全 文 ：·2892· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 19期 2015年 10月

• 药理与临床 •
黄柏和黄连对小鼠机体代谢影响的比较研究
范玛莉 1, 2，张争争 1, 2，张晓琴 3，李震宇 1*，秦雪梅 1*
1. 山西大学 中医药现代研究中心，山西 太原 030006
2. 山西大学化学化工学院，山西 太原 030006
3. 山西大学数学科学学院，山西 太原 030006
摘 要：目的 比较黄连、黄柏对正常小鼠机体代谢的影响，探讨二者对小鼠内源性代谢产物的影响规律。方法 采用基于
1H-NMR代谢组学技术结合多元统计分析手段，比较两者对正常小鼠血清和肝脏内源性代谢物干预作用的差异。结果 给药
后黄连和黄柏组小鼠机体内源性代谢物的变化既有相似性也有差异性。与对照组比较，给药后小鼠血清中脂类物质、3-羟基
丁酸（3-HB）、N-乙酰化糖蛋白（NAG）、甘油、胆碱、α-葡萄糖、β-葡萄糖等代谢物及肝脏中谷氨酸、糖原、腺苷、谷胱甘
肽、甜菜碱等代谢物的量均发生变化，但两组的变化幅度不同。内源性代谢物的改变涉及机体的糖代谢、脂肪代谢等途径。
结论 黄连、黄柏功效、药性既有相似性，又有差异性。
关键词：黄柏；黄连；代谢组学；1H-NMR；多元统计分析；代谢差异
中图分类号：R285.5 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2015)19 - 2892 - 08
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.19.013
Comparation on effect between Phellodendri Chinensis Cortex and Coptis
Rhizoma on organism metabolism in mice
FAN Ma-li1, 2, ZHANG Zheng-zheng1, 2, ZHANG Xiao-qin3, LI Zhen-yu1 , QIN Xue-mei1
1. Modern Research Center for Traditional Chinese Medicine, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
3. College of Mathematical Science, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
Abstract: Objective To compare the effect of Phellodendri Chinensis Cortex (HB) and Coptis Rhizoma (HL) on organism metabolism in
mice and explore the regulation of both HB and HL on the endogenous metabolism in mice. Methods 1H-NMR, based on metabolomic
approach coupled with multivariate statistical analysis method, was used to investigate the intervention differences between HB and HL on
endogenous metabolites in the serum and liver of normal mice after drug administration. Results The changes of organism endogenous
metabolites in both HB and HL treated groups were similar, but the differences also existed. Compared with the control group, the levels of
3-HB, NAG, glycerin, choline, α-glucose,and β-glucose in serum and those of glutamate, glycogen, adenosine, GSSG, betaine, and other
metabolites in liver were changed in the two drug treated groups in a different change range. These changes of endogenous metabolites
involved in glycometabolism, lipid metabolism, and other pathways. Conclusion This study provides a scientific basis for the comparative
analysis of drug function between HB and HL, which has both the similarities and differences.
Key words: Phellodendri Chinensis Cortex; Coptis Rhizoma; metabolomics; 1H-NMR; multivariate statistical analysis; metabolic difference
黄柏 Phellodendri Chinensis Cortex来源于芸香
科（Rutaceae）植物黄皮树 Phellodendron chinense
Schneid. 的干燥树皮，性苦、寒，具有清热燥湿、
泻火除蒸和解毒疗疮的功效，临床上常用于治疗湿
热泻痢、黄疸、带下、热淋、骨蒸劳热等症[1]。黄
连 Coptis Rhizoma为毛茛科（Ranunculaceae）植物

收稿日期：2015-02-06
基金项目：山西省高等学校创新人才支持计划资助；山西省科技创新重点团队（2013131015）
作者简介：范玛莉（1990—），女，在读硕士，研究方向为中药代谢组学研究。E-mail: fanmlsxu@163.com
*通信作者 李震宇（1980—），男，博士，副教授，研究方向为中药代谢组学研究。Tel: (0351)7018379 E-mail: lizhenyu@sxu.edu.cn
秦雪梅（1964—），女，博士生导师，教授，研究方向为中药质量标准及代谢组学研究。E-mail: qinxm@sxu.edu.cn
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 19期 2015年 10月 ·2893·

