全 文 :·2096· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 14期 2015年 7月
• 药理与临床 •
基于 UPLC/QTOF-MS技术的丹蛭降糖胶囊在 2型糖尿病大鼠体内尿液代
谢组学研究
高家荣 1,庄星星 2,魏良兵 1,韩燕全 1,杨晓旭 2
1. 安徽中医药大学第一附属医院,国家中医药管理局中药制剂三级实验室,安徽 合肥 230031
2. 安徽中医药大学药学院,安徽 合肥 230038
摘 要:目的 观察丹蛭降糖胶囊干预后,2型糖尿病大鼠尿液内源性代谢物的变化,从代谢组学角度探究其防治 2型糖尿病
的作用机制。方法 SD大鼠随机分成对照组、模型组和丹蛭降糖胶囊组,造模大鼠以高脂饲料喂养 4周后,ip小剂量链脲佐
菌素(STZ 35 mg/kg)复制 2型糖尿病模型。造模成功后,丹蛭降糖胶囊组 ig丹蛭降糖胶囊(1.26 g/kg)4周,每周监测血糖。
治疗结束,收集大鼠尿液,处死大鼠,腹主动脉取血测血浆胰岛素(INS)和糖化血红蛋白(GHb)水平。采用 UPLC/QTOF-MS
技术结合主成分分析(PCA)方法分析其尿液代谢谱变化,鉴定差异化合物,分析相关代谢通路。结果 血糖监测和 INS、GHb
检测结果表明,丹蛭降糖胶囊可以降低血糖,升高血浆中 INS水平。在正、负离子模式下分别筛选出 7个和 6个差异性标志物。
差异性标志物分别与糖代谢、酪氨酸代谢、色氨酸代谢和氧化应激反应等有关。结论 丹蛭降糖胶囊可以降低 2型糖尿病大鼠
血糖,修复胰岛细胞,其作用机制可能与调节能量代谢、酪氨酸代谢、色氨酸代谢和氧化应激状态相关。
关键词:丹蛭降糖胶囊;2型糖尿病;代谢组学;UPLC/QTOF-MS技术;能量代谢
中图分类号:R285.5 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2015)14 - 2096 - 08
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.14.014
Urine metabonomic study on Danzhi Jiangtang Capsule in treatment of type 2
diabetic rats based on UPLC/QTOF-MS
GAO Jia-rong1, ZHUANG Xing-xing2, WEI Liang-bing1, HAN Yan-quan1, YANG Xiao-xu2
1. First Affiliated Hospital of Anhui University of Chinese Medicine, State Administration of Chinese Medicine Preparation Three
Laboratories, Hefei 230031, China
2. College of Pharmacy, Anhui University of Chinese Medicine, Hefei 230038 China
Abstract: Objective To observe the metabolic profile changes caused by Danzhi Jiangtang Capsule (DJC) in treatment of type 2 diabetic
rats and to study the possible metabolism. Methods All the SD rats involved in the experiment were randomly divided into normal
control, model, and DJC groups. The rats in the model and DJC groups were fed on high-fat diet for 4 weeks after ip injection with a small
dose of streptozotocin to copy type 2 diabetic rat model. After the modeling, the rats in the DJC group were ig administered with DJC
(1.26 g/kg) for 4 weeks, and the blood glucose was monitored weekly. After the treatment, urine of rats was collected, then all the rats
were sacrificed, abdominal aortic blood was taken to detect the levels of insulin (INS) and glycated hemoglobin (GHb) in plasma. Using
UPLC/QTOF-MS with principal component analysis (PCA) to analyze the metabolic profile changes, the metabolites were identified by
databases, and metabolism pathways were analyzed. Results Blood glucose monitoring and INS, GHb testing results showed that DJC
could lower blood sugar and elevate plasma INS level. In the positive and negative ion modes, we screened seven and six variability
markers respectively. The variability markers were related to glucose metabolism, tyrosine metabolism tryptophan metabolism, and
oxidative stress-related reactions. Conclusion DJC can lower blood sugar, repair islet cells to cure the type 2 diabetes, and the possible
mechanism may relate to the regulation of energy metabolism, tyrosine metabolism, tryptophan metabolism, and oxidative stress.
