从气血津液探析代谢组学在中医辨证中的应用

气血津液辨证是中医临床常用的辨证方法之一,是中医辨证论治诊疗体系的重要组成部分。在临床活动中,气血津液辨证因其辨证范围及主观因素的影响,具有一定的局限性。代谢组学可以从“微观辨证”的角度拓宽气血津液辨证的应用范围,提高临床诊断的准确率,提高中医辨证体系的科学性和客观性。为了实现中医证型的标准化,利用代谢组学技术对气血津液辨证进行研究具有一定的理论意义和实用价值。文章对近年来代谢组学在气血津液证型研究中的应用情况进行概述,以期为临床辨证提供新思路及新方法。

慢性再生障碍性贫血患者粪便非靶向代谢组学分析及与中医证型的相关性

【目的】分析慢性再生障碍性贫血(CAA)患者与正常人粪便非靶向代谢组学改变及CAA不同中医证型间差异性粪便代谢物谱,以揭示CAA中医证型的物质基础。【方法】纳入2018年7月至2021年6月南京中医药大学附属医院初治的CAA患者(CAA组)21例及健康体检者(正常人组)24例,根据中医辨证分型标准,将21例CAA患者分为肾阳虚组4例、肾阴虚组12例、肾阴阳两虚组5例。通过粪便采集、气相色谱-质谱分析(GC-MS)、多元统计分析等筛选差异代谢物,进行代谢通路富集分析。【结果】(1)38种代谢物在CAA组与正常人组之间有明显差异,其中3-羟基苯乙酸、腺嘌呤、异柠檬酸、L-谷氨酰胺、尿酸、鸟嘌呤等27种代谢物相对含量在CAA中呈现上调,3’-腺苷酸、花生酸、肌苷、N-乙酰鸟氨酸、去甲肾上腺素等11种代谢物则为下调。其差异代谢物富集的主要代谢通路包括:精氨酸生物合成、嘌呤代谢、癌症的中心碳代谢、乙醛酸和二羧酸代谢、GABA能突触、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢等。(2)16种代谢物在CAA不同中医证型之间有显著性差异,包括5-甲氧基色胺、肾上腺素、熊果苷、β-丙氨酸、戊二胺、肌醇、丙酮酸、酪胺等,其差异代谢物富集的主要代谢通路包括:神经活性配体-受体相互作用、酪氨酸代谢、磷脂酰肌醇信号系统、泛酸和辅酶A生物合成、糖酵解/糖异生、初级胆汁酸生物合成、磷酸肌醇代谢、抗坏血酸和醛酸代谢、Ⅱ型糖尿病、心肌细胞中的肾上腺素能信号传导等。【结论】CAA患者的粪便代谢组学与正常人相比存在明显异常,这可能反映CAA肠道菌群改变介导免疫失调、造血衰竭发生的代谢变化;该研究首次从粪便代谢组学水平揭示了CAA不同肾虚证型的物质基础,可为中医证型的现代化研究提供新思路。

线粒体代谢组学及其在中医药研究中的进展

线粒体是一种将物质代谢、能量代谢和遗传变异三大基本生命活动形式融于一体的半自主性细胞器,其代谢在细胞代谢网络中处于核心位置。现行的代谢组学多关注于全细胞整体的代谢特征,缺乏对线粒体代谢的特异性反映。因此,针对线粒体的代谢研究十分必要。中医药针对疾病的辨证论治具有独特的优势和特色,线粒体代谢也是其重要靶点之一。基于线粒体代谢组学的中医药研究,有助于从线粒体代谢的角度揭示中药在能量代谢网络中的作用机制和靶标。目前,线粒体代谢组学研究中存在大量的问题和困难,如:线粒体的提取分离、评价和代谢物分析等。该文对线粒体代谢组学分析的现状及其在中医药领域中的研究进展进行了总结,为中医药的科学研究提供技术支持和新的研究方向。

中医诊治慢性肾脏病中代谢组学的研究进展

文章整理近年来代谢组学在中医药诊治肾脏疾病中的应用,认为代谢组学技术作为日益发展的系统生物学技术,不仅实现了通过核磁共振、质谱色谱等技术分析代谢产物在不同生理病理条件下机体的生化状态,为中医诊断慢性肾脏病证候提供客观依据;还实现了从代谢物角度分析中医药物治疗的效果。将代谢组学技术与中医药结合,为中医临床疾病诊断、证候判定、中药方剂疗效机制分析提供了新的方法和思路,也为更好地发展、应用中医奠定理论基础。