黄连 Coptis chinensis Franch.、三角叶黄连 Coptis
deltoidea C. Y. Cheng et Hsiao或云连 Coptis teeta
Wall. 的干燥根茎，性苦、寒，具有清热燥湿、泻
火解毒之功效，主要用于湿热痞满、呕吐吞酸、泻
痢、高热神昏、黄疸等症的治疗[2]。黄柏、黄连均
属于清热燥湿类中药，具有相似的功效，但又有所
不同。黄连归心经，善泻心火，并有止呕之效，具
有广谱抗菌作用，并能抑制病毒及各种致病性真
菌。黄柏入肾经，长于泻肾火、清虚热及下焦湿热，
对血小板有保护作用，促进皮下渗血吸收，其抗菌
谱及抗菌效力和黄连相似，黄柏还有利尿、利胆、
降压、解热作用，但效果不及黄连[3-4]。此外，黄柏
还具有降血糖作用，且效果比黄连好[5]。也有研究
利用超高效液相色谱-四级杆串联飞行时间质谱仪
（UPLC-Q-TOF-MS）对两者的化学成分进行了比
较，确定两者共有成分及各自的差异成分[6]。
代谢组学是近年来发展的新型组学技术，是一
种整体性化学分析技术，与突出整体效应的中医药
学思想具有天然的相似性。代谢组学具有不破坏内
环境、整体性、灵敏度高的特点[7]，可以通过内源
性代谢物的变化，研究外源物质对机体产生的宏观
影响。因此，本研究拟采用基于 1H-NMR的代谢组
学技术对黄柏、黄连干预后小鼠的血清和肝脏进行
分析，通过给药后内源性物质的变化从机体代谢组
学的角度分析黄柏、黄连对机体代谢的影响差异。
1 材料与方法
1.1 药材
黄柏与黄连购自山西省太原市同仁堂药店，经
山西大学中医药现代研究中心秦雪梅教授鉴定，黄
柏为芸香科植物黄皮树 Phellodendron chinense
Schneid. 的干燥树皮，黄连为毛茛科植物黄连
Coptis chinensis Franch. 的干燥根茎，标本保存在山
西大学中医药现代研究中心。取黄连、黄柏饮片各
10 g，分别加 10、8倍量水回流提取 2 h，合并 2次
水煎液，浓缩至 40 mL，分别得到生药 0.25 g/mL
的水煎液，备用。
1.2 动物
SPF级雄性 ICR小鼠，体质量 18～22 g，北京
维通利华实验动物技术有限公司提供，动物许可证
号 SCXK（京）2011-0012。动物自然昼夜节律光照，
适应 1周后进行实验。
1.3 仪器与试剂
Bruker 600-MHz Avance III NMR Spectrometer
（德国布鲁克公司）；TGL-16 高速台式冷冻离心机
（湖南湘仪离心机仪器有限公司）；SPT-24氮空吹扫
浓缩仪（北京斯珀特科技有限公司）；电子超声组
织匀浆器（宁波心之生物科技股份有限公司）。乙
腈、蒸馏水、NMR 试剂重水（D2O，Norell，
Landisville，美国），三甲基硅烷丙酸钠盐（TSP，
Cambridge Isotope Laboratories Inc.，MA）。
1.4 动物实验
动物适应 1周后，24只小鼠称体质量，随机分
为 3组，包括对照组、黄柏（生药 2.5 g/kg[8]）组和
黄连（生药 2.5 g/kg[8]）组。从实验第 1天起，连续
ig给药 7 d，对照组给予等量的蒸馏水。第 7天给
药后 1 h摘眼球取血，在 4 ℃、13 000 r/min离心
15 min，取上清液，移至 EP 管中，于−80 ℃冰箱
保存，备用。解剖取小鼠肝脏，用生理盐水稍加冲
洗后吸干脏器表面水分，移至冻存管中，放入液氮
中速冻，然后置于−80 ℃冰箱保存，备用。
1.5 血清、肝脏核磁备样及测定条件
将血清样品在冰水中解冻，精密吸取 250 μL
置于 EP管中，加入 350 μL D2O，涡旋 30 s，于 4 ℃、
13 000 r/min离心 20 min，取上清液 500 μL 转移至
5 mm核磁管中待测。
取解冻后的肝脏组织样本200 mg置于2 mL EP
管中，加入乙腈 0.5 mL和蒸馏水 0.5 mL，电子超
声匀浆器匀浆 5 min，取上清液置于 5 mm EP管中，
氮气吹干后，加入 pH 7.4的磷酸盐缓冲液 750 μL
（内含 0.01%的 TSP 作为化学位移参照），移至 1.5
mL EP管中离心，离心后取上清液 600 μL 转移至 5
mm核磁管中待测。
样品在 600 MHz NMR仪上测定，测定频率为
600.13 MHz，扫描次数为 64，谱宽 12 345.679 Hz，
傅里叶变换 0.188 Hz，脉冲间隔 D1为 1 s，延迟时
间为 5.0 s。血清样品采用 Carr-Purcell-Meiboom-Gill
（CPMG）脉冲序列，以衰减蛋白质和脂蛋白的宽峰；
肝脏样品采用 noesygpprld序列压制残余水信号。
1.6 1H-NMR图谱处理
核磁图谱采用 MestReNova（version 8.0.1，
Mestrelab Research，Santiago de Compostella，Spain）
进行处理。所有光谱进行手动相位、基线调整。血
清图谱以肌酐的化学位移 δ 3.04为标准进行化学位
移校正，以 δ 0.01对化学位移区间 δ 0.86～8.50进
行分段积分，其中 δ 4.67～5.21（残余水峰）不进
行积分，并将积分数据进行归一化，导入 Excel中；
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肝脏图谱以TSP的化学位移 δ 0.00为标准进行定标，
δ 0.01步长对化学位移区间 δ 0.65～8.90进行分段积
分，其中 δ 4.68～5.18（残余水峰）不进行积分，将
积分数据与各自肝脏质量的比值作为归一化数据，
导入 Excel中进行下一步多元统计分析。
1.7 统计学分析
将上述处理的积分数据导入 SIMCA-P 13.0
（Umetrics，Sweden）软件中进行主成分分析（PCA），
再用偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）和正交偏
最小二乘法判别分析（OPLS-DA）找出样品间差异
代谢产物，并在 SPSS 16.0软件中对差异成分进行
One-way ANOVA分析。
2 结果
2.1 血清与肝脏样品的 1H-NMR分析
通过化学位移、耦合常数及峰型等核磁数据分
析，结合对照品和文献数据 [9-10]，从小鼠血清
1H-NMR图谱（图 1-A）中指认出 46种化合物，肝
脏 1H-NMR图谱（图 1-B）中指认出 44种化合物，
包括氨基酸、有机酸、糖类等，具体化学信息指认
结果见表 1。


