中药成分体内代谢产物与药效关联性研究

The project is scheduled, according to an efficacy evaluation-based comparative study strategy for the in vivo metabolites originating from “dual status and dual species”, to perform a study on the relationship between the drug metabolites ( in the rats and human beings respectively under the normal and pathological status) and the efficacy of Dan Qi Tongmai Tablet (DQTT), a new drug indicated for angina currently under Phase II clinical trials. A hypothesis is proposed that the significantly altered metabolite clustering of the phenolic acids of Salvia miltiorrhiza and Notoginseng saponins, by comparison between the normal animals/healthy humans and diseased animal models/patients under different periods of the medication early stage, effect onset, efficacy, composes the therapeutic basis of DQTT. This hypothesis will be validated by the in vitro efficacy evaluation of each enriched metabolite. A “Holistic-to-individual” research idea is employed for the analysis of the in vivo metabolites. Mass spectrometry imaging is primarily used to study the whole-body distribution of the metabolites, and ultra-high performance liquid chromatography- high resolution mass spectrometry is then applied to analyze and identify the minor in vivo metabolites. The well-developed and reliable evaluation system for cardiovascular metabolites that involves cell, organ, and whole animal will be adopted. This project aims to establish a systematic methodology for detecting the efficacy-related in vivo metabolites of the TCM components in an integral and comprehensive manner, and also to provide scientific evidence for clarifying the therapeutic basis and designing the clinical dosage regimen of DQTT.

本项目拟基于药效评价的“双态、双属” 体内代谢产物比较研究策略，通过对正在进行Ⅱ期临床的，用于心绞痛治疗的新药丹七通脉片进行正常及病理两种状态下，动物及人体两个种属的药物代谢产物与药效关联性研究。提出丹参酚酸类及三七皂苷类成分在疾病动物模型/患者给药后不同阶段中与正常动物/健康人比对分析后，有明显差异变化的代谢产物群是药效物质基础组成成分的假说。该假说将逐个富集主要代谢产物进行药效学评价来进行验证。在体内代谢产物分析中，采用“从整入微”的研究思路，首先采用质谱成像技术研究代谢产物在动物体内的整体分布情况，然后采用超高效液相-高分辨质谱联用技术对体内微量的代谢产物进行分析、鉴定；在药效评价研究中，采用细胞、组织器官、整体动物的药物评价体系。本项目拟建立整体、全面寻找具有药效活性的中药成分体内代谢产物系统分析方法，并为阐明新药丹七通脉片的药效物质基础及临床给药方案设计提供科学依据。

中药化学成分复杂，体内代谢产物分析及药效评价难度较大。本项目以中药新药丹七通脉片为例，建立了系统的体外化学成分-体内代谢过程-体内外药效评价研究策略和方法，以阐明丹七通脉片的药效物质基础。基于液相色谱-质谱技术共表征了丹七通脉片中的209个成分，包括103个丹参酚酸类和106个三七皂苷类化合物，并对主要成分进行了含量测定，明确了其体外化学物质基础。然后对丹七通脉片的体内代谢过程进行了详细研究，建立了包括110个代谢产物的单体代谢数据库，开发了一种全过程优化策略对丹七通脉片大鼠体内代谢产物进行了系统表征，在大鼠血浆和各组织中共表征了370个成分，包括94个原型和276个代谢产物。开展了主要皂苷类成分的组织分布及质谱成像研究，发现皂苷类成分在脾、肺和肾中的含量较高。通过“双属双态”药代动力学对比研究，发现PPD型人参皂苷Rd/Rb1在人体血浆中达峰时间Tmax更长，疾病模型大鼠中三七皂苷类成分生物利用度更高，且丹酚酸类成分能够提高皂苷类成分的生物利用度。体内外药效评价发现，丹七通脉片对H2O2诱导的大鼠H9c2心肌细胞损伤及大鼠H9c2心肌细胞糖氧剥夺-再恢复模型均具有保护作用；代谢组学研究发现丹七通脉片可作用于体内多条代谢通路，使心肌梗死大鼠趋于正常，其中花生四烯酸通路作用最为显著；进一步研究发现丹七通脉片可回调血浆中多种花生四烯酸通路代谢产物水平，抑制心脏梗死区COX2和ALOX5的表达，发挥抗炎活性和心脏保护作用。上述研究表明，体内外含量较高的三七皂苷类化合物是丹七通脉片的主要活性成分，丹酚酸类成分虽然含量较低，但可提高疾病状态下三七皂苷类成分的生物利用度，发挥协同增效作用。研究结果较好地阐释了丹七通脉片的药效物质基础，建立的体内外化学成分表征和药效评价策略为相关中药及复方研究提供了借鉴和参考。项目已发表SCI论文8篇，申请发明专利1项，培养研究生4名。