代谢组学在药物研发中的应用进展

代谢组学是对生物体内代谢通路上下游小分子代谢物进行定性定量研究,寻找代谢网络与生理病理变化的对应关系。这些小分子参与机体活动,在产生生理病理效应或者信号传导等过程中具有重要作用。代谢组的变化展示了生物体目前正在发生的改变,反映基因变化和环境影响后的综合结果。研究代谢物模式的显著变化已被公认为可以了解药物开发的关键方面,如药物疗效和毒性,将代谢组学纳入组学研究平台使我们更接近于定义表型,并能够寻找改善疾病诊断的替代方法。研究代谢组学的分析策略和统计工具的进步,在药物开发的早期阶段能防止药物失败,并减少Ⅱ期和Ⅲ期临床试验的财务损失。本文介绍代谢组学以及代谢组学在药物开发过程中的应用进展,并讨论其未来发展方向和面临的挑战。

代谢组学应用于中医药治疗糖尿病肾病研究进展

中医药治疗糖尿病肾病因其多成分、多靶点、多途径的特点,在治疗糖尿病肾病中有其独特优势,但因其成分复杂,药理和作用机制尚不明确。代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后发展起来的一门新兴学科,作用为研究机体整体代谢物以及代谢途径,能够整体的、动态的反应生物体内代谢表征,与中医学“辨证论治”的整体观高度契合,为中医药防治糖尿病肾病提供了新方法,新途径。文章对近年来多名学者基于代谢组学技术研究中医药治疗糖尿病肾病的疗效进展进行综述,以期为临床实践提供依据。

代谢组学在肝病中医证候研究中的应用述要

证候是中医临床诊断和治疗的核心内容,是机体在疾病发展过程中某一阶段的病理概括。代谢组学可以反映机体在不同生理病理状态下代谢物水平的变化情况,其整体性、综合性、动态性等特点与中医证候的特性高度契合。通过综述代谢组学在肝癌、肝硬化、肝炎等肝病中医证候研究中的应用情况,探讨肝病中医证候的内在机制及物质基础,助力中医客观化研究,进而指导中医临床决策。

慢性萎缩性胃炎肝胃气滞证和脾胃虚弱证患者血清代谢组学特征研究

【目的】基于非靶向代谢组学技术,分析慢性萎缩性胃炎(chronic atrophic gastritis,CAG)肝胃气滞证和脾胃虚弱证患者的代谢组学特征,发现与CAG患者中医证型相关的血清代谢差异物,为中医辨证客观化提供参考依据。【方法】纳入60例CAG患者,其中肝胃气滞证及脾胃虚弱证各30例。收集2组患者空腹肘静脉血5 mL,采用超高效液相色谱-质谱技术检测血清代谢物含量,采用主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)和聚类分析等多元统计方法筛选CAG肝胃气滞证和脾胃虚弱证患者之间的差异代谢物,最后利用KEGG数据库对筛选的差异代谢物进行代谢物通路分析。【结果】通过比较CAG肝胃气滞证和脾胃虚弱证患者血清代谢物,发现CAG肝胃气滞证和脾胃虚弱证之间N-乙酰基甘氨酸、组胺、O-磷酸丝氨酸、硒甲基硒代半胱氨酸、甲基间酪氨酸等氨基酸衍生物和酪氨酸-亮氨酸-苯丙氨酸、组氨酸-丙氨酸-谷酰胺-赖氨酸、L-天冬酰胺基-L-脯氨酰-L-丝氨酸、L-异亮氨酸-L-异亮氨酸等小肽类物质代谢具有显著性差异。【结论】CAG肝胃气滞证和脾胃虚弱证患者之间存在氨基酸代谢差异,N-乙酰基甘氨酸、甲基间酪氨酸、O-磷酸丝氨酸等代谢物可能是区别CAG肝胃气滞证和脾胃虚弱证的潜在生物标志物。

代谢组学在心力衰竭中医证型研究中的应用

慢性心力衰竭是多类心血管疾病的终末阶段,也是临床治疗的重点与难点。中西医结合治疗一定程度降低了病死率,获得广泛关注。代谢组学具定量分析数据优势,近年来在心血管系统的病理生理机制研究方面取得了显著成果,也逐渐应用于中医药研究领域。心力衰竭中医证型的代谢组学研究有助于寻找新的生物标志物,从而更好理解心力衰竭病程中的代谢变化。本文就代谢组学在心力衰竭中医证型研究中的应用情况作一综述。