图 1 小鼠血清 (A) 与肝脏 (B) 样品的 1H-NMR图谱
Fig. 1 Typical 1H-NMR spectra of serum (A) and liver (B) samples of mice
2.2 多元统计分析
2.2.1 PCA 分析 无监督的模式识别方法 PCA 分
析可以反映数据的原始状态，直观地显示不同样品
之间的整体差异，故先对 3组样本进行 PCA分析。
以前 3个主成分为坐标轴构建的 3D得分散点图见
图 2，从血清的得分散点图 2-A（PC1：58.9%，PC2：
16.2%，PC3：8.8%）和肝脏的得分散点图 2-B（PC1：
22.2%，PC2：20.0%，PC3：7.4%）中可以看出，
对照组与给药组能明显分开，说明药物对机体的血
液和肝脏内源性代谢物的组成有明显影响；黄连组
和黄柏组样本部分重合，但又有一定分离趋势，这
与黄柏与黄连具有相似但又不同的功效一致。PCA
分析不能忽略与研究目的无关的组内误差和随机
误差，故进一步采用有监督的 OPLS-DA 分析确定
黄柏与黄连给药后引起的内源性代谢物差异。
2.2.2 对照组与给药组的差异分析 黄柏与黄连
具有相似的功效，均为清热燥湿药，故将其合为一
组，采用 OPLS-DA 分析比较给药组与对照组在内
源性代谢产物上的差异。由于 OPLS-DA 分析必须
以 PLS-DA分析通过模型验证为基础，排列实验结
果显示模型有效可靠，可进行下一步差异物的寻
找。通过 S-plot 图（图 3）和 VIP 值（大于 1）相
结合分析确定，给药组小鼠血清中低密度脂蛋白
（LDL）、极低密度脂蛋白（VLDL）、大部分脂类、
3-羟基丁酸（3-HB）、N-乙酰化糖蛋白（NAG）、甘
油磷脂酰胆碱（GPC）、甘油、胆碱、α-葡萄糖、β-
8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
8.5 8.0 7.5 7.0 6.5
8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
δ

