以“保元汤”为载体的中药体内药效物质“组—效动态关联”系统研究体系的建立

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基本信息

  • 批准号:
    81530097
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    273.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3203.中药药效物质
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Currently, it is a great challenge to map the in vivo chemicalome of TCM with its efficacies owing to the characteristics of dynamics, multi-components, multi-pathways, and multi-targets for TCM. Therefore, in current project, we take Baoyuan decoction (BYD) as a model TCM formula, aiming to propose a practical technique roadmap for revealing the therapeutic material basis and the related action mechanisms by “dynamic composition-activity mapping”. The key procedures of the systematic experimental design include: 1) chemical profiling of BYD using NMR and LC/MSn, and then characterization of the BYD-derived chemicalome and its time-dependent migration course in normal and acute myocardial ischemia rats by combining various qualitative and quantitative platforms and strategies; 2) construction of multi-dimensional efficacy markers by employing the routine pharmacodynamic indicators, change trajectory of those influenced endogenous substances, and variations of proteome and transcriptome in the target organs; 3) mapping composition with activity by integrating chemicalome, BYD-derived metabolome, endogenous metabolome, proteome & transcriptome, and pharmacodynamic indicators using bioinformatic approaches to propose the in vivo efficacy substances of BYD, as well as the time-dependent efficacy trajectory and related mechanisms; 4) preparing metabolites for the metabolite library construction using diverse means, such as direct isolation, large-scale metabolite accumulation using in vitro models, and wet chemistry synthesis, and screening the activities of the metabolites using microfluidic chips and various in vivo and in vitro models; 5) construction of holistic regulating map using network pharmacological platform. In brief, the “dynamic composition-activity mapping” as the core-idea, together with the construction of metabolite library and multi-dimensional activity verification using diverse in vivo and in vitro pharmacological tools, comprise this proposed technique roadmap for clarifying the correlation between the chemical constituents of TCM in vivo and its corresponding efficacies, resulting the clarification of the real in vivo therapeutic material basis of TCM.
针对中药体内药效物质研究存在的科学问题,以保元汤为载体,在阐明其化学成分组的基础上,以正常和急性心肌缺血模型大鼠为生物体系,采用多种定性定量分析手段和策略,系统阐明体内代谢产物组及其经时变化规律;以给药后模型大鼠主要药效学指标和受扰动的内源性小分子的经时变化规律,以及靶器官中转录组和蛋白质组的改变为多维效应指标,采用生物信息学进行“化学成分组—体内成分组—内源性代谢物组—转录组/代谢组—药效指标”的多层次“组—效动态关联”分析,阐明保元汤体内潜在药效成分;采用多种手段构建代谢产物库,结合微流控芯片技术及多种体内外模型,对体内药源性成分进行活性验证和作用机制研究;采用网络药理学构建其调控网络。课题研究不仅系统阐明保元汤体内药效物质及作用机理,而且建立一套“组—效动态关联”、“构建代谢产物实体库”、“多种体内外模型药效验证”三步曲的中药体内药效成分系统研究方法体系,具有重要学术价值和应用前景。