基于代谢组学的补骨脂素在2D和3D培养模型的肝毒性差异研究

中药补骨脂具有温肾助阳,纳气等作用,主治阳痿遗精,腰膝冷痛,肾虚作喘等。补骨脂及其方剂的不当使用有造成肝损伤的风险。补骨脂素是补骨脂药材的主要活性成分之一,同时也是导致补骨脂肝毒性的主要成分之一[1]。体外毒性实验具有速度快、成本低、通量高等优势。

代谢组学在泌尿系结石中的研究现状与展望

泌尿系结石属于泌尿外科常见病、多发病,有高患病率、高复发率等特点,且成石原因复杂,难以以单一学说定论。代谢组学是一门阐明生物体代谢相关过程的新兴组学技术,可用来阐述生物体内代谢产物及其生理、病理变化,寻找特定生物标志物及其代谢通路,为疾病的诊断、预防等提供新思路。目前,代谢组学亦广泛应用于泌尿系结石的相关研究中,丰富了泌尿系结石的研究方法。文章以代谢组学在泌尿系结石中的研究现状为切入点,概述目前常见的研究思路,发现代谢组学在泌尿系结石中的应用主要是通过简化式评估,即应用血清学检查、尿液检查和结石成分分析等检查方法,开展动物实验或临床研究,分析干预前后生物体内代谢产物变化,寻找潜在生物学标记物,探究成石原因及评估药物、手术治疗疗效。考虑到代谢组学概念与中医整体观念、辨证论治的部分相似性,已有研究将代谢组学同中医证候联系起来,但该项技术在泌尿系结石中医证候研究中应用极少。因此,文章提出可将代谢组学引入泌尿系结石中医证候的研究中,比较不同证型间代谢产物、代谢通路的差异,以期找到各证型间客观的特殊代谢产物,为泌尿系结石发病机制、诊疗方案及中医证候标准化研究提供思路和方向。

儿童迁延性泄泻脾阳虚证的粪便代谢组学研究

目的从粪便代谢角度探寻儿童迁延性泄泻脾阳虚证的证候物质基础。方法选取20例脾阳虚证的迁延性泄泻患儿作为观察组,20例健康儿童作为对照组,采集各组的粪便样本后,采用气相色谱质谱联用仪器对样本进行代谢组学分析,比较2组代谢物的差异。结果与儿童迁延性泄泻脾阳虚证相关的潜在生物标志物有25种,在迁延性泄泻脾阳虚证患儿的粪便中下调的有9种代谢物,分别为L-谷氨酰胺、L-谷氨酸、4-羟基苯甲醛、L-半胱氨酸、鸟氨酸、L-异亮氨酸、丁二酸、β-丙氨酸、富马酸,在泄泻脾阳虚证患儿的粪便中上调的有16种代谢物,包括丝氨酸、核糖酸、α-亚麻酸、苯甲酸、果糖、L-丙氨酸、焦谷氨酸、丙酮酸、次黄嘌呤、癸酸、L-天门冬氨酸等代谢物,涉及相关通路有7条,包括丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢、丙酮酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、精氨酸生物合成、糖酵解/糖异生、柠檬酸循环(TCA循环)。结论迁延性泄泻脾阳虚证患儿与健康儿童相比,神经调节代谢发生紊乱,能量代谢发生异常,机体无氧酵解有所增强,相关差异代谢物的发现可能对儿童迁延性泄泻脾阳虚证的发病机制、诊断和治疗均奠定了一定的物质基础。

基于高效液相色谱-质谱联用技术的脾阴虚糖尿病认知功能障碍大鼠血清代谢组学研究

目的从代谢组学层面上观察脾阴虚(Spleen-Yin deficiency,SD)糖尿病认知功能障碍(Diabetes-associated Cognitive Decline,DACD)大鼠的代谢产物变化,探究脾阴虚糖尿病认知功能障碍潜在标志物及其意义。方法建立SD、DACD及SD-DACD大鼠模型。采用高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱联用技术(High performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry,HPLC-Q-TOF/MS)对大鼠血清样品的代谢产物进行分析。结果各组大鼠血清代谢存在显著差异。研究建立的代谢物分析方法可以区分SD组、DACD组、SD-DACD组与空白对照(blank control,BC)组,SD组与SD-DACD组,DACD组与SD-DACD组。其中,与BC组大鼠相比,吡哆胺(pyridoxamine)在SD组和SD-DACD组中分别上调约24倍和25倍,在DACD组中则下调约21倍,可将SD组与DACD组、SD-DACD组与DACD组大鼠相区别。吡哆胺可作为一个潜在的生物标志物用于诊断脾阴虚DACD。涉及的苯丙氨酸代谢通路的紊乱主要发生在SD组和SD-DACD组大鼠的差异代谢产物之间。结论吡哆胺和苯丙氨酸代谢途径参与脾阴虚糖尿病认知功能障碍的发病机制,并且可能是脾阴虚和糖尿病认知功能障碍之间相关性的基础。研究结果可为基于代谢组学的SD-DACD筛查及病因研究提供参考资料。

