目的:加味当归补血片是依据“精源于脾,血生于气,阴阳互根”的中医理论,由黄芪、当归以及淫羊藿三味中药按5:1:5的质量比例制成,具有补肾助阳,益气生血的功效,可用于妇女绝经后肾阳虚证所引起的骨质疏松症(Postmenopausal osteoporosis,PMOP)。骨质疏松症是绝经后妇女常见的症状,是一种易诱发骨折风险的全身性疾病。现代医学研究认为,绝经后骨质疏松症的产生是由于体内雌激素分泌水平下降,骨生成与骨吸收平衡受到破快,骨密度降低而产生的。为预防绝经后骨质疏松引起的骨折的发生,现代医学常使用激素替代疗法,即在妇女围绝经期时开始补充雌激素,以预防骨质疏松。在发生骨质疏松后,患者需长期服用调节骨代谢与形成的药物,虽具有一定的疗效,但效果并不满意。中医认为,骨质疏松可属于“骨痿”的范畴,与肾密切相关。《素问·上古天真论》中提到肾为先天之本,女性进入“七七之年”后,肾气渐衰,天癸耗竭,阴阳失衡,从而累及各脏腑,产生不同的症状,绝经后骨质疏松症是其中的表现之一。中医治疗疾病的特点是整体论治,对绝经后期骨质疏松症而言,常以补先天之肾入手,兼调后天脾胃气血,使阴阳平衡、脏腑协调。前期通过体外细胞实验发现,加味当归补血方可以促进MG-63骨细胞的增殖、分化,另一方面可增加受雌激素影响的基因在MCF-7细胞的表达水平,说明加味当归补血片可以直接影响成骨过程,也可以起到雌激素样作用间接促进骨生成,从而对绝经后骨质疏松症具有潜在的预防和治疗作用,但具体的作用机理及实际效果有待进一步明确。另一方面,近年来关于含淫羊藿制剂造成肝损伤的不良反应偶有报道,作为防治绝经后骨质疏松症的用药,加味当归补血片的用药周期漫长,而淫羊藿又是加味当归补血片的重要组成部分,因此其长期安全性需接受更多的考察。本研究采用网络药理学结合动物实验的方法,先预测加味当归补血片抗骨质疏松的相关作用机制及可能潜在的毒性作用,然后通过动物实验的方法,对其抗骨质疏松的作用及长期安全性进行评价,为加味当归补血片的新药开发、临床应用以及深入研究提供基础。方法:1 加味当归补血片的网络药理学研究通过检索TCMSP数据库及相关文献,筛选出黄芪、当归、淫羊藿三味中药的化学成分。设定口服生物利用度≥30%、类药性≥0.18以及人体肠道细胞通透性≥-0.4作为药代动力学筛选指标,筛选出加味当归补血片中的入血成分作为活性成分,并从TCMSP数据库中查找活性成分的预测作用靶点(Putative target,PT)。通过OMIM、PharmGKB、DurgBank、TTD、CTD数据库查找与骨质疏松症相关的靶点(Anti-osteoporosis target,AT),将加味 当归补血片活性成分靶点与骨质疏松症靶点进行交集,得到加味当归血片直接作用于骨质疏松症的靶点(Putative anti-osteoporosis target,PAT)。另将所有活性成分的作用靶点与骨质疏松靶点进行并集,利用STRING数据库进行蛋白-蛋白相互作用关系(Protein-protein interaction,PPI)分析,构建靶点蛋白间的相互关系,筛选关联度大于2倍平均关联度的关键靶点(Keytarget,KT)作为间接作用于骨质疏松症的靶点。将PAT和KT进行并集,得到加味当归血片防治骨质疏松症的核心靶点(Core target,CT)。利用DAVID数据库对CT进行基因本体(Gene Ontology,GO)富集分析及通路(Pathway)富集分析,综合解读加味当归补血片的分子作用机制、生物通路以及潜在药理活性。