【摘 要】
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目的:寻找与白头翁汤治疗慢性溃疡性结肠炎相关的潜在生物标志物及代谢通路,结合网络药理学手段对白头翁汤抗结肠炎作用进行综合阐述,并对白头翁汤中有效成分α-常春藤皂苷在大鼠体内外的代谢物进行鉴定和比较,从多个维度出发探讨相关作用机理。方法:首先采用网络药理学平台TCMSP、PubChem、Swiss Target Prediction Database、STICH Database、UniProt和T
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目的:寻找与白头翁汤治疗慢性溃疡性结肠炎相关的潜在生物标志物及代谢通路,结合网络药理学手段对白头翁汤抗结肠炎作用进行综合阐述,并对白头翁汤中有效成分α-常春藤皂苷在大鼠体内外的代谢物进行鉴定和比较,从多个维度出发探讨相关作用机理。方法:首先采用网络药理学平台TCMSP、PubChem、Swiss Target Prediction Database、STICH Database、UniProt和TTD等数据库筛选白头翁汤的活性化合物靶点,进行网络可视化分析,与溃疡性结肠炎疾病建立相关网络并进行分析。然后,构建慢性溃疡性结肠炎小鼠模型,灌胃给予白头翁汤治疗,采用苏木精-伊红(HE)染色法对模型进行验证。使用UHPLC-Q-TOF-MS/MS平台进行生物样本数据采集,采用Progenesis QI软件和多元统计软件SIMCA-P 14.1等进行数据处理及分析。以满足FC≥1.2或者FC≤0.8、P<0.05、CV<30%(QC)以及VIP>1条件寻找差异性代谢产物,依据其相应质谱信息与在线数据库(HMDB,METLIN)进行化合物的鉴定,并采用受试者工作特征(ROC)曲线验证潜在生物标志物准确性,使用在线软件Metabo Analyst 4.0进行生物富集和代谢通路分析,并利用Cytoscape软件,构建代谢物-基因-蛋白的生物信息网络及蛋白互作网络图。最后,采用UHPLC-Q-TOF-MS/MS平台,根据代谢物分析策略,对α-常春藤皂苷在SD大鼠血浆、胆汁、尿液、粪便及肠道菌群温孵样品中的代谢产物进行结构推断,总结其在大鼠体的内代谢途径。结果:应用网络药理学数据库,筛选出白头翁汤活性成分58个,成分-疾病共有靶点186个,使用GO分析并筛选具有显著性差异P<0.05,取前15个生物过程信息、细胞组成以及分子功能信息,网络分析显示白头翁汤通过多种活性成分,作用于AKT1、IL6、TP53、VEGFA、MAPK3、TNF、CASP3等多个关键靶点,涉及癌症信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、T细胞受体信号通路等。运用代谢组学技术,在慢性溃疡性结肠炎模型组与健康组大鼠之间鉴定出40种差异代谢物,在白头翁汤给药组与模型组大鼠之间鉴定出了53种差异代谢物,预测10种潜在的生物标志物,涉及的代谢通路主要包括半乳糖代谢、花生四烯酸代谢、甘油脂代谢、柠檬酸盐循环(TCA循环)、鞘脂代谢、糖酵解/糖异生、乙醛酸和二羧酸酯代谢、嘧啶代谢、酪氨酸代谢等。大鼠口服α-常春藤皂苷后体内外共检测到28种代谢物,包括生22种I相和6种II相代谢物,涉及多条代谢途径。结论:本研究结合网络药理学方法,揭示了白头翁汤治疗慢性溃疡性结肠炎的作用机制,为进一步研究白头翁汤的作用机制提供理论支持和科学依据。采用基于UHPLC-Q-TOF-MS/MS技术的代谢组学手段,寻找与白头翁汤治疗作用相关的潜在生物标志物及代谢途径,且构建了从代谢物到基因、蛋白的全面的生物学网络,研究结果有助于全面了解白头翁汤治疗慢性溃疡性结肠炎的生物学机制。基于代谢物分析策略,鉴定了α-常春藤皂苷在大鼠体内外的代谢产物,推断了α-常春藤皂苷的体内相关代谢途径,有助于了解α-常春藤皂苷在临床应用中的代谢过程。
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