阳和贴治疗阳虚体质糖耐量减低的代谢组学研究

目的探讨阳和贴穴位贴敷治疗阳虚体质糖耐量减低(impaired glucose tolerance,IGT)患者的效果及其对血清代谢物的影响。方法选取2022年10月至2024年1月于浙江中医药大学附属宁波市中医院就诊的63例IGT患者,以分层随机化法分为对照组(32例)和治疗组(31例),比较两组患者治疗前后的血糖、血脂、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、阳虚体质评分与红外线热成像温度。另选取同期29名健康体检者作为健康组,采用液相色谱-质谱(liquid chromatograph-mass spectrometer,LC-MS)技术对三组纳入者的血清代谢产物进行分析,结合主成分分析、潜在结构判别分析等方法分析特征性差异代谢物,运用MetaboAnalyst软件进行网络分析以筛选关键代谢通路。结果阳和贴干预后治疗组患者的空腹血糖、糖化血红蛋白、三酰甘油、低密度脂蛋白、TNF-α水平均下降(P<0.05);治疗组患者的阳虚体质评分下降(P<0.05),任脉、督脉、中焦、下焦温度均升高(P<0.05),上焦温度下降(P<0.05)。代谢组学分析发现阳虚体质IGT患者血清中的差异表达代谢物主要为4-乙酰氨基丁酸、3-脱氢胆酸、柠檬酸、胱氨酸等16个,治疗组出现差异表达的代谢物包括二氨基庚二酸、乙酰左旋肉碱、单丁酯等16个。经MetaboAnalyst分析,发现IGT阳虚体质的形成与三羧酸循环、氨基酰生物合成代谢通路、甘氨酸-丝氨酸-苏氨酸(glycine,serine and threonine,Gly-Ser-Thr)代谢轴有关,且阳和贴的针对性治疗与Gly-Ser-Thr代谢轴、鞘脂类代谢相关通路相关。结论阳和贴穴位贴敷可缓解阳虚体质IGT人群的血清慢性炎症、改善阳虚症状,代谢组学分析发现多种差异性代谢物与其作用机制有关,其中Gly-Ser-Thr代谢轴相关代谢通路是调护IGT阳虚体质的关键通路。

基于非靶向代谢组学技术探讨Yes相关蛋白1改善马兜铃酸I诱导小鼠肝损伤的机制

目的基于非靶向代谢组学技术探讨Yes相关蛋白1(YAP1)改善马兜铃酸I(Aristolochic acid I,AAI)诱导小鼠肝损伤的机制。方法随机选取8只3周龄雄性肝细胞特异性Yap1基因敲除(基因型为Yap1^(Flox/Flox),Albumin-Cre,简称Yap1^(LKO))小鼠作为Yap1^(LKO)+AAI组,8只Yap1Flox对照小鼠作为Yap1^(Flox)+AAI组。2组小鼠均按照2.5 mg·kg^(-1)·d^(-1)剂量腹腔注射AAI,连续14 d。采用鼠尾PCR法鉴定基因型;微板法测定血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)活性;HE染色法观察肝脏组织病理变化;免疫组织化学法测定肝组织中YAP1蛋白表达情况。采用非靶向代谢组学方法分析肝脏组织差异代谢物,利用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱联用技术分析样品,通过主成分分析(PCA)、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)筛选差异代谢物,利用HMDB数据库、METLIN数据库对代谢物进行鉴定,通过KEGG数据库对差异代谢物进行通路富集分析。结果(1)AAI诱导14 d,Yap1^(LKO)小鼠的体质量增长低于Yap1^(Flox)小鼠,但差异无统计学意义(P>0.05)。在第14天,与Yap1^(Flox)+AAI组比较,Yap1^(LKO)+AAI组小鼠血清中的ALT、AST酶活性明显升高(P<0.05),肝脏组织病理损伤明显加重。Yap1^(Flox)小鼠肝脏有YAP1蛋白阳性表达,而Yap1^(LKO)小鼠无YAP1蛋白阳性表达。(2)通过代谢组学分析共筛选出139种显著变化(VIP>1且P<0.05)的差异代谢物,与Yap1^(LKO)+AAI组小鼠相比,Yap1Flox+AAI组小鼠的62种肝脏代谢物上调,包括胆碱、牛磺酸、亚牛磺酸、α-亚麻酸、桐油酸、鹅去氧胆酸等;77种代谢物下调,包括甘油磷酸胆碱、L-磷脂酰胆碱、L-谷氨酰胺、L-丝氨酸、L-谷胱甘肽、5-甲硫腺、苯丙氨酸、6-磷酸葡萄糖、乳酸、尿酸苷等。KEGG富集通路主要有胆碱代谢、甘油磷脂代谢、胰岛素抵抗、谷胱甘肽代谢等。结论肝细胞特异性Yap1基因敲除加重了AAI诱导的小鼠肝脏损伤,YAP1通过上调胆碱、牛磺酸等不饱和脂肪酸,参与调控胆碱代谢、甘油磷脂代谢等,从而改善AAI诱导的小鼠肝损伤。