2 加味当归补血片的计算毒理学研究通过计算机毒理学预测软件eMolTox对加味当归补血片活性成分的潜在毒性进行预测分析,找出加味当归补血片的潜在毒性富集器官及系统。通过计算机药物代谢动力学软件admetSAR分析加味当归补血片活性成分与细胞色素P450(Cytochrome P450,CYP450)、P糖蛋白(P-glycolprotein,P-gp)以及肾有机阳离子转运体(Renal organic cation transporter,ROCT)的相互作用,结合eMolTox预测分析加味当归血片中可能具有肝毒性及肾毒性的成分。3 加味当归补血片对自然衰老雌鼠骨骼的影响研究以11月龄自然衰老雌鼠作为实验对象,设定衰老模型组(蒸馏水);加味当归补血片受试药组(高剂量0.22g生药/mL、中剂量O.11g生药/mL、低剂量0.055g生药/mL);西药阳性药组(结合雌激素片10.42μg/mL)以及中药阳性药组(右归丸0.45g/mL)。每组8只,按照1mL/100g体重灌胃给药,每天1次,连续给药4个月,末次给药后动物禁食12h。测定大鼠全身、腰椎、双侧股骨颈以及双侧股骨的骨密度(Bonemineral density,BMD);骨小梁面积、骨小梁面积率以及骨小梁数。结果进行统计学处理后比较各组间差异。4 加味当归补血片对自然衰老雌鼠的长期安全性评价研究以11月龄自然衰老雌鼠作为实验对象,设定衰老模型组(蒸馏水);加味当归补血片受试药组(高剂量0.88g生药/mL、中剂量0.44g生药/mL、低剂量0.11g生药/mL,分别为临床剂量的80、40、10倍)。每组30只,按照1mL/100g体重灌胃给药,每天1次,连续给药6个月,6个月后停药,停药后给予等量蒸馏水继续观察1个月。每天观察大鼠的外观体征、行为活动、每日摄食量、饮水和二便情况,每周测摄食量,饮水量1次;给药前和给药后每周测体重1次;分别于给药3个月,6个月及停药1个月后,禁食14小时,腹主动脉取血,测定血液学、血液生化指标及性激素六项水平;给药期间及结束时各组取10只大鼠放血处死,对其进行剖检,肉眼观察各主要脏器大小、颜色、硬度、表面光滑情况及胸、腹腔有无积液。测心、肝、脾、肺、肾、肾上腺、胸腺、脑、子宫、卵巢湿重,求出脏器系数。结果进行统计学处理后比较各组间差异。结果:1 加味当归补血片的网络药理学研究结果结果显示,加味当归补血片中含有33个入血活性成分,共关联235个PT。通过OMIM、PharmGKB、DurgBank、TTD、CTD 数据库查找与得到 AT 共 132 个,与 PT交集后得到12个PAT。通过PPI分析,得到48个KT。将KT与PAT并集得到53个CT,当中包括雌激素受体、雄激素受体、前列腺素G/H合成酶2、血管内皮生长因子A等。对53个CT进行GO及Pathway富集分析,发现加味当归补血片的基因生物过程主要集中在刺激RNA聚合酶II启动子转录、DNA转录的正向调控等。通过Pathway富集分析发现,加味当归补血片可通过直接及间接通路影响骨代谢,从而起到防治绝经期骨质疏松的作用。另外富集程度较高的还有TNF信号通路、MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、雌激素信号通路、FoxO信号通路、HIF-1信号通路、甲状腺信号通路等,这些通路与体内激素水平变化、心脑血管疾病、绝经后多发肿瘤疾病都有密切的联系,为加味当归补血片在绝经后各种疾病中的应用提供了理论基础及研究方向。