中醫(yī)證候的代謝組學(xué)研究進(jìn)展

中醫(yī)證候的代謝組學(xué)研究進(jìn)展

中醫(yī)認(rèn)為，證據(jù)是身體在疾病發(fā)展過程中一定階段的病因、病理、病機和病位的總結(jié)。它是對疾病特定階段的生理過程的理解，它受到身體內(nèi)部和外部環(huán)境的影響，具有多因素、多要素、多層次、完整性的特點。而代謝組學(xué)是運用現(xiàn)代分析技術(shù)手段獲得內(nèi)源性代謝產(chǎn)物譜以認(rèn)識機體的整體功能狀態(tài),具有時相性、動態(tài)性、整體性、系統(tǒng)性的特點,與中醫(yī)證候具有相似性?？梢哉J(rèn)為中醫(yī)證候反映了機體某一時刻的外在宏觀表現(xiàn),而代謝組學(xué)則闡釋了機體的內(nèi)在微觀變化,因此代謝組學(xué)技術(shù)更能揭示中醫(yī)證候的本質(zhì)?；诖x組學(xué)與中醫(yī)證候具有相通之處,應(yīng)用代謝組學(xué)技術(shù)研究中醫(yī)證候已成為目前中醫(yī)研究的重要手段之一,現(xiàn)將近十年來,中醫(yī)證候的代謝組學(xué)研究概述如下。1代謝組理論在中醫(yī)證候研究中的具體應(yīng)用1.1各組大鼠血虛證模型中內(nèi)源性代謝的主成分分析霍超等取正常對照組、血虛證模型組(綜合放血模型組、輻射造模組)、四物湯反證組小鼠的血清及組織的脂溶性和水溶性代謝物,用核磁共振波譜儀檢測并進(jìn)行主成分分析。結(jié)果顯示正常組、血虛證模型組以及四物湯反證組能夠明顯的區(qū)分。與對照組相比,綜合放血模型組的血清及各組織的內(nèi)源性代謝物中乳酸、膽堿、牛磺酸、丙氨酸、低密度脂肪酸、甘油、不飽和脂肪酸、肌酐、乙酰乙酸鹽、丙氨酸及羥基丁酸的含量有明顯變化,輻射造模組的血清及各組織的內(nèi)源性代謝物中葡萄糖、肌酐、磷酸化膽堿、膽堿、肌酸、乳酸、低密度脂蛋白有明顯變化。上述代謝物可以作為潛在的生物標(biāo)記物進(jìn)行血虛證機制的研究。1.2鼠高校對于大鼠睪丸的研究趙氏等利用UPLCQ-TOF/MS代謝組學(xué)方法對血瘀證模型大鼠與空白組大鼠尿液進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)模型組大鼠與空白組大鼠尿液代謝輪廓有顯著性差異。兩組尿液中的膽汁酸、二羥基膽烷酸、苯丙氨酸、犬尿喹酸、色氨酸、精氨酸、N-2-琥珀酰-鳥氨酸含量有顯著差異,上述7種物質(zhì)可能為血瘀證潛在生物標(biāo)記物。1.3有明顯差異的從大鼠表現(xiàn)中,各有作用李林等利用基于磁共振氫譜的組學(xué)分析方法研究了氣虛血瘀證大鼠的尿液組成變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與正常大鼠相比,氣虛血瘀證大鼠尿液中的甲酸、肌氨酸酐、α-酮戊二酸、檸檬酸、?；撬帷⒀趸装?、琥珀酸、馬尿酸等含量有明顯差別,從而為揭示氣虛血瘀證的發(fā)生機制和病癥治療提供了證據(jù)。1.4不同標(biāo)志物對心血瘀阻證血漿代謝產(chǎn)物的帶動作用簡維雄等通過觀察心血瘀阻證大鼠血漿的代謝產(chǎn)物、血液流變學(xué)指標(biāo)的變化以及養(yǎng)心通脈方干預(yù)后上述指標(biāo)的改變,探討大鼠心血瘀阻證血漿代謝產(chǎn)物的“組裝”規(guī)律,結(jié)果發(fā)現(xiàn)乳酸、丙氨酸、纈氨酸、琥珀酸、蘋果酸、硬脂酸、花生四烯酸、果糖等8種代謝物與反映“血瘀”病理的血液流變學(xué)指標(biāo)改變具有一致性,有可能作為心血瘀阻證代謝性生物標(biāo)志物。1.5對臟器的影響鄭麗紅利用基于磁共振氫譜的組學(xué)分析方法研究了脾氣虛證的唾液變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)脾氣虛證與正常人唾液中的代謝物組存在明顯差異,與正常對照組相比,脾氣虛證組唾液中乳酸、N-乙酰糖蛋白、乙醇等含量相對較高,說明上述物質(zhì)有可能就是脾氣虛證的生物標(biāo)志物。1.6不同組分大鼠臟器中nmr的代謝組成成分徐舒等運用1H-NMR技術(shù)對肝郁證大鼠模型與對照組大鼠血清進(jìn)行代謝組學(xué)分析。結(jié)果:肝郁證模型與對照組大鼠血清代謝組分存在明顯差異,與對照組相比,模型組血清中葡萄糖和肌酸的含量明顯偏高,而3-羥基丁酸、谷氨酰胺、磷脂酰膽堿、磷酸膽堿和不飽和脂肪酸含量明顯偏低。這些差異小分子物質(zhì)可能為肝郁證的代謝標(biāo)志物群,并可用于進(jìn)一步研究肝郁證的本質(zhì)。王偉明等運用1H-NMR和PCA與PLS-DA的代謝組學(xué)技術(shù),對肝氣郁結(jié)證大鼠模型和正常組大鼠尿液進(jìn)行研究分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)模型組與正常組大鼠的尿液可明顯區(qū)分。與正常組相比,模型組大鼠尿液中的肌酸酐、丙酮、乙酸、肌酸、煙酸和5-羥基吲哚-3-乙酸的含量顯著升高,而馬尿酸、α-酮戊二酸、檸檬酸、異檸檬酸和烏頭酸的含量降低。