基于代謝組學(xué)技術(shù)研究中藥生炙藥性變化

杜海玲，劉柳，馬小蘭，郭泳杉，楊萍，鎖利帆，董琳

寧夏醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，寧夏銀川 750004

中藥藥性理論是中醫(yī)藥研究必須要掌握的基本理論，在中藥藥性理論的現(xiàn)代研究中，匡海學(xué)教授創(chuàng)造性地提出了中藥性（氣）味科學(xué)內(nèi)涵的新假說(shuō)，即“中藥同時(shí)具有性（氣）與味”。藥味主要與藥物的具體功效相關(guān)。藥性（氣）是藥物通過(guò)不同途徑以主要影響機(jī)體能量代謝、物質(zhì)代謝為特征，可影響藥物治療作用發(fā)揮或副作用發(fā)生的一類(lèi)生物學(xué)效應(yīng)，藥性（氣）可以主要通過(guò)宏觀的動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)以及系統(tǒng)生物學(xué)等方法予以評(píng)價(jià)歸屬。

基于該理論，本課題從藥性改變促進(jìn)和抑制機(jī)體能量代謝和物質(zhì)代謝入手，結(jié)合代謝組學(xué)方法能夠全面掌握機(jī)體整體變化，真實(shí)反映機(jī)體狀態(tài)，以液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)為分析手段，通過(guò)速度快、分辨率高和靈敏度高的特點(diǎn)，快速獲得海量信息研究中藥生炙藥性變化的本質(zhì)。為深入研究中藥炮制前后藥性變化的機(jī)制提供思路和示范，并為構(gòu)建中藥藥性的評(píng)價(jià)體系與方法提供實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 藥性理論

中藥藥性理論是中醫(yī)藥理論體系的重要組成成分，是經(jīng)過(guò)我國(guó)歷代中醫(yī)藥家多年臨床研究和總結(jié)得出來(lái)的結(jié)論，它也是必須要掌握的中醫(yī)藥知識(shí)基本理論[1]。“藥性”一詞最早在《神農(nóng)本草經(jīng)》中被提及，并概括中藥藥性主要包括中藥性味、歸經(jīng)、升降浮沉以及有毒無(wú)毒等的作用性[2-3]。歷代本草很重視中藥藥性，在歷代中藥著作中介紹單味中藥時(shí)首先都會(huì)介紹四氣五味歸經(jīng)等基本藥性，其次才會(huì)詳細(xì)介紹單味藥的功效、主治以及注意事項(xiàng)和現(xiàn)代藥理研究等方面。有很多因素影響著中藥的藥性，包括藥物劑型以及炮制工藝等。談到炮制對(duì)中藥藥性的影響，炮制對(duì)中藥藥性的調(diào)控作用主要包括對(duì)四氣五味的調(diào)控，增強(qiáng)、減緩甚至改變某種中藥的藥性；對(duì)升降浮沉的調(diào)控；對(duì)毒性及不良反應(yīng)的調(diào)控；對(duì)歸經(jīng)的調(diào)控；對(duì)補(bǔ)瀉的調(diào)控等[4]。藥性的改變表面表現(xiàn)在藥效和療效的不同，但實(shí)則為影響機(jī)體物質(zhì)基礎(chǔ)的變化。近年來(lái)許多醫(yī)藥家對(duì)這方面的研究頗為增多，研究發(fā)現(xiàn)從機(jī)體功能的角度出發(fā)，藥性偏溫?zé)岬乃幉膶?duì)機(jī)體主要發(fā)揮亢奮作用，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生很多熱量；而藥性偏寒涼的藥材對(duì)機(jī)體作用則恰好相反表現(xiàn)為抑制作用[5-6]。并發(fā)現(xiàn)寒涼性的藥物和溫?zé)嵝缘乃幬锟赏ㄟ^(guò)調(diào)控機(jī)體中標(biāo)志性代謝物的水平，從而對(duì)機(jī)體發(fā)揮不同的藥效。

