五组大鼠肠道菌群的多样性和结构特征进行了全面分析。Alpha多样性和Beta多样性结果表明:与空白对照组相比,淡豆豉给药组大鼠粪便菌群多样性和丰度显著增大,且随着淡豆豉异黄酮给药时间延长,大鼠肠道菌群的多样性和丰富度呈上升趋势,当大鼠给药淡豆豉异黄酮提取物21天后的肠道菌群达到稳定状态。物种组成结果表明,淡豆豉异黄酮可通过改变微生物群落结构维持肠道菌群稳态,主要表现为增大乳酸杆菌(Lactobacillus)、阿克曼氏菌(Akkermansia)、Faecalibacterium等有益菌丰度,同时降低脱硫弧菌属(Desulfovibrio)和Parasutterella等有害菌丰度。为探究肠道菌群结构及相关干预对代谢酶活性的影响,首先建立伪无菌大鼠模型,采用给药淡豆豉提取物、乳杆菌属21天,及对伪无菌大鼠进行粪菌移植(Fecal bacteria transplantation,FMT)淡豆豉提取物给药21天的大鼠粪便等不同干预方式重塑肠道菌群稳态,通过比较对照组、伪无菌大鼠组、不同干预抗生素组大鼠肠道菌群中β-葡萄糖苷酶(β-GC)、β-葡萄糖醛酸酶(β-Glu)、β-半乳糖糖苷酶(β-GAL)、磺基转移酶(SULT)和谷胱甘肽S转移酶(GST)的的含量,表征肠道代谢酶的活性。实验结果表明给予淡豆豉提取物、乳杆菌属和粪菌移植组均上调β-GC、β-Glu、β-GAL、SULT和GST的含量,其中粪菌移植组上述酶含量增加最明显,表明优势菌群的混悬液对于伪无菌大鼠的肠道菌群重塑作用更强。同时与淡豆豉提取物组相比,乳杆菌属组中β-GC、β-GAL含量明显增加,表明乳杆菌属可调控β-GC和β-GAL的活性。通过给予不同的干预重塑肠道菌群稳态,进而确定肠道菌群结构及相关干预对代谢酶活性的影响。3、为明确栀子苷的体内代谢过程,建立UHPLC-Q/TOF-MS的分析方法定性鉴别栀子苷给药前后生物样本(尿液、粪便、胆汁和血浆)中代谢产物。研究结果显示,正负离子模式下共鉴别出栀子苷原型M0和24个代谢产物(M1-M24),栀子苷主要有两种代谢途径,一种是栀子苷原型直接与葡萄糖醛酸、谷氨酸结合或与谷胱甘肽、半胱氨酸偶联形成M1-M10;另一种是栀子苷脱去一分子葡萄糖形成Ⅰ相代谢产物京尼平后,京尼平发生氢化、还原、水解等一系列反应形成M12-M24;本实验阐明了栀子苷在体内的代谢产物及其代谢途径,为后续栀子苷及其代谢产物在不同肠道菌群状态下药代动力学研究提供重要理论依据。4、为探究肠道菌群下对栀子苷代谢特征研究,采用第二章建立的大鼠肠道菌群模型,通过高效液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)的分析方法对血浆样品中栀子苷和6种主要代谢产物(M0、M11、M4、M15、M8、M17和M19)进行动态半定量分析,绘制栀子苷及6种代谢产物的平均峰面积比-时间曲线,并通过计算AUC0-∞,Cmax,Tmax,t1/2,MRT等药代动力学特征参数,表征各组大鼠体内栀子苷及其代谢产物的特征和差异。研究结果显示:从原型药物及各代谢产物的峰面积比-时间曲线图上可以看出,栀子苷在伪无菌大鼠体内的暴露程度最高,而各代谢产物在伪无菌大鼠体内的暴露程度最低,说明肠道菌群在栀子苷口服给药后的代谢中起到了重要的作用。与空白对照组相比,淡豆豉提取物、乳杆菌属和粪菌移植组栀子苷和京尼平的AUC0-t、AUC0-∞和Cmax均减小,而其他5种代谢产物的AUC0-t、AUC0-∞和Cmax显著性升高,抗生素组大鼠只有栀子苷的AUC0-t和AUC0-∞增大。同时与抗生素组大鼠相比,淡豆豉提取物、乳杆菌属和粪菌移植组栀子苷的AUC0-t、AUC0-∞和Cmax均减小,其他6种代谢产物的AUC0-t、AUC0-∞和Cmax明显增大。证明淡豆豉异黄酮对肠道菌群具有调节作用。表明异黄酮可通过改变肠道微生态环境中菌群丰度,调节药物代谢酶的活性,从而影响栀子苷在体内的代谢过程等。证明乳杆菌属可增强β-葡萄糖苷酶的活性从而促进栀子苷在体内代谢成京尼平过程。综上,本研究明确了淡豆豉主要化学成分,阐明淡豆豉异黄酮对肠道菌群结构的影响;明确栀子苷体内代谢过程,并探究不同肠道菌群状态下对栀子苷代谢特征影响,揭示肠道菌群在淡豆豉配伍解毒过程中的介导作用和程度,并对调控淡豆豉配伍解毒可能的特征性肠道功能菌进行验证,进一步阐明肠道菌与肠道代谢酶的关系。从肠道微生物系统的角度揭示了淡豆豉配伍减毒栀子苷肝毒性的机制,为含栀子的复方合理安全用药提供技术借鉴。