8.8 8.4 8.0 7.6 7.2 6.8
55
54
53
52
50
48
46
10
44
41 37
39
34 35
33
31
27
26 23
18 15
14
12
10
9
3
2
8

6 5
32
30 28
21 24
25
19 16
4
7
11
13 17
40 42 45
39
10
56 51
49
48
46
10
36
35
33 32 29
22
20
15 12
14 1
5
6 8
4 24 38 40
21
26
25 47
52
53
58
61
59 57
55
62
60
67
65 64
A
B
66 63
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 19期 2015年 10月 ·2895·

表 1 小鼠血清与肝脏中主要化合物的 1H-NMR数据归属
Table 1 1H-NMR assignments of major metabolites from serum and liver of mice
编号 名称 δ 样品 编号 名称 δ 样品
1 胆汁酸 0.74 (s) L 36 磷酸乙醇胺 3.23 (t, J = 6.0 Hz), 3.99 (m) L
2 低密度脂蛋白 0.87 (m) S 37 氧化三甲胺 3.26 (s) S
3 极低密度脂蛋白 0.89 (m) S 38 牛磺酸 3.27 (t, J = 7.8 Hz) L
4 异亮氨酸 0.94 (t, J = 6.6 Hz), 1.02 (d, J = 7.2 Hz) S、L 39 甜菜碱 3.27 (s), 3.91 (s) S、L
5 亮氨酸 0.96 (d, J = 6.6 Hz), 0.97 (d, J = 6.0 Hz) S、L 40 鲨肌醇 3.36 (s) S、L
6 缬氨酸 0.99 (d, J = 7.2 Hz), 1.05 (d, J = 7.2 Hz), 2.27 (m) S、L 41 甘氨酸 3.56 (s) S、L
7 异丁酸 1.08 (d, J = 7.2 Hz) S 42 甘油 3.56 (dd, J = 9.6, 3.6 Hz), 3.66 (dd, J =
11.4, 4.2 Hz)
S
8 3-羟基丁酸 1.20 (d, J = 6.0 Hz), 2.31 (m), 2.41 (m) S、L
9 脂类物质 1 1.28 (m) S 43 肌醇 3.63 (s) S
10 乳酸 1.33 (d, J = 6.6 Hz), 4.12 (q, J = 7.2 Hz) S、L 44 未知代谢物 2 3.95 (d, J = 1.8 Hz) S
11 未知代谢物 1 1.44 (d, J = 7.2 Hz) S 45 未知代谢物 3 3.97 (d, J = 1.8 Hz) S
12 丙氨酸 1.48 (d, J = 7.2 Hz), 3.77 (q, J = 7.2 Hz) S, L 46 β-葡萄糖 4.65 (d, J = 7.8 Hz) S、L
13 脂类物质 2 1.58 (m) S 47 α-甘露糖 5.19 (d, J = 1.2 Hz), 3.94 (m) L
14 赖氨酸 1.53 (m), 1.72 (m), 1.90 (m), 3.03 (t, J =
9.0 Hz), 3.77 (t, J = 7.2 Hz)
S, L 48 α-葡萄糖 5.24 (d, J = 3.0 Hz) S、L
49 糖原 5.41 (m) L
15 乙酸 1.92 (s) S、L 50 脂类物质 6 5.30 (m) S
16 N-乙酰化糖蛋白 2.02 (s) S 51 尿嘧啶 5.81 (d, J = 9.0 Hz), 7.55 (d, J = 9.0 Hz) L
17 O-乙酰化糖蛋白 2.14 (s) S 52 酪氨酸 6.90 (d, J = 8.4 Hz), 7.19 (d, J = 4.2 Hz) S、L
18 脂类物质 3 2.03 (m) S 53 苯丙氨酸 7.32 (m), 7.42 (m) S、L
19 脂类物质 4 2.23 (m) S 54 组氨酸 7.04 (s), 7.75 (s) S
20 蛋氨酸 2.14 (s), 2.64 (t, J =7.8 Hz), 3.85 (m) L 55 甲酸 8.44 (s) S、L
21 谷氨酰胺 2.15 (m), 2.44 (m), 3.77 (m) S、L 56 富马酸 6.53 (s) L
22 谷胱甘肽 2.17 (m), 2.54 (m), 2.95 (m), 3.25 (m), 2.98 (m) L 57 腺苷 6.10 (d, J = 7.2 Hz), 8.24(s), 8.35(s) L
23 乙酰乙酸盐 2.28 (s) S 58 黄嘌呤 7.88 (s) L
24 谷氨酸 2.06 (m), 2.35 (m) S、L 59 次黄嘌呤 8.20 (s), 8.22 (s) L
25 丙酮酸 2.37 (s) S、L 60 烟酰胺 7.60 (dd, J =12.0, 7.2 Hz), 8.26 (d, J = 12.0
Hz), 8.72 (d, J = 6.6 Hz), 8.94 (d, J =2.4 Hz)
L
26 琥珀酸 2.41 (s) S、L
27 柠檬酸 2.53 (d, J = 15.6 Hz), 2.70 (d, J = 16.2 Hz) S 61 尿苷一磷酸 7.96 (d, J = 12.0 Hz), 5.96 (d, J = 5.9
Hz), 5.97 (d, J = 4.8 Hz)
L
28 蛋氨酸 2.64 (t, J = 7.8 Hz) S
29 二甲胺 2.72 (s) L 62 尿苷二磷酸 8.11 (d, J = 12.0 Hz), 5.99 (d, J = 6.6 Hz) L
30 脂类物质 5 2.78 (m) S 63 三磷酸肌苷 8.51 (d) L
31 二甲基甘氨酸 2.93 (s) S 64 二磷酸腺苷 8.54 (s) L
32 肌酐 3.04 (s), 3.94 (s) S、L 65 三磷酸腺苷 8.56 (s) L
L 33 胆碱 3.21 (s), 3.51 (t, J = 5.4 Hz), 4.05 (m) S、L 66 肌酐一磷酸 8.58 (s)
34 甘油磷脂酰胆碱 3.22 (s), 3.63 (m), 4.30 (m) S、L 67 一磷酸腺苷 8.61 (s) L
35 磷酸胆碱 3.22(s), 3.61 (m), 4.21 (m) S、L
S-血清，L-肝脏
S-serum, L-liver
葡萄糖的量上升，而乳酸、氧化三甲胺（TMAO）、
鲨肌醇的量下降。
采用相同方法对对照组与给药组肝脏提取物进
行分析，结果（图 3-B）显示给药组中谷氨酸、谷氨
酰胺、糖原、腺苷的量升高，而乳酸、谷胱甘肽
（GSSG）、GPC、甜菜碱、甘氨酸、鲨肌醇、β-葡萄
糖、磷酸胆碱（PC）的量降低。
2.2.3 黄连组和黄柏组的差异分析 黄柏与黄连功
效相似，但仍有区别。黄柏、黄连组血清比较的
OPLS-DA得分图（图 4-A，R2＝0.608，Q2＝0.849，
P＝0.002 7）显示，两者存在显著差异。通过 S-plot
图和VIP值分析，可见黄柏组小鼠血清中VLDL、乳
酸、大部分脂质、甜菜碱、NAG 以及 α-葡萄糖的量
较高，而黄连组小鼠血清中 LDL、亮氨酸、乙酸、胆
碱、甘氨酸、甘油、GPC等物质的量较高。
黄柏组与黄连组小鼠肝脏的 OPLS-DA 得分散
点图（图 4-B，R2＝0.691，Q2＝0.788，P＝0.000 7）
显示，两者同样具有明显差异。对相应的 S-plot图
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图 2 小鼠血清 (A) 和肝脏 (B) 的 3D得分散点图
Fig. 2 3D-score plots of PCA analysis on serum (A) and liver (B) of mice