Key words: Danzhi Jiangtang Capsule; type 2 diabetes; metabolomics; UPLC/QTOF-MS; energy metabolism
收稿日期:2014-11-28
基金项目:国家中医临床研究基地业务建设科研专项课题(JDZX2012003);科技部重大新药创制项目(2010ZX09102-209)
作者简介:高家荣(1964—),男,主任药师,硕士生导师,主要从事中药制剂工艺和新药研发。Tel: (0551)62838556 E-mail: zyfygjr2006@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 14期 2015年 7月 ·2097·
代谢组学是一门将生物体视为整体,研究在疾
病或药物影响下,内源性代谢物种类和数量变化的
组学技术。这种将生物体视为整体的研究方法与中
医的整体观点在本质上是一致的,因此近年来代谢
组学在中医药的研究中得到广泛应用[1]。
丹蛭降糖胶囊为安徽中医药大学第一附属医
院内分泌科的经验方,由牡丹皮、太子参、水蛭、
菟丝子、泽泻和生地黄 6味中药组成。前期的药理
实验研究表明丹蛭降糖胶囊有调节脂代谢紊乱、改
善血液流变性、改善微循环、抗炎和调节体内氧化
应激状态的作用,能有效保护血管内皮功能,在防
治糖尿病及其血管病变方面有显著的疗效[2-4]。本研
究通过观察丹蛭降糖胶囊干预后,2 型糖尿病大鼠
尿液内源性代谢物变化,从代谢组学的角度探讨其
防治 2型糖尿病的可能物质基础。
1 材料
1.1 试药与试剂
丹蛭降糖胶囊(由太子参 18 g、生地黄 15 g、
牡丹皮 12 g、菟丝子 12 g、泽泻 9 g、水蛭 9 g组成,
内容物相当于生药 9.25 g/g,丹皮酚和芍药苷的量
分别不低于 6.67 mg/g和 0.44 mg/g,批号 20131226,
规格每粒 0.4 g,由安徽中医药大学第一附属医院制
剂中心提供);链脲佐菌素(STZ,美国 Sigma公司,
批号 20140305);糖化血红蛋白(GHb)测定试剂
盒(南京建成科技有限公司,批号 A056);大鼠胰
岛素(INS)试剂盒(南京建成科技有限公司,批
号 E-30618);大鼠高脂饲料(67%基础饲料、20%
蔗糖、10%熟猪油、2%胆固醇和 1%胆酸,江苏省
协同医药生物工程有限公司生产提供,批号
20140503)。
1.2 仪器
Waters ACQUITY UPLC/Xevo G2 Q-TOF MS
(美国Waters公司);血糖检测仪(德国罗氏公司);
FA1004型电子天平(上海精科天平厂);JW3021HR
型离心机(安徽嘉文仪器装备有限公司)。
1.3 动物
SPF级雄性 SD大鼠 30只,体质量(200±20)
g,由苏州市工业园区爱尔麦特科技有限公司提供,
许可证号 SCXK(苏)2009-0001。自由取食、饮水,
每天给予 12 h的光照,饲养环境的温度维持在 20 ℃
左右,相对湿度 40%左右。所有大鼠适应性饲养 1
周后,进行实验操作。该动物实验经安徽医科大学
实验动物中心动物伦理委员会审核,符合《实验动
物管理条例》,在安徽中医药大学第一附属医院国
家中医药管理局中药制剂三级实验室内完成。
2 方法
2.1 动物分组与给药
将 30只雄性 SD大鼠,随机分成对照组、模型
组和丹蛭降糖胶囊组,每组 10 只。模型组和丹蛭
降糖胶囊组大鼠给予高脂饲料喂养 4周后,禁食不
禁水 12 h,一次性 ip 35 mg/kg STZ(0.1 mmol/L柠
檬酸缓冲液溶解,pH 4.2),复制 2型糖尿病大鼠模
型。ip STZ 3 d后,以随机血糖≥16.7 mmol/L为标
准,筛选 2 型糖尿病模型大鼠[5]。血糖不符合要求
的大鼠,予以剔除。对照组大鼠以基础饲料喂养 4
周,禁食不禁水 12 h,一次性 ip等体积的 0.1 mmol/L
