大黄生、制饮片活性组分对肠道泻、涩效应机理的研究

Rhubarb is widely used in clinic. However, the raw rhubarb pieces, as a clinical laxative, often causes constipation in the late of playing purgative effect, which brought great pain for patients. The former studies of our research group have shown that rhubarb pieces possessed diarrhea and astringent bidirectional effect. Although this result has been attracting great attention to many scholars, the mechanism of the bidirectional regulation remains not to be elucidated. In order to explore and understand the key issues existence in clinical application of rhubarb, after preliminarily verifying the difference of active components in rhubarb pieces and their effects on intestinal tract, this project proposed to combine the techniques of intestinal microflora and metabonomics. Through data mining, study on the mechanism of the diarrhoeal and astringent effect of active components in rhubarb and its processed pieces in deeply, while associate the active components with system intervention metabolic network. This project may guide the clinical rational use of rhubarb pieces and provide a new research paradigm to clarify the mechanism of active components in traditional Chinese medicine.

大黄饮片临床应用十分广泛，但其生片作为泻下药应用于中医临床时，往往会在发挥泻下作用后期引起便秘，给患者带来莫大痛苦。课题组前期研究表明，在确保其他药效的基础上，大黄制片对于肠道具有“泻、涩双向调节”作用，这一研究结果虽受到许多学者的关注，但其“双向调节作用”的机制尚待进一步阐明。为了探索、认识大黄临床应用过程中存在的这一关键科学问题，本项目拟将肠道菌群与代谢组学技术相结合，在已初步探明饮片活性组分及其肠道作用差异的基础上，通过数据挖掘，深入研究大黄生、制饮片活性组分对肠道泻、涩效应机制，将效应成分群与系统干预代谢网络相关联，为指导大黄临床合理用药提供科学依据。同时，为阐明中药活性组分作用机制提供新的研究范例。

大黄饮片临床应用十分广泛，但其生片作为泻下药应用时，往往会在发挥泻下作用后期引起便秘，给患者带来莫大痛苦。课题组前期研究表明，在确保其他药效的基础上，大黄制片对于肠道具有“泻、涩双向调节”作用，这一研究结果虽受到许多学者的关注，但其“先泻后敛”的机制尚待进一步阐明。围绕大黄临床应用过程中存在的这一关键科学问题，本项目研究发现，生大黄具有明显的泻下作用，大黄酸-8-O-β-D-葡萄糖苷、大黄酸、芦荟大黄素以及其葡萄糖醛酸结合物在生大黄中具有明显较高的生物利用度，与生大黄的泻下作用密切相关；而熟大黄则表现为缓和而稳定的泻下作用；基于UHPLC/MS技术，采用正、反向色谱分离系统进行非靶向代谢组学分析方法，发现生大黄长期给药“先泻后敛”的作用机制可能与磷脂、氨基酸，肉碱以及其他小分子物质等物质的代谢密切相关。生大黄共影响了4条代谢通路，分别为甘油磷脂代谢，精氨酸、脯氨酸和组氨酸代谢；熟大黄共影响了3条代谢通路，分别为甘油磷脂代谢，烟酸和烟酰胺代谢。生大黄长期给药导致继发性便秘的发生与炎症反应密切相关。同时，基于16S rRNA技术，对生、熟大黄干预小鼠在不同时间节点下的肠道内容物中的细菌多样性、整体结构和分类水平的差异变化进行挖掘。结果显示，生大黄不仅造成肠道的细菌种类总数减少，且使肠道细菌的组成结构发生了改变，其中可显著影响Lachnospiraceae、Ruminococcaceae等与丁酸生成、胆酸代谢人体内源性泻剂密切相关菌群的丰度；而熟大黄给药组菌群丰富度与正常组相当，且在细菌种类总数及组成结构上未造成显著变化。基于UPLC-IT-TOF/MS的非靶向定性和UPLC-MS/MS靶向定量分析，揭示肠道菌群在大黄代谢中的作用以及生、制大黄之间的代谢差异。定性鉴定了53种原型成分和42种代谢物，阐明了大黄主要成分的代谢途径。此外，根据14个差异代谢物的定量结果，进一步证实生、熟大黄的代谢差异，首次探明大黄制片对肠道泻、涩效应机制，为指导大黄临床合理用药提供科学依据。同时，为阐明中药活性组分作用机制提供新的研究范例。