OPLS-DA得分图 S-Plot
A-血清，B-肝脏，图 4同
A-serum, B-liver, Fig. 4 is same
图 3 对照组与黄连-黄柏组的多元统计分析
Fig. 3 Multivariate statistical analysis in control and HB-HL groups
和 VIP值进行分析后确定，黄柏组小鼠肝脏中含有
较多的丙氨酸、谷氨酸、琥珀酸、β-葡萄糖、糖原、
α-甘露糖，而黄连组小鼠肝脏中亮氨酸、缬氨酸、
乳酸、乙酸、GPC、胆碱、肌肝、甘氨酸、α-葡萄
糖、腺苷等物质的量较高。
对上述差异成分采用 SPSS 16.0 软件进行
One-way ANOVA分析，从表 2和 3可见，差异成
分的变化结果与多元统计分析基本一致。
2.3 代谢途径分析
黄柏、黄连具有清热燥湿、泻火解毒功效，且均
具有苦、寒的药性。本研究结果表明，黄连和黄柏对
小鼠机体内源性代谢的影响有相似性也有差异性。
乳酸是机体内糖酵解供能体系的最终产物，其
量可以反映机体对氧的利用率。α-葡萄糖和 β-葡萄
糖可通过无氧作用生成乳酸，也可进行有氧作用并
通过三羧酸循环为机体提供能量。糖原是肝脏中重