柠檬酸缓冲液。造模成功后,开始给药,丹蛭降糖
胶囊给药剂量为 1.26 g/kg[6],ig给药,每天 1次,
给药体积为 10 mL/kg。对照组和模型组大鼠每天 ig
等量的蒸馏水,连续给药 4周。
2.2 血糖监测
每周采用尾静脉取血的方式,以血糖检测仪测
量各组大鼠的随机血糖。
2.3 样本采集和预处理
给药 4周后,将大鼠置于代谢笼中收集尿液,
尿液中加 1.0%叠氮化钠(NaN3),收集尿液期间禁
食,自由饮水。收集尿液 2.0 mL即可,12 000 r/min
离心 5 min,取上清液,待测。
2.4 血浆 GHb和 INS检测
收集尿液后,大鼠 ip 3.5%水合氯醛麻醉,腹主
动脉取血 5.0 mL。用双抗体夹心法测定血浆中 INS
和 GHb水平。操作按试剂盒说明进行。
2.5 尿液分析的色谱和质谱条件[7-8]
2.5.1 色谱条件 色谱柱为 Waters HSS T3(100
mm×2.1 mm,1.7 μm);流动相为水(A)和 0.1%
甲酸乙腈(B),梯度洗脱程序:0~1 min, 0% B;
1~3 min,0~15% B;3~6 min, 15%~50% B;
6~9 min, 50%~95% B;9~10 min,95% B;柱
温 50 ℃;体积流量 0.3 mL/min;进样量 10 μL。
2.5.2 质谱条件 电喷雾离子化源(ESI),采用正
负离子检测模式的 ESI 电离方式,扫描范围 m/z
100~1 000,毛细管电压为 3.0 kV(ESI+)、2.5 kV
(ESI−),采样锥电压为 20 V,提取锥电压 4.0 V,
源温度为 120 ℃,脱溶剂气为 N2,去溶剂化温度
为 350 ℃,脱溶剂气体积流量为 800 L/h,锥孔气
体积流量为 50 L/h。
·2098· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 14期 2015年 7月
2.6 数据处理
采用 SPSS 17.0软件对计数资料数据进行数理
统计分析,数据采用 ±x s表示,组间比较采用单因
素方差分析。
采用 Markerlynx 软件对质谱得到的原始数据进
行去噪音、峰提取、峰排列、对齐、合并、缝隙填
补和数据导出等处理。以 m/z、保留时间、峰面积保
存到 Excel文件。将 Excel文件导入 SIMCA-P软件
进行主成分分析,得到 PCA得分图和 PCA载荷图。
3 结果
3.1 血糖监测结果
给予 STZ 1周后,与对照组大鼠相比模型组大
鼠血糖明显升高(P<0.01);与模型组比较,给药
3 周后丹蛭降糖胶囊组大鼠血糖显著降低(P<
0.05);给药 4周后丹蛭降糖胶囊组大鼠血糖较模型
组显著下降(P<0.01)。见表 1。
3.2 血浆 GHb和 INS测定结果
与对照组比较,模型组大鼠血浆 GHb 水平显著升
高(P<0.01),INS 水平显著降低(P<0.01),说明模
型大鼠体内胰岛细胞功能受损,血糖明显升高,模型成
功。丹蛭降糖胶囊治疗 4周后,大鼠血浆GHb水平显
著降低(P<0.01),INS水平升高(P<0.05)。见表 2。
3.3 大鼠尿液代谢组学分析
所有采集的尿液样本经预处理后,用 UPLC/
QTOF-MS 进行分离和原始数据的采集,数据采集
采用 Masslynx4.1 数据管理软件。样本用正负 2 种
离子模式进行扫描,得到总离子流图,图 1和 2分
别为正、负离子模式下的总离子流图。对照
表 1 各组大鼠随机血糖变化 ( x±s, n = 10)
Table 1 Random blood sugar of rats in each group ( x±s, n = 10)
组别 剂量/(g·kg−1) 随机血糖/(mmoL·L
−1)
给药前 给药后 1周 给药后 2周 给药后 3周 给药后 4周