說明上述差異性變化的小分子代謝物可能為肝郁證的生物標(biāo)志物,并有助于闡述肝氣郁結(jié)證的生物學(xué)本質(zhì)。1.7性能比較結(jié)果高崗等應(yīng)用1H-NMR結(jié)合PCA的代謝組學(xué)方法對腎虛證大鼠和空白對照大鼠的尿液成分進(jìn)行研究。結(jié)果顯示,兩組大鼠的尿液可明顯區(qū)分。與對照組比較腎虛組大鼠尿液中乳酸、二甲胺的含量增加,天冬氨酸、牛磺酸、馬尿酸、肌氨酸、琥珀酸和檸檬酸含量降低。說明腎虛組和對照組的尿液代謝產(chǎn)物存在明顯差異。1.8腎陽虛在生物標(biāo)志物檢測中的應(yīng)用Chen等用氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)對氫化可的松致大鼠腎陽虛證的代謝組學(xué)變化進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在代謝圖上模型組體內(nèi)代謝網(wǎng)絡(luò)反映出不同于正常組的分布圖譜。而經(jīng)溫陽中藥肉蓯蓉干預(yù)后的腎陽虛對照組的代謝圖譜偏離模型組,回歸至正常范圍,接近于正常對照組。姜春燕等利用UPLCTOF/MS代謝組學(xué)方法對糖皮質(zhì)激素氫化可的松琥珀酸鈉造成的大鼠腎陽虛證模型的血漿進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)兩組大鼠血漿中的溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)、溶血磷脂酰膽堿(LPC)和468.4m/z的未知化合物的含量存在明顯差異,上述物質(zhì)可能為腎陽虛證的生物標(biāo)記物。鄒忠杰等運用代謝組學(xué)方法對氫化可的松誘導(dǎo)的腎陽虛大鼠模型尿液進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn):模型組大鼠尿液代謝表型呈現(xiàn)明顯的軌跡變化,鑒定了與腎陽虛相關(guān)的13種生物標(biāo)志物,分別為:醋酸、檸檬酸、琥珀酸、α-酮戊二酸、三甲胺、乳酸、甜菜堿、丙氨酸、二甲胺、尿苷、馬尿酸、肌氨酸、?；撬帷２⑹状伟l(fā)現(xiàn)了與甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)和氨轉(zhuǎn)運功能相關(guān)的生物標(biāo)志物,加深了對腎陽虛證本質(zhì)的認(rèn)識。1.9代謝組學(xué)研究Wang等利用UPLCHDMS結(jié)合PLS-DA方法對腎陰虛證大鼠模型進(jìn)行了代謝組學(xué)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)腎陰虛證組與空白組有顯著性差異,并找到20個離子作為腎陰虛證的潛在生物標(biāo)記物,這些物質(zhì)與色氨酸、賴氨酸、嘌呤、嘧啶、三羧酸循環(huán)等代謝通路有關(guān)。1.10肝郁脾證大鼠代謝相關(guān)化合物變化羅和古等應(yīng)用1H-NMR結(jié)合PCA的代謝組學(xué)方法對肝郁脾虛證大鼠模型(以慢性束縛方法制作應(yīng)激大鼠模型)及正常對照組大鼠的血液進(jìn)行研究分析,發(fā)現(xiàn)肝郁脾虛證大鼠的代謝表型為乳酸、膽堿、飽和脂肪酸、血糖等上升,不飽和脂肪酸、HDL等化合物含量降低,發(fā)生的代謝終產(chǎn)物的改變以脂類物質(zhì)更明顯;另一研究發(fā)現(xiàn)兩組之間的代謝產(chǎn)物存在顯著性差異,以醋酸、乳酸、酪氨酸、低密度脂蛋白和3.44ppm的未知化合物的改變較為明顯。這些差異性代謝物與已知的應(yīng)激狀態(tài)動物體內(nèi)代謝的調(diào)節(jié)過程及結(jié)果相一致并可作為肝郁脾虛證的生物標(biāo)志物做進(jìn)一步研究。2中醫(yī)證候?qū)W研究偏少綜上所述,近十年中醫(yī)證候的代謝組學(xué)研究有了突破性進(jìn)展和全面性發(fā)展。應(yīng)用代謝組學(xué)的方法來研究中醫(yī)證候,已初步顯現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。多位研究者運用代謝組學(xué)血液、尿液及唾液的研究方法對中醫(yī)證候開展了基于動物模型和臨床病人的研究,并成功區(qū)分相關(guān)證型與正常組的血液、尿液及唾液,初步得到了相關(guān)證型的代謝表型與差異性代謝物,為闡釋中醫(yī)證候的生物學(xué)本質(zhì)奠定了良好的基礎(chǔ)。但是我們也應(yīng)該清楚地認(rèn)識到,由于中醫(yī)證候的復(fù)雜性,我們需要建立一個統(tǒng)一的證候分類方法,控制易受影響的因素(飲食、情緒、天氣、體質(zhì)等),保證代謝組學(xué)研究的代謝物質(zhì)的客觀性,方能揭示中醫(yī)證候的本質(zhì)。目前基于動物模型的代謝組學(xué)研究遠(yuǎn)較臨床病人的研究為多,動物模型可部分反映證候本質(zhì),但與人存在差別;中醫(yī)證候的臨床研究偏少,代謝組學(xué)結(jié)果難以與臨床病證相銜接,還不能指導(dǎo)臨床治療;相同證型的臨床研究