对照
黄柏
黄连
−40 −20
0
20
40 40
20
0
−20 −40
20
10
0
−10
−20
20
10
0
−10
−20
t[3]
t[2]
t[1]
t[3]
t[2]
t[1]
−40 −20 0 20 40 40 20 0 −20 −40
−10
0
10 −4 0
4
8
−4
0
4
8
−4 0 4 8 −10 0
10 8
4
0
−4
对照
黄柏-黄连
对照
黄柏-黄连
1
0
−1
−2
−3



4
2
0
−2
−4
−6





0.4
0
−0.4
−0.8
−1.2



0.4
0
−0.4
−0.8
−1.2



−2.5 −2.0 −1.5 −1.0 −0.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0
−5 −4 −3 −2 −1 0 1 2 3 4
−0.25 −0.15 −0.05 0 0.05 0.15
乳酸 鲨肌醇
TMAO
脂类物质 3
NAG 脂类物质 5
脂类物质 1
GPC
LDL 3-HB
VLDL β-葡萄糖
−0.25 −0.15 −0.05 0 0.05 0.15
GPC
乳酸
甜菜碱
PC
β-葡萄糖 GSSG
甘氨酸 鲨肌醇
腺苷
糖原
谷氨酰胺
谷氨酸
A B
B
A
to
[1
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中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 19期 2015年 10月 ·2897·







OPLS-DA得分图 S-Plot
图 4 黄柏组与黄连组的多元统计分析
Fig. 4 Multivariate statistical analysis in HB and HL groups
表 2 对照组、黄柏组、黄连组小鼠血清代谢差异物积分面积单变量分析 ( ±x s , n = 8)
Table 2 Comparison on integral levels of metabolites from serum of mice among control, HB, and HL groups ( ±x s , n = 8)
编号 代谢物 δ H 对照组 黄柏组 黄连组
1 LDL 0.87 1.05±0.05 1.14±0.06 1.33±0.03*△△
2 VLDL 0.90 0.88±0.06 1.10±0.09 0.89±0.05
3 亮氨酸 0.97 0.35±0.01 0.32±0.01 0.37±0.01**
4 缬氨酸 0.99 0.23±0.01 0.18±0.01△△ 0.22±0.01**
5 3-HB 1.21 0.21±0.03 0.23±0.01 0.34±0.02**△△
6 脂类物质 1 1.28 1.17±0.05 1.72±0.11△△ 1.62±0.07△△
7 乳酸 1.34 4.70±0.48 4.86±0.13 4.55±0.26
8 脂类物质 2 1.58 0.12±0.01 0.17±0.01△△ 0.13±0.01*
9 乙酸 1.93 0.15±0.01 0.16±0.01 0.20±0.01*△△
10 NAG 2.02 0.31±0.01 0.41±0.02△△ 0.37±0.01△△
11 脂类物质 3 2.03 0.33±0.01 0.40±0.03△ 0.36±0.01△
12 脂类物质 4 2.25 0.19±0.01 0.26±0.02△△ 0.21±0.01*
13 胆碱 3.21 0.50±0.03 0.49±0.02 0.64±0.02**△△
14 GPC 3.24 1.89±0.18 2.13±0.05 2.26±0.07
15 TMAO 3.26 0.62±0.05 0.51±0.02△ 0.58±0.03
16 甘氨酸 3.56 0.42±0.02 0.38±0.02 0.46±0.02*
17 鲨肌醇 3.37 0.13±0.01 0.08±0.01△ 0.09±0.01
18 甘油 3.67 0.26±0.01 0.28±0.01 0.30±0.01**△△
19 α-葡萄糖 5.24 0.67±0.07 0.76±0.04 0.71±0.03
20 β-葡萄糖 4.65 0.68±0.05 0.76±0.04 0.74±0.04
与对照组比较：△P＜0.05 △△P＜0.01；与黄柏组比较：*P＜0.05 **P＜0.01，下同
△P < 0.05 △△P < 0.01 vs control group; *P < 0.05 **P < 0.01 vs HB group, same as below
A
B
−6 −4 −2 0 2 4
−6 −4 −2 0 2 4
VLDL
乳酸
甜菜碱
NAG
脂类物质 2
脂类
物质
1
脂类
物质
3
亮氨酸 甘氨酸 3-HB 胆碱
LDL
GPC 乙酸
TMAO
6
4
2
0
−2
−4
−6
−8