对照 — 6.63±0.46 6.58±0.87 6.52±0.49 6.63±0.42 6.49±0.36
模型 — 21.67±7.32## 22.92±6.47## 23.68±8.20## 21.13±5.07## 23.36±7.27##
丹蛭降糖胶囊 1.26 20.11±4.46 18.92±5.29 17.20±3.94 16.66±0.93* 11.21±4.34**
与对照组比较:##P<0.01;与模型组比较:*P<0.05 **P<0.01,下同
##P < 0.01 vs control group; *P < 0.05 **P < 0.01 vs model group, same as below
表 2 各组大鼠血浆 GHb和 INS水平比较 ( x±s, n = 10)
Table 2 Comparison on GHb and INS levels in plasma of
rats in each group ( x±s, n = 10)
组别 剂量/(g·kg−1) GHb/(mg·L−1) INS/(mU·L−1)
对照 — 44.25±6.08 8.54±0.11
模型 — 78.50±8.88## 7.08±0.80##
丹蛭降糖胶囊 1.26 50.33±13.44** 7.85±1.22*
组大鼠的正离子模式下总离子流图在峰的数量和
峰面积方面与模型组大鼠不同。丹蛭降糖胶囊干预
后,总离子流图和模型组存在明显差异,与对照组
更加接近。对照组、模型组和丹蛭降糖胶囊组的负
离子模式下总离子流图在 3~7 min 期间的峰形和
峰数量方面存在一定差异,说明 3组尿液中的内源
性代谢物存在显著差异。
图 1 大鼠尿液样本正离子模式下总离子流图
Fig. 1 Total ion chromatogram of rat urine in positive ion mode
对照
模型
丹蛭降糖胶囊
0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
t/min
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 14期 2015年 7月 ·2099·
图 2 大鼠尿液样本负离子模式下总离子流图
Fig. 2 Total ion chromatogram of rat urine in negative ion mode
为了考察丹蛭降糖胶囊对 2 型糖尿病模型大鼠
体内内源性代谢物的影响,将对照组、模型组和丹
蛭降糖胶囊组尿样的质谱数据用SIMCA-P软件进行
PCA分析,得到 PCA得分图和载荷图。正离子模式
下得到的 PCA得分图显示模型组集中区域X轴远离
对照组,丹蛭降糖胶囊组在 X 轴方向靠近对照组,
见图 3-a。负离子模式下,模型组向对照组的左上方
偏移,丹蛭降糖胶囊组治疗 4 周后,给药组向左下
偏移,Y轴方向靠近对照组,见图 3-b。说明丹蛭降
糖胶囊干预后,大鼠体内部分代谢途径开始趋于正
常。为了寻找相关的标志物,实验得到相应的载荷
图(图 4),距离中心区域越远代谢物就是组间分离
贡献越大的代谢物。图 4 可见多个远离中心区域的
代谢物,这些代谢物都是潜在的差异性标志物。
3.4 潜在标志物鉴定
实验将变量重要性投影值(VIP)前 15位(均
大于 1)以及 P<0.05的代谢物视为差异性代谢物。
通过一级质谱确定差异性代谢物的相对分子质量,
Dan2-丹蛭降糖胶囊 Mod3-模型 Nor-对照,图 4同
Dan2-Danzhi Jiangtang Capsule Mod3-model Nor-control, Fig. 4 is same
图 3 正离子模式 (a) 和负离子模式 (b) 下的 PCA得分图
Fig. 3 PCA score plot in positive ion mode (a) and negative mode (b)