2 加味当归补血片的计算毒理学研究结果结果显示,加味当归补血片预测得到的主要毒性器官/系统为肝脏及内分泌系统,提示其肝毒性风险及对内分泌的影响较大。加味当归补血片活性成分对CYP450的抑制泛杂性以及对P-gp抑制的计算机预测结果提示,淫羊藿中的淫羊藿苷元(lcarintin)以及8-异戊二烯-黄酮(8-prenyl-flavone)是具有高风险肝毒性的成分。对活性成分的ROCT抑制预测分析结果表明,加味当归血片中活性成分对ROCT无抑制作用,提示其肾毒性风险较低。3 加味当归补血片对自然衰老雌鼠骨骼的作用影响结果结果显示,西药阳性组、中药阳性组全身、腰椎、双侧股骨颈及双侧股骨BMD均高于衰老模型组,其中西药阳性组、中药阳性组全身骨密度与模型组比较,有显著性差异(P<0.05),说明雌性自然衰老大鼠骨质疏松模型造模成功。加味当归补血片高、中、低剂量组全身、腰椎、左侧股骨颈及双侧股骨BMD均高于衰老模型组,其中的中、低剂量组全身BMD,低剂量组腰椎BMD,高剂量组右股骨BMD与模型组比较,有显著差异(P<0.05)。另一方面,西药阳性组、中药阳性组及各给药组的骨小梁面积、骨小梁面积率及骨小梁数均高于衰老模型组,部分组别与空白组比较有极显著差异(P<0.01)或显著差异(P<0.05)。以上结果表明,加味当归补血片可提高自然衰老雌鼠的BMD,缓解自然衰老雌鼠骨小梁的结构退化,提示加味当归补血片有一定的抗骨质疏松作用。4 加味当归补血片对自然衰老雌鼠的长期安全性评价结果结果显示,包括空白组在内各组动物一般状态良好,外观体征、行为活动、进食量、饮水、体重增长等均无异常变化;加味当归补血片三个剂量组及对照组血液学检查、血液生化学检查均在正常范围,部分指标如尿酸、血糖、甘油三酯给药组与空白组比较有下降趋势;各组主要脏器组织病理学检查未见明显异常。上述指标停药1月后也未见改变。对激素六项水平的检查发现,与空白组相比,各给药组在给药3个月、6个月及停药1个月后的雌二醇(Estradiol,E2)、孕酮(Progesterone,P)、睾酮(Testosterone,T)水平升高,卵泡刺激素(Follicle-stimulating hormone,FSH)、促黄体生成素(Luteinizinghormone,LH)和泌乳素(Prolactin,PRL)水平降低。结果表示,加味当归补血片低、中、高三个剂量给药6个月后对自然衰老雌鼠的基本状态无明显影响,恢复期观察1月后也未见延迟性毒性反应。对激素水平影响的结果提示,加味当归补血片具有一定的雌激素样作用,提示加味当归补血片临床应用剂量的安全性较高,对调节自然绝经后内分泌水平紊乱具有一定的作用,在治疗绝经前后诸证具有一定的临床应用价值。结论:对加味当归补血片的网络药理学研究结果发现,加味当归补血片能通过多个作用靶点,多种生物通路影响骨生成,为加味当归补血片应用于绝经后骨质疏松症提供了解释。研究同时也发现,加味当归补血片在提高免疫力,肿瘤疾病,心脑血管疾病等方面有潜在的应用前景。通过计算机毒理研究发现,加味当归血片对肝脏及内分泌系统具有潜在毒性或重要影响,其中预测肝毒性高风险成分来源于淫羊藿,与文献报道相符。通过长期安全性评价研究发现,加味当归补血片的临床应用剂量对肝功能、肾功能没有影响,提示其临床应用剂量安全性较高。此外观察也发现加味当归补血片能调节体内E2、P、T、LH、FSH以及PRL的水平,提示加味当归补血片是通过调节体内激素水平、促进骨生成而起到防治绝经后骨质疏松的作用,可作为防治绝经后骨质疏松症的药物进行开发。