4
2
0
−2
−4
−6





0.4
0
−0.4
−0.8
−1.2



0.4
0
−0.4
−0.8
−1.2



糖原
β-葡萄糖
缬氨酸 亮氨酸 胆碱
PC
GPC 乳酸
α-葡萄糖
α-甘露糖
−0.25 −0.15 −0.05 0 0.05 0.15
−0.25 −0.15 −0.05 0 0.05 0.15
黄柏
黄连
黄柏
黄连
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表 3 对照组、黄柏组、黄连组小鼠肝脏代谢差异物积分面积单变量分析 ( ±x s , n = 8)
Table 3 Comparison on integral levels of metabolites from serum of mice among control, HB, and HL groups ( ±x s , n = 8)
编号 代谢物 δ H 对照组 黄柏组 黄连组
1 亮氨酸 0.98 0.17±0.01 0.14±0.01△ 0.16±0.01
2 缬氨酸 0.99 0.14±0.01 0.11±0.01△ 0.13±0.01
3 乳酸 1.34 1.36±0.07 1.08±0.04△△ 1.22±0.09
4 丙氨酸 1.49 0.27±0.01 0.30±0.02 0.27±0.02
5 乙酸 1.93 0.17±0.01 0.15±0.01 0.19±0.01*
6 GSSG 2.17 0.43±0.02 0.39±0.03 0.37±0.01
7 谷氨酸 2.35 0.07±0.01 0.10±0.01△ 0.08±0.01*
8 谷氨酰胺 2.44 0.06±0.01 0.09±0.01 0.08±0.01
9 琥珀酸 2.41 0.17±0.02 0.15±0.02 0.12±0.02
10 肌酐 3.04 0.11±0.01 0.10±0.01△ 0.12±0.01*
11 胆碱 3.21 0.41±0.05 0.30±0.01 0.44±0.02**
12 GPC 3.23 1.43±0.13 0.94±0.03△△ 1.11±0.11
13 鲨肌醇 3.37 0.10±0.01 0.06±0.01△△ 0.07±0.01△△
14 甘氨酸 3.57 0.53±0.01 0.46±0.01△△ 0.48±0.01△
15 甜菜碱 3.27 2.54±0.18 2.13±0.08 2.12±0.13
16 β-葡萄糖 4.65 0.63±0.03 0.55±0.02 0.56±0.02
17 α-甘露糖 5.20 0.07±0.01 0.08±0.01 0.06±0.01**
18 α-葡萄糖 5.25 1.50±0.06 1.44±0.05 1.50±0.02
19 糖原 5.41 0.61±0.04 0.90±0.04△△ 0.56±0.06**
20 腺苷 8.36 0.03±0.01 0.05±0.01△△ 0.08±0.01**△△
21 黄嘌呤 7.88 0.05±0.01 0.03±0.01△ 0.04±0.01
22 次黄嘌呤 8.20 0.11±0.01 0.07±0.01△△ 0.07±0.01△△
23 AMP 8.61 0.02±0.01 0.01±0.01 0.01±0.01