2 中藥生炙藥性的變化

臨床上中藥材通常有生炙之分，中藥生用就是把藥材直接晾干然后直接入藥，而炙用就不同了。中藥的炙法有很多種，通常也會(huì)因?yàn)橹朔ǖ牟煌幉牡墓πб泊笙鄰酵?。最常用的炙法有蜜炙、醋炙、酒炙、鹽炙幾類(lèi)[7]，蜜炙可以“補(bǔ)脾益氣、潤(rùn)肺消咳、矯臭矯味”[8]；醋炙能“引藥入肝、舒肝解郁、散瘀止痛、矯臭祛味等”；酒炙主要可以“引藥上行，活血通絡(luò)、祛臭去腥”[9]；鹽炙則“引藥下行，主入腎經(jīng)、有滋陰降火涼血等功效”[10]。而且中藥經(jīng)蜜、酒、醋、鹽炙后，其性味、功效均會(huì)發(fā)生變化，與生品是不相同的。如甘草其味甘性平，主入心、胃、肺經(jīng)，歷代古籍均記載生甘草藥性偏涼，臨床上主要用于清熱解毒，炙甘草藥性偏溫，臨床上主要用于補(bǔ)脾益氣[11]；大黃常見(jiàn)的瀉下藥，未經(jīng)炮制前因其苦寒性極大，所以主要有瀉熱通便、涼血逐淤等[12]功效，老人小孩應(yīng)慎用，但是經(jīng)酒炙之后降低其苦寒瀉下之性，并借酒提升擴(kuò)大用藥范圍；黃連也屬于苦寒的藥[13]，主要用于清心火，但因苦寒性大，常通過(guò)用酒或姜汁炙之后，苦寒之性減弱才得以廣用；黃柏經(jīng)鹽炙之后可以引藥下行，入腎經(jīng)，緩和其苦燥之性，主治陰虛火旺之證。

3 基于代謝組學(xué)技術(shù)研究生炙中藥藥性的變化

3.1 代謝組學(xué)的起源與發(fā)展

代謝組學(xué)起源于20 世紀(jì)70年代的代謝輪廓分析，是后基因組學(xué)時(shí)代新興的一門(mén)學(xué)科，它與轉(zhuǎn)錄組學(xué)、基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)共同構(gòu)成系統(tǒng)生物學(xué)的主要研究思路和方法[14-16]。1999年Nicholson 研究小組[17]，定義代謝組學(xué)為機(jī)體對(duì)生理病理或基因修飾等刺激產(chǎn)生的代謝物質(zhì)動(dòng)態(tài)變化的定量測(cè)定[18]。2000年Fiehn O 等[19]將代謝組學(xué)定義為在規(guī)定條件下的特定生物樣品中所產(chǎn)生的所有相關(guān)代謝產(chǎn)物的定性定量分析和研究。

代謝組學(xué)作為21 世紀(jì)的新興學(xué)科，其研究思路和研究方法與傳統(tǒng)的中醫(yī)藥整體觀不謀而合。因此，認(rèn)為代謝組學(xué)最適合成為中醫(yī)中藥多靶點(diǎn)、多系統(tǒng)整體研究的理想手段[20]。

3.2 代謝組學(xué)研究思路

代謝組學(xué)主要通過(guò)運(yùn)用質(zhì)譜（mass spectroscopy, MS）、高效液相色譜（high-performance liquid chromatography, HPLC)、核磁共振（nuclear magnetic resonance, NMR）技術(shù)及其他多種技術(shù)的集成連用，主要分析外源性物質(zhì)（藥物、環(huán)境、食物等）刺激機(jī)體產(chǎn)生整體效應(yīng)并引起內(nèi)源性標(biāo)志性代謝物的變化，尋找代謝物與生理病理變化的相對(duì)關(guān)系，從而研究外部刺激引起機(jī)體變化的機(jī)理[21]。