结项摘要

针对中药体内药效物质研究存在的科学问题,以经典名方“保元汤”为载体,利用液质联用等技术,创建14项中药复杂体系化学成分高效、精确分析技术体系;采用多种定性定量分析手段和质谱策略,构建保元汤化学成分谱,鉴定了236个化合物,对175个化合物进行了定量和半定量分析,并对肉桂水提物进行了系统分析,鉴定331个化合物;对保元汤大鼠体内成分进行了深入分析,鉴定了286个药源性成分,并对37个化合物进行了药代动力学研究;以给药后模型大鼠主要药效学指标和受扰动的内源性小分子的经时变化规律,以及靶器官中转录组和蛋白质组的改变为多维效应指标,采用生物信息学进行“入血成分组-内源性代谢标记物组-代谢通路关键生化因子”的“组-效动态”分析,发现10个化合物具有明显相关性,阐明了保元汤体内潜在药效成分。分离制备和购买获得163个原型化合物,人源肠道菌等转化获得54个代谢产物,建立了体内药源性化合物库。利用细胞、微流控芯片等多种模型对保元汤体内药源性成分进行了活性筛选,发现23个活性化合物,并对5个化合物进行了动物药效验证;代谢组、蛋白组、转录组、微生物组研究表明,保元汤主要通过调控能量代谢、氧化应激、炎症和肠道菌群发挥药效;通过靶点钩钓获得保元汤46个靶点蛋白,发现保元汤发挥药效主要与抑制线粒体膜电位下降有关;药效成分原儿茶醛抗心肌纤维化的直接作用靶点为Ⅰ型胶原蛋白,同时通过抑制PERK/ATF6α/IRE1α通路抑制内质网应急保护心肌细胞。本研究系统阐明了保元汤防治心衰的多成分、多靶点、多途径调控网络,揭示了经典名方复方配伍的科学内涵;实践了“中药体内潜在药效成分发现、中药体内药源性成分的制备和化合物库构建、中药体内潜在药效成分的验证及复方的作用机制和调控网络构建”的中药体内药效物质研究“三部曲”思路,为中药体内药效物质研究提供示范,具有重要学术价值和应用前景。

项目成果

期刊论文数量(46)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Determination of the transformation of ginsenosides in Ginseng Radix et Rhizoma during decoction with water using ultra-fast liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry
超快速液相色谱-串联质谱法测定人参水煎过程中人参皂苷的转化。
  • DOI:
    10.1002/jssc.201701228
  • 发表时间:
    2018-03-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF SEPARATION SCIENCE
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Zhang, Lei;Zhou, Qi-Le;Yang, Xiu-Wei
  • 通讯作者:
    Yang, Xiu-Wei
在线能量分辨质谱结合量子化学计算分析山奈素的多级质谱行为
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    分析化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    管朋维;宋青青;张珂;李婷;李玮;屠鹏飞;李军;宋月林
  • 通讯作者:
    宋月林
Binary code, a flexible tool for diagnostic metabolite sequencing of medicinal plants
二进制代码,一种用于药用植物诊断代谢物测序的灵活工具
  • DOI:
    10.1016/j.aca.2019.08.039
  • 发表时间:
    2019-12-11
  • 期刊:
    ANALYTICA CHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Song, Qingqing;Li, Jun;Tu, Pengfei
  • 通讯作者:
    Tu, Pengfei
An integrated biomimetic array chip for high-throughput co-culture of liver and tumor microtissues for advanced anticancer bioactivity screening
用于肝脏和肿瘤微组织高通量共培养的集成仿生阵列芯片,用于先进的抗癌生物活性筛选
  • DOI:
    10.1039/d0lc00288g
  • 发表时间:
    2020-07-21
  • 期刊:
    LAB ON A CHIP
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Hou, Yu;Ai, Xiaoni;Jiang, Yong
  • 通讯作者:
    Jiang, Yong
Serial hyphenation of dried spot, reversed phase liquid chromatography, hydrophilic interaction liquid chromatography, and tandem mass spectrometry towards direct chemical profiling of herbal medicine-derived liquid matrices, an application in Cistanche sinensis
干斑、反相液相色谱、亲水相互作用液相色谱和串联质谱的串联联用,用于草药衍生液体基质的直接化学分析,在肉苁蓉中的应用
  • DOI:
    10.1016/j.jpba.2019.05.048
  • 发表时间:
    2019-09-10
  • 期刊:
    JOURNAL OF PHARMACEUTICAL AND BIOMEDICAL ANALYSIS
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Song, Qingqing;Zhou, Zhizi;Tu, Pengfei
  • 通讯作者:
    Tu, Pengfei

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其他文献

白木香查尔酮异构酶基因的克隆鉴定与表达分析
  • DOI:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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Deoxysappanone B 是一种来自中药植物 Caesalpinia sappan L. 的同异黄酮,通过抑制 IκB 激酶 (IKK)-NF-κB 和 p38/ERK MAPK 通路,保护神经元免受小胶质细胞介导的炎症损伤。
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    屠鹏飞
普洱茶中黄酮类化学成分研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国中药杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张梁;屠鹏飞
  • 通讯作者:
    屠鹏飞

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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