要储能物质，是血糖的重要来源。α-葡萄糖和 β-葡
萄糖可在肝脏中合成糖原，糖原也可分解成葡萄
糖，从而调节血糖浓度。本研究结果显示，给药后
小鼠血清中乳酸的量降低，α-葡萄糖和 β-葡萄糖的
量升高，而肝脏中 α-葡萄糖、β-葡萄糖的量降低，
糖原的量升高，说明寒性药物对机体能量代谢具有
抑制作用，因此机体发生反射性糖代谢增强，而无
氧酵解途径减弱；黄柏组小鼠乳酸、α-葡萄糖、β-
葡萄糖及糖原的量与黄连组小鼠相比虽无显著性
差异，但黄柏组的量变化趋势大于黄连组，说明黄
柏对小鼠机体糖代谢的影响可能大于黄连。
脂类物质是机体第二大能量提供物质，脂类物
质分解为脂肪酸和甘油，脂肪酸通过 β-氧化生成乙
酰辅酶 A，后者进入三羧酸循环最终成为水和二氧
化碳，并在此过程中释放能量。胆碱是脂质代谢的
重要产物之一，进一步的代谢涉及到 3 个不同的通
路：一是胆碱被氧化为甜菜碱；二是胆碱通过肠道
菌群转化为甲胺类（TMA、TMAO和DMA）；三是
胆碱被磷酸化生成 PC[11]。其中，甜菜碱是一种机体
必需的渗透压调节化合物，也是甲基蛋氨酸、半胱
氨酸调节中的一个重要辅助因子[12-13]。研究表明甜
菜碱还可以增加氮贮留促进脂肪动员和脂肪酸氧
化[14]。给予黄柏、黄连后，小鼠血清中脂类物质、
胆碱的量升高，TMAO的量下降，肝脏中胆碱的量
上升、GPC、PC、甜菜碱的量下降，说明黄柏、黄
连对脂质代谢、胆碱代谢均有影响。黄柏组小鼠血
清中脂质物质、肝脏中胆碱、PC 的变化幅度大于
黄连（P＜0.05），说明黄柏的对机体代谢的影响作
用可能大于黄连。
谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂和自由基清
除剂，有还原型（GSH）和氧化型（GSSG）2种形
式，谷胱甘肽还原酶催化两型间的互变。本研究中，
小鼠肝脏中 GSSG的量降低，可能是 GSSG在谷胱
甘肽还原酶作用下，还原成 GSH，GSH 可促进体
内自由基的清除，增强机体抗氧化能力，这与文献
报道[15]黄柏、黄连具有抗氧化作用结果一致。
黄嘌呤是次黄嘌呤被黄嘌呤氧化酶氧化的产物
之一，机体内 90%次黄嘌呤通过补救途径再利用形
成次黄嘌呤核苷酸（MP）[16]，而这些物质量的变化
也引起了机体肝脏的变化[17]。有研究报道，黄柏水
提物和醇提物可清除次黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶系统产
生超阴离子和 Fenton反应生成的羟自由基[15]，黄连
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 19期 2015年 10月 ·2899·

有一定的清除羟自由基的能力，本研究中，给予小
鼠黄柏、黄连后，肝脏中黄嘌呤与次黄嘌呤的量减
少，说明黄柏、黄连对黄嘌呤的代谢均有影响。
鲨肌醇是由肌醇异构产生，肌醇和鲨肌醇水平
在正常状态或某些病理条件下是平行的[18]，这类
胆碱类衍生物在肾功能紊乱的患者中常有异常变
化[19]。本研究中，给药组小鼠血清和肝脏中鲨肌醇
的量降低，且黄柏组的变化程度大于黄连组，这提示
寒性药可能影响肾功能，其作用机制需进一步研究。
3 讨论
本研究采用基于 1H-NMR的代谢组学技术对黄
柏、黄连干预后的正常小鼠血清和肝脏进行了分
析。结果显示，与对照组相比，黄柏、黄连干预后
的小鼠血清和肝脏的代谢物发生明显变化，内源性
代谢物的改变涉及机体的糖代谢、脂肪代谢等途
径。但两组小鼠血清和肝脏中内源性代谢物量的变
化又有不同，说明黄柏、黄连对体内代谢的影响存
在区别。代谢组学结果与文献中报道两者功效的相
似性和差异性是一致的。此外，中医认为“黄连归
心经、黄柏入肾经”，将进一步对两者给药后小鼠
的心脏和肾脏进行代谢组学分析，进一步探讨分析
探讨两者的功效差异。
代谢组学技术可以从机体整体代谢物组的角
度反映外源性药物对机体代谢的宏观影响。很多中
药材虽然化学成分不同，但却具有相似的药性和功
效，本研究为这类中药的研究提供了一种新的方
法。在代谢组学分析中，1H-NMR分析具有重现性
好、备样简单、分析时间短、无破坏性等优点，但
其灵敏度低。而且，体液和组织的化学成分非常复
杂，单一的核磁分析难以检测到体液和组织中的所
有代谢产物，因此后续的研究将进一步采用液质联
用和气质联用等其他分析手段，通过多种分析方法
的集成联用，达到全面表征的目的。
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