对照
模型
丹蛭降糖胶囊
0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
t/min
a b
PC
2
30
20
10
0
−10
−20
−30
−20 −10 0 10 20 30
PC1
Dan2
Mod3
Nor 30
20
10
0
−10
−20
−30
PC
2
−40 −30 −20 −10 0 10 20
PC1
·2100· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 14期 2015年 7月
根据二级质谱信息获得其结构信息。查阅相应数据
库结合质谱信息对差异性代谢物进行鉴定识别。在
正离子模式下筛选出 7个差异性标志物,负离子模
式下筛选出 6个差异性标志物。见表 3和 4。
4 代谢通路分析
实验将正负离子模式下得到的潜在标志物逐
一导入 Human Metabolome Database 和 Kegg
Compound Database 数据库中,对各标志物可能的
图 4 正离子模式 (a) 和负离子模式 (b) 下的 PCA载荷图
Fig. 4 PCA loading plot in positive ion mode (a) and negative ion mode (b)
表 3 正离子模式下差异性标志物鉴定结果
Table 3 Identification of differences markers in positive ion mode
化合物名称 化学式 m/z VIP值
变化趋势
模型组 丹蛭降糖胶囊组
肌酸 C4H9N3O2 132.077 2 1.943 4 ↓## ↑*
肌酐 C4H7N3O 114.066 6 1.899 3 ↓## ↑*
吲哚-3-羧酸 C9H7NO2 162.055 1 4.515 0 ↓## ↑*
犬尿喹啉酸 C10H7NO3 190.050 3 4.295 0 ↓## ↑*
尿酸 C5H4N4O3 169.036 5 2.098 7 ↑## ↓**
5-羟基-6-甲氧基吲哚葡萄糖醛酸 C15H17NO8 340.103 5 3.492 3 ↑## ↓*
3-吲哚甲酸葡萄糖醛酸 C15H15NO8 338.087 9 3.368 3 ↑## ↓*
“↓”表示下降,“↑”表示升高,与对照组比较:##P<0.01;与模型组比较:*P<0.05 **P<0.01,表 4同
“↓”decrease, “↑”increase, ##P < 0.01 vs control group; *P < 0.05 **P < 0.01 vs model group, Table 4 is same
表 4 负离子模式下差异性标志物鉴定结果
Table 4 Identification of variability markers in negative ion mode
化合物名称 化学式 m/z VIP值
变化趋势
模型组 丹蛭降糖胶囊组
硫代糠 C7H8O2S 201.022 4 5.757 7 ↑## ↓*
N-乙酰基-L-酪氨酸 C11H13NO4 222.080 2 4.666 7 ↓## ↑**
硫酸雌酮 C18H22O5S 349.113 4 4.739 0 ↑## ↓*
抗坏血酸-2-硫酸 C6H6K2O9S 254.981 1 1.219 2 ↑## ↓*
2-苯乙醇葡萄糖醛酸 C14H18O7 297.097 2 5.203 8 ↑## ↓*
硫酸邻苯二酚 C6H6O5S 188.985 9 4.025 8 ↑## ↓*
−0.3 −0.2 −0.1 0 0.1 0.2 0.3
PC1
0.3
0.2
0.1
0
−0.1
−0.2
−0.3
PC
2
−0.4 −0.2 0 0.2 0.4
PC1
PC
2
0.4
0.2
0
−0.2
−0.4
a b
