摘要研究背景:传统蒙药凭借其天然成分和整体性的作用特点,在疾病的治疗中发挥其独特的优势。如达-6,中文名为六味木香散,由木香等6味药材组成,是一种用于治疗胃肠道疾病的经典蒙药复方,收载于《中华人民共和国药典》(2020年版)。如达-6具有解郁、行气、止痛的功效,临床上常用于治疗胃溃疡等胃肠道疾病。然而由于其成分复杂,如达-6的药理作用机制仍未被充分揭示。机体生理和病理调控机制非常复杂,组学研究的整体性与传统蒙药整体性作用特点一致,而多组学的联合分析可为揭示药物作用机制提供更全面的信息。<br> 目的:本研究基于对如达-6现有的研究基础和临床应用情况,从基因、代谢、肠道稳态等多角度探讨和解析如达-6抗胃溃疡的保护作用和关键分子机制,为如达-6的进一步有效开发利用提供科学依据。(1)明确如达-6抗胃溃疡的药效作用。(2)采用“肠道菌群-血清代谢产物”关联分析,从肠道菌群和代谢角度阐明如达-6抗胃溃疡作用机制。(3)明确如达-6中的化学成分的基础上,通过“网络药理学-转录组学”关联分析,从分子角度揭示如达-6抗胃溃疡的“多成分-多靶点”作用机制。<br> 方法:(1)建立吲哚美辛诱导的大鼠胃溃疡模型,对其胃组织进行溃疡程度评估,用H&E染色方法观察胃组织病理学变化,并用ELISA方法检测胃组织相关指标的含量,评价如达-6(0.27、1.35、2.7g/kg)抗胃溃疡的药效作用。(2)运用16SrRNA测序技术,对不同实验组大鼠肠道菌群进行检测,探讨如达-6对肠道微生物群组成和群落结构的影响;同时采用LC-MS方法,对不同处理组大鼠血清进行非靶向代谢组学研究,分析如达-6对大鼠血清代谢物的变化和对代谢通路的影响。(3)利用HPLC-MS/MS方法对如达-6的成分进行分析,以确定其所含的化合物,为后续的潜在有效成分奠定基础;结合网络药理学分析方法,筛选如达-6抗胃溃疡的潜在活性成分、关键靶点和分子通路;并利用RNA-Seq测序技术,对不同处理组的大鼠胃组织进行转录组学分析,明确如达-6对基因表达和信号通路的影响。(4)综合分析各组学结果,筛出如达-6抗胃溃疡的关键通路和靶点,并利用分子生物学方法(转录水平和蛋白水平)检测关键靶点的表达量变化,以验证如达-6抗胃溃疡的关键分子机制。<br> 结果:(1)动物实验结果显示,如达-6(2.7g/kg)能显著缓解吲哚美辛引起的大鼠胃组织上皮细胞缺失、出血、炎细胞浸润、黏膜下水肿、血管充血等病理学变化,降低溃疡指数和溃疡面积,减少胃组织TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17、iNOS、MDA和MPO(p<0.05)含量,增加胃保护因子PGE2和CAT水平(p<0.05),从而明确了如达-6对胃溃疡的预防性保护作用。(2)肠道菌群检测结果显示,与正常组大鼠相比,胃溃疡大鼠肠道菌群丰富度和多样性降低,同时有毛罗菌科、脱硫弧菌科和丁酸球菌科等菌的相对丰度发生显著变化;如达-6干预后,肠道微生物群的丰富度和多样性以及差异菌均被恢复到接近正常组水平,说明了如达-6对保护肠道微生物群丰富度和多样性方面的潜力。血清代谢组学结果显示,和正常组大鼠比较,胃溃疡模型组共有62种差异代谢物;和胃溃疡模型组大鼠相比,如达-6处理组共有126种差异代谢物,其中在不同实验组中受到调节的相同差异代谢物有38个;这些变化的代谢产物分布在有机酸及其衍生物、氨基酸及其代谢产物和杂环化合物中,主要参与牛磺酸与次牛磺酸代谢、色氨酸生物合成等途径中。对肠道菌群和血清代谢检测结果进行联合分析,可知肠道菌群与血清中的代谢产物有复杂的关联性。(3)对如达-6进行了成分检测,共鉴定出284种化学成分,其中相对含量高于1%的化学成分有16种。根据网络药理学分析结果,如达-6含有67个潜在活性成分、140个抗胃溃疡靶点,如达-6产生抗胃溃疡作用机制主要涉及肿瘤、炎症相关信号通路,包括癌症途径、PI3K/Akt、MAPK以及IL-17信号通路等。转录组学分析结果显示,与正常组大鼠比较,模型组差异表达基因有2078个,其中上调基因1389个、下调基因689个;与模型组比较,如达-6处理组具有816个差异表达基因,包括353个上调以及463个下调的基因;对模型组vs正常组以及如达-6组vs模型组挖掘共同的差异表达基因,发现565个基因是在不同实验组中均受到调控,且涉及PI3K/Akt、MAPK、IL-17等信号通路。对网络药理学和转录组学结果进行整合分析,找到PI3K/Akt、MAPK、IL-17三个信号通路为如达-6发挥抗胃溃疡作用的关键信号通路。(4)对关键信号通路进行验证,发现如达-6上调PI3K/Akt信号通路中EGFR、PIK3CA和AKT1,以及MAPK信号通路中TGFB1、MAPK1和TP53,下调IL-17信号通路中的IL17RA、FOS、IL1B和PTGS2的表达(p<0.05),说明如达-6通过调控PI3K/Akt、MAPK、IL-17信号通路发挥抗胃溃疡作用。<br> 结论:综上所述,本研究明确了如达-6对胃溃疡的“多成分-多靶点-多途径”作用特点,即如达-6有67个潜在的活性成分,对大鼠胃溃疡模型具有明确预防作用,与其抗炎和抗氧化应激能力有关;在肠道菌群和代谢产物层面,如达-6通过调节毛罗菌科、脱硫弧菌科和丁酸球菌科等肠道菌群,影响牛磺酸与次牛磺酸代谢、色氨酸生物合成等代谢途径;在基因表达水平上,如达-6主要通过调节PI3K/Akt、MAPK和IL-17信号通路相关靶点的表达,从而发挥抗胃溃疡作用。这些结果为蒙医药治疗胃肠道疾病的临床应用提供科学数据,同时也为如达-6的进一步开发利用拓展了思路。
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