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中药复方配伍优化或多药物联用研究是中药工作者长期研究的一大难题,现有的研究模式仍不能有效解决多药物联用的配伍优化问题。海滩牵牛(Ipomoea stolonifera,IS)是潮汕地区用于抗炎、抗风湿的地道草药,前期研究表明,IS正丁醇部位(n-butanol extract of IS,BE-IS)具有显著的抗炎活性,并从该部位分离得到具有抗炎作用的多个成分。本课题通过研究BE-IS单体抗炎联合作用的配伍与剂量配比优化,探索多药物联用的协同作用研究的思路和模式。 方法: 1、建立巴豆油所致小鼠耳肿胀模型,评价BE-IS单体,即东莨菪亭(Scopoletin,Sco)、伞形花内酯(Umbelliferone,Umb)、秦皮乙素(Esculetin,Esc)、橙皮素(Hesperetin,Hes)及姜黄素(Curcumin,Cur)在体内的抗炎作用。 2、建立脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导单核/巨噬细胞RAW264.7模型,酶联免疫吸附法(ELISA)、蛋白免疫印迹法(western blot)分别检测BE-IS单体对前列腺素(prostaglandin,PG) E2释放和环氧酶(cyclooxygenase,COX)-2蛋白表达的影响,评价BE-IS单体在体外的抗炎作用,并初步探讨其抗炎机制。 3、通过均匀设计法考察BE-IS单体在细胞模型上联用的最优配比和预期最佳药效,选用均匀设计表U11(115)安排11组不同水平组合的实验,联用药效以对LPS诱导RAW264.7细胞释放PGE2的抑制作用表示。实验结果采用EXCEL规划求解工具分析。 4、采用正交设计法进行BE-IS单体在细胞模型上的配伍分析,筛选主成分,选用正交设计表L16(45),安排16组不同水平组合的实验,联用效应以对LPS诱导RAW264.7细胞释放PGE2的抑制作用表示。实验结果通过直观分析法和方差分析法相结合进行分析。 5、采用均匀设计法分析BE-IS主成分在细胞模型上联用的最优配比和预期最佳药效,选用均匀设计表U7(73),安排7组不同水平组合的实验,联用药效以对LPS诱导RAW264.7细胞释放PGE2的抑制作用表示。实验结果采用EXCEL规划求解工具和曲面分析。 6、根据均匀设计法优化结果,固定联用比例,利用中效原理法分析在细胞模型上BE-IS主成分之间的相互作用,根据合并指数(combination index,CI)判定药物之间存在协同或相加或拮抗作用。 7、通过测定BE-IS主成分对LPS诱导RAW264.7细胞释放一氧化氮(Nitric oxide,NO)、肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor,TNF)-α、白介素(Interleukin,IL)-1β和IL-6的影响,探讨BE-IS主成分抗炎协同作用的机制。 8、采用均匀设计法分析BE-IS主成分在整体模型上联用的最优配比和预期最佳药效,选用均匀设计表U7(73),安排7组不同水平组合的实验,联用药效以对巴豆油所致小鼠耳肿胀的抑制作用表示。实验结果采用EXCEL规划求解工具和曲面分析。 9、通过验证性实验,比较BE-IS主成分在最佳浓度或剂量时单用和联用在细胞模型上对LPS诱导炎症介质和细胞因子释放的影响,及在整体模型上对巴豆油所致小鼠耳肿胀的影响。 结果: 1、在整体模型上,与对照组相比,BE-IS单体均能不同程度抑制巴豆油所致小鼠耳肿胀,差异均有统计学意义(P<0.01)。 2、在细胞模型上,BE-IS单体均能不同程度抑制LPS诱导PGE2的释放,呈浓度依赖关系,量效关系均符合Hill模型。Sco、Umb、Hes和Cur能抑制LPS诱导的COX-2蛋白表达。 3、通过EXCEL规划求解分析得到BE-IS单体联用的最佳配比浓度是:Sco5.9μM,Umb17.9μM,Esc12.4μM,Hes9.5μM,Cur4.1μM,预期最佳药效为100.06%。 4、通过直观分析法和方差分析法结合分析得到Esc、Cur和Hes是BE-IS单体联用发挥药效的主成分。 5、通过EXCEL规划求解和曲面分析得到BE-IS主成分在细胞模型上联用的最佳配比浓度是:Esc11.6μM,Cur8.5μM,Hes12.5μM,预期最佳药效为99.77% 6、中效原理法证明BE-IS主成分在最佳配比时联用两两之间具有协同作用。 7、在LPS诱导的RAW264.7细胞模型上,Cur显著抑制NO(IC50=15.08μM)和IL-1β(IC50=33.69μM)的释放,Esc显著抑制IL-6(IC50=28.29μM)的释放。 8、通过EXCEL规划求解和曲面分析得到BE-IS主成分在整体模型上联用的最佳配比剂量是:Esc337mg/kg,Cur60mg/kg,Hes191mg/kg,预期最佳药效为99.63%。 9、验证性实验结果显示,在细胞和整体模型上,BE-IS主成分在最佳浓度或剂量下联用能显著抑制LPS诱导的PGE2、NO、TNF-α、IL-1β和IL-6释放及巴豆油诱导的小鼠耳肿胀。 结论:本研究为中药复方或多药物联用的配伍与剂量配比优化提供了一种新的研究模式:正交设计法筛选主药→均匀设计法分析主药最优配比及最佳药效→中效原理法研究主药之间在最优配比时联用的相互作用→分析主药发挥协同作用的机制→验证性实验比较该优化配伍组合与组成分单用的药效,证明配伍组合的优越性。这种优化模式不仅可以解决传统药物联用难以定性和定量的难题,还可以为临床上多药物联用提供参考和借鉴。