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 14期 2015年 7月 ·2101·
代谢通路进行分析。
4.1 能量代谢
肌酸和肌酐是肌肉中磷酸肌酸的分解产物,肌酸
是体内能量储存、利用的重要物质,随尿排出。正常
生理条件下,在相关活性酶的催化作用下肌酸在肝脏
可以用于合成精氨酸、甘氨酸和甲硫氨酸[9-10]。
本研究中发现在 2型糖尿病模型大鼠的尿液中肌酸
和肌酐的量与正常大鼠相比明显降低。提示大鼠体
内 ATP储存降低,能量代谢发生紊乱。模型大鼠在
药物治疗 4周后,两者的量有明显上升(P<0.05),
表明具有益气、养阴功效的丹蛭降糖胶囊可以改善
2型糖尿病大鼠体内的能量代谢。
4.2 氧化应激状态
葡萄糖醛酸为葡萄糖衍生的糖醛酸,是葡萄糖
的第 6个碳原子上的羟基被氧化为羧基而成。在体
内,极易与酚类、甾醇和芳香羧酸结合形成葡萄糖
醛酸酯。5-羟基-6-甲氧基吲哚葡萄糖醛酸和 3-吲哚
甲酸葡萄糖醛酸就是葡萄糖醛酸与 5-羟基-6-甲氧
基吲哚酸和吲哚-3-羧酸在体内结合而成。由于糖尿
病引起的高血糖和氧化应激状态的亢进,使得体内
不能正常代谢的葡萄糖被氧化,继而产生葡萄糖醛
酸[11]。本实验发现模型组大鼠尿液中 5-羟基-6-甲氧
基吲哚葡萄糖醛酸和 3-吲哚甲酸葡萄糖醛酸的量
显著高于正常大鼠(P<0.01),表明 2型糖尿病大
鼠体内血糖升高以及氧化应激状态亢进,该结论与
文献报道相符。丹蛭降糖胶囊干预 4周后,给药组
大鼠尿液中 5-羟基-6-甲氧基吲哚葡萄糖醛酸和 3-
吲哚甲酸葡萄糖醛酸的量降低(P<0.05),结合血
糖监测的结果,可以推断丹蛭降糖胶囊可以降低 2
型糖尿病模型大鼠的血糖,下调氧化应激状态。
尿酸是杂环嘌呤的衍生物,是嘌呤代谢的最终
氧化产物。尿酸升高在 2型糖尿病患者中很常见,
临床研究发现尿酸升高与肥胖、胰岛素抵抗和血脂
异常等因素密切相关[12]。高尿酸可以诱导脂肪细胞
的炎症和氧化反应,还可以引起内皮细胞功能紊
乱。高尿酸是 2型糖尿病并发症发生的重要诱因。
实验发现模型大鼠尿液中尿酸的量升高明显(P<
0.01),丹蛭降糖胶囊治疗后大鼠尿液中尿酸的量较
模型组有所降低(P<0.01)。由于引起尿酸的病理
原因复杂众多,因此结合前期的丹蛭降糖胶囊实验
研究,推测丹蛭降糖胶囊可能是通过改善脂代谢和
胰岛素抵抗来降低尿液中尿酸的量。
抗坏血酸-2-硫酸是 L-抗坏血酸的硫酸化代谢
产物,L-抗坏血酸是机体氧化应激过程中重要的
抗氧化剂[13]。2 型糖尿病长期的高血糖会促使线
粒体产生大量的超氧负离子,使得 2 型糖尿病伴
有高水平的氧化应激状态。机体代偿性的产生抗
氧化反应,因此模型大鼠尿液中抗坏血酸-2-硫酸
升高(P<0.01)。前期的药理研究表明丹蛭降糖
胶囊可以下调糖尿病早期的氧化应激状态,因此
糖尿病大鼠经药物治疗后,尿液中抗坏血酸-2-硫
酸的量下降(P<0.05)。
4.3 氨基酸代谢
吲哚-3-羧酸和犬尿喹啉酸是色氨酸 2 种不同代
谢途径的代谢产物。实验发现 2 型糖尿病模型大鼠
的尿液色氨酸的代谢产物显著降低,表明大鼠体内
的色氨酸代谢发生紊乱。色氨酸是人体和哺乳动物
体内必须的芳香族类氨基酸,正常生理情况下,色
氨酸不仅可以作为氨基酸底物参与机体组织细胞各
种蛋白的合成,还可以对蛋白质的合成过程进行调
节。色氨酸代谢失调与糖尿病和神经错乱有关[14]。
实验发现在 2 型糖尿病模型大鼠的尿液中,吲哚-3-
羧酸和犬尿喹啉酸较正常大鼠均明显下降(P<
0.01),表明模型大鼠体内色氨酸代谢紊乱。药物治
疗 4 周后,大鼠尿液中吲哚-3-羧酸和犬尿喹啉酸有
了一定的上升(P<0.05),表明丹蛭降糖胶囊可以改
善色氨酸的代谢。
N-乙酰基-L-酪氨酸是 L-酪氨酸的乙酰化产物。
酪氨酸由苯丙氨酸转化而来,是人体半必需的氨基
酸。酪氨酸在促进能量代谢、清除自由基、延缓疲