完整的代謝組學(xué)分析的流程包括模型的建立、樣品的制備、數(shù)據(jù)的采集和多元統(tǒng)計(jì)分析及生物標(biāo)志物的篩選和鑒定、代謝通路分析及解釋等[22]。代謝組學(xué)通過(guò)處理海量的原始數(shù)據(jù)信息，以及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，充分提取歸納數(shù)據(jù)中的潛在信息，解讀數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的生物學(xué)意義，這是代謝組學(xué)研究的關(guān)鍵內(nèi)容。

3.3 代謝組學(xué)在中藥藥性研究中的運(yùn)用

近年來(lái)越來(lái)越多學(xué)者傾向關(guān)注中藥藥性理論，尤其是單味中藥在炮制前后的藥性變化。隨著系統(tǒng)生物學(xué)的日新月異，更加復(fù)雜化的科學(xué)研究已經(jīng)在中藥藥性的研究道路上鋪展開(kāi)來(lái)，尤其是以代謝組學(xué)運(yùn)用最為廣泛的各種組學(xué)技術(shù)。汪娜等[23]應(yīng)用代謝組學(xué)技術(shù)研究黃芩對(duì)熱病證候模型的作用機(jī)制，并定性定量分析研究了30 個(gè)關(guān)于熱證特異性的生物標(biāo)志物，最終闡述了黃芩干預(yù)熱病證候的苦寒性效關(guān)系。劉昌孝等[24]也認(rèn)為運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)研究中藥基本理論指日可待，為中藥的作用靶標(biāo)、作用機(jī)理等研究提供思路和示范，并為構(gòu)建中藥藥性的評(píng)價(jià)體系與方法提供實(shí)踐基礎(chǔ)。故本課題組從中受益匪淺，提出將代謝組學(xué)技術(shù)與中醫(yī)藥整體觀的研究思想相融合，初步分析并提出運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)來(lái)探究生炙中藥如何調(diào)控機(jī)體能和物質(zhì)代謝，以機(jī)體在生理病理狀態(tài)下的標(biāo)志性代謝物變化規(guī)律為基礎(chǔ)[25]，研究病理狀態(tài)下不同的生炙藥性中藥對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的影響，從而解決中藥生炙藥性變化的本質(zhì)。

3.4 技術(shù)路線圖

根據(jù)中藥炮制前后藥性的變化建立兩種實(shí)驗(yàn)大鼠模型，分別為模型A（適應(yīng)炮制前）和模型B（適應(yīng)炮制后），且每一個(gè)模型又被分為4 小組，包括正常組、模型組、生總提組、炙總體組。最后通過(guò)觀察炮制前后藥物對(duì)每一模型組大鼠的治療影響作用，運(yùn)用非靶向代謝組學(xué)分析，及運(yùn)用大數(shù)據(jù)處理方法總結(jié)藥物干預(yù)影響疾病機(jī)體內(nèi)源性代謝物標(biāo)志物的變化規(guī)律。見(jiàn)圖1。

圖1 代謝組學(xué)在中藥藥性研究中運(yùn)用的技術(shù)路線圖

4 結(jié)語(yǔ)

中藥藥性并不是固定不變的，經(jīng)常為了能夠更好地應(yīng)用臨床，將藥物采取一定的炮制方法使其藥性與之前截然不同或在原藥基礎(chǔ)上減緩或增強(qiáng)其藥性。如甘草炮制前后藥性的改變，生甘草藥性偏涼，臨床上主要用于清熱解毒，炙甘草藥性偏溫，臨床上主要用于補(bǔ)脾益氣。而炮制前后兩味不同藥性的藥材對(duì)機(jī)體物質(zhì)能量代謝會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響，需進(jìn)一步研究生炙中藥總提物對(duì)生物標(biāo)志物的影響，從代謝物水平進(jìn)行分析，揭示生炙中藥藥性改變的本質(zhì)。