劳等方面均有积极作用[15]。酪氨酸代谢紊乱与肝肾
功能受损有关。实验研究发现模型组尿液中 N-乙酰
基-L-酪氨酸较正常大鼠显著降低,说明糖尿病发展
过程中,肝肾功能受损导致酪氨酸代谢发生的异
常。丹蛭降糖胶囊治疗后,给药组大鼠尿液中 N-
乙酰基-L-酪氨酸的量明显上升(P<0.01),表明丹
蛭降糖胶囊在降低血糖,修复胰岛细胞的同时还可
以对肝肾功能有一定的保护作用。
4.4 其他途径
负离子模式下检测到 2个含有苯环的化合物硫
酸邻苯二酚和 2-苯乙醇葡萄糖醛酸。生物体内含有
苯环结构的化合物大多数是由肠道内菌群代谢产
生,其母体主要来源于食物。与正常大鼠相比 2型
糖尿病大鼠尿液中的苯环类化合物异常,说明模型
大鼠体内的肠道菌群代谢发生紊乱[16]。丹蛭降糖胶
囊可以改善胃肠菌群代谢。
·2102· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 14期 2015年 7月
硫酸雌酮是雄性哺乳动物体内最主要的循环
雌激素。实验发现糖尿病模型大鼠尿液中的硫酸雌
酮明显高于正常大鼠,说明模型大鼠体内雌激素的
代谢发生紊乱。但是硫酸雌酮与糖尿病的关系,目
前尚无文献报道,需要进一步研究[17]。
硫代糠是五元芳香环的呋喃类化合物,该物
质在模型组和正常组尿液中的量存在明显的差异
(P<0.01)。硫代糠与 2型糖尿病发病的关系目前
尚无研究报道。查阅相关文献资料,推测该物质
的存在可能与高脂饲料喂养有关。
然而以上代谢途径并不是独立存在的,例如 5-
羟基-6-甲氧基吲哚葡萄糖醛酸和 3-吲哚甲酸葡萄
糖醛酸 2个潜在标志物的存在与氧化应激状态的亢
进与高血糖都相关,表明两者与能量代谢的紊乱密
切相关。N-乙酰基-L-酪氨酸是酪氨酸的代谢产物,
在人体内,酪氨酸在促进能量代谢和清除氧化自由
基方面有着重要的作用。因此能量代谢、氨基酸代
谢和氧化应激状态之间相互影响、相互平衡。丹蛭
降糖胶囊通过调节上述代谢途径来治疗 2 型糖尿
病,体现了中药复方制剂多靶点、多途径、多层次
的作用特点。
5 讨论
代谢组学将内源性代谢物的代谢信息和疾病
病理生理过程关联起来,了解疾病发展和防治的完
整代谢过程。近些年来,代谢组学在中医药治疗 2
型糖尿病及其并发症的研究中起到了重要作用。应
用代谢组学方法研究 2型糖尿病大鼠的尿液代谢谱
的变化,可以一次性获取完整的代谢物信息,从而
可以从物质循环方面认识 2型糖尿病的发病和防治
机制。
通过实验结果的分析,发现 2型糖尿病的发病
涉及到能量代谢、氨基酸代谢以及内分泌激素等多
个内循环的紊乱,还包括肝肾功能的损伤,体内氧
化应激状态的亢进。表明 2型糖尿病作为全身的代
谢紊乱疾病,其病理过程复杂。在相关的研究之中,
需要在众多复杂的病机之中把握关键病机,在对症
治疗同时,亦需要标本兼治。
中药复方是中医治疗疾病的主要手段,也是体
现中医特色之处。根据辨证论治的中医理论,中医
会依据患者和疾病的不同状态选择不同的药材组
方来治疗疾病。中医对糖尿病的研究由来已久,根
据糖尿病主要的临床症状,糖尿病在中医中被称为
“消渴证”。糖尿病在中医理论的主要发病机制在于
气阴两虚,伴随着病情的发展,出现诸如阳虚、血
瘀和痰湿等并发症。因此,中药复方治疗糖尿病时
主要以“益气养阴”为主,然后根据不同的并发症,
辅以活血、健脾等治法。相比较于单纯化学药物,
中药复方的优势在于控制血糖的同时,对多代谢途
径的调节作用[18]。
综上所述,根据“益气、养阴、活血”治则组
方而成的丹蛭降糖胶囊可以降低 2型糖尿病大鼠的
血糖,修复胰岛细胞,可能的作用机制在于改善糖
代谢紊乱和氨基酸代谢紊乱,调节雌激素分泌,降
低大鼠体内氧化应激状态,修复受损的肝肾功能。
参考文献
[1] 庄星星, 高家荣, 杨晓旭, 等. 代谢组学在糖尿病中医
药研究中应用现状 [J]. 中国中医药信息杂志, 2014,
21(4): 126-129.
[2] Fang Z H, Liu Y, Bao T T, et al. Effect of Danzhi
Jiangtang capsule on monocyte chemoattractant protein-1
mRNA expression in newly diagnosed diabetes
subclinical vascular lesions [J]. World J Gastroenterol,
2013, 19(19): 2963-2968.
[3] 方朝晖, 徐先祥, 夏伦祝, 等. 丹蛭降糖胶囊对糖尿病
大鼠血脂、血流变和抗氧化功能的影响 [J]. 安徽卫生
职业技术学院学报, 2010, 9(4): 73-75.
[4] 李中南, 张培培, 陈光亮, 等. 丹蛭降糖胶囊对糖尿病
模型大鼠VEGF及血小板参数的影响 [J]. 浙江中医药
大学学报, 2014, 38(1): 64-67.
[5] 谷金宁, 牛 俊, 皮子凤, 等. 尿液代谢组学方法研究
人参总皂苷治疗糖尿病心肌病大鼠作用机制 [J]. 分
析化学, 2013, 41(3): 371-376.
[6] 徐先祥, 汪宁卿, 夏伦祝, 等. 丹蛭降糖胶囊对实验性
糖尿病大鼠降糖作用 [J]. 中国实验方剂学杂志, 2013,
19(17): 288-290.
[7] Yu Z R, Ning Y, Yu H, et al. A HPLC-Q-TOF-MS-based
urinary metabolomic approach to identification of
potential biomarkers of metabolic syndrome [J]. J
Huazhong Univ Sci Technol: Med Sci, 2014, 34(2):
276-283.
[8] 刘双梅, 李桂林, 汤晓丽, 等. 甲基莲心碱对 2 型糖尿
病模型大鼠作用的代谢组学研究 [J]. 中国药理学通
报, 2012, 28(4): 490-495.
[9] 樊龙中, 王 昱, 崔桂林, 等. 尿液氨基酸代谢物和血
清特异生长因子联检癌症临床应用 [J]. 实用全科医
学, 2005, 3(5): 462-463.
[10] 蒋 滢, 黄美英, 何志达, 等. 肾脏疾病患者体液氨基
酸模式 [J]. 氨基酸和生物资源, 2000, 22(1): 38-41.
[11] 梁起栋, 何明珍, 欧阳辉, 等. 超高效液相色谱-质谱
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 14期 2015年 7月 ·2103·
联用法分析 α-常春藤皂苷在大鼠体内的代谢产物 [J].
中草药, 2014, 45(13): 1883-1888.
[12] 吕耀中, 胡庆华, 王 星, 等. 二妙丸水提取物对高尿
酸血症小鼠尿酸失衡及其相关基因和蛋白水平的影响
[J]. 中草药, 2010, 41(3): 418-423.
[13] 王 静, 袁子民, 孔宏伟, 等. 基于气相色谱-质谱联
用的代谢组学用于黄连治疗 II 型糖尿病的机理探索
[J]. 色谱, 2012, 30(1): 8-13.
[14] Wang T J, Larson M G, Vasan R S, et al. Metabolite
profiles and the risk of developing diabetes [J]. Nat Med,
2011, 17(4): 448-453.
[15] Catalano K J, Maddux B A, Szary J, et al. Insulin
resistance induced by hyperinsulinemia coincides with a
persistent alteration at the insulin receptor tyrosine kinase
domain [J]. PLoS One, 2014, 9(9): 1-11.
[16] 陈秀琴, 黄小洁, 石达友, 等. 中药与肠道菌群相互作
用的研究进展 [J]. 中草药, 2014, 45(7): 1031-1036.
[17] 程泽能 , 周宏濒 . 雌激素的代谢机制及其与疾病的
相关性 [J]. 中国临床药理学杂志 , 2000, 16(4):
305-308.
[18] Zhang T T, Jiang J G. Active ingredients of traditional
Chinese medicine in the treatment of diabetes and
diabetic complications [J]. Expert Opin Investig Drugs,
2012, 21(11): 1625-1642.