冠心病中医证型代谢组学研究进展

冠心病已成为危害人类生命健康的严重心血管疾病。代谢组学为研究冠心病的发生发展机制及其诊断提供了科学依据。本文通过回顾近年来冠心病代谢组学研究的相关文献,对冠心病中医证型的代谢组学特征进行分析总结,有助于完善代谢组学的异常生物标志物谱库,对冠心病中医证型分型及疾病早期诊断和治疗具有重要意义。

阿仑膦酸钠干预去卵巢大鼠骨质疏松的腰椎代谢组学分析

背景:研究报道,阿仑膦酸钠的摄入能显著提高骨质疏松症患者的骨密度。目的:利用色谱-质谱技术分析比对阿仑膦酸钠干预去卵巢大鼠模型前后代谢物变化,进一步探索阿仑膦酸钠治疗骨质疏松症的具体机制及作用靶点。方法:选择雌性SD大鼠36只,随机分为骨质疏松症组、阿仑膦酸钠组及假手术组,前两组采用去卵巢法建立骨质疏松症模型。造模4周后,阿仑膦酸钠组大鼠给予阿仑膦酸钠灌胃;假手术组和骨质疏松症组分别给予等体积生理盐水灌胃。连续灌胃12周后,通过色谱-质谱技术分析腰椎代谢物,得出共同差异代谢物,对其进行京都基因与基因组百科全书通路等生物信息学分析。结果与结论:①3组共得到17种共同显著性差异代谢物;②通过京都基因与基因组百科全书富集分析表明,阿仑膦酸钠可能调节不饱和脂肪酸生物合成、亚油酸代谢等通路保护去卵巢模型大鼠;③结果提示,阿仑膦酸钠可能通过干预不饱和脂肪酸生物合成代谢和亚油酸代谢发挥其抗骨质疏松作用,从而达到预防骨质疏松症的目的。

缺血性脑卒中代谢组学发病机制及药物干预的研究进展

缺血性脑卒中(ischemic stroke,IS)是全球导致高死亡率和高致残率的主要原因之一。随着我国步入人口老龄化社会,IS发病率有明显上升趋势,以每年8.7%的速度迅速增长^([1]),且我国人群有着全球最高的脑卒中终生风险^([2]),严重影响了患者的生活质量,为家庭和社会带来了巨大的精神、物质负担,且IS因机制复杂而具有治愈性难的特点,因此探究其发病机制有助于发现治疗靶点,对早期诊断和识别IS的预后具有重要意义,以制定真正有效的治疗策略。

空间代谢组学在医药领域的应用及挑战

生物体内代谢物的变化对于反映疾病的发生和发展过程及药物的作用机制、毒性具有重要意义。空间代谢组学是基于质谱成像的一门新技术,可直接从组织中获得代谢物的各种信息。它与传统代谢组学相比,具有周期短、无需基质、免标记等优势,规避了传统代谢组学损失空间信息的瓶颈。该技术应用范围涵盖肿瘤、代谢性疾病、感染性疾病的分型、诊疗、预后评估,以及药物、药用活性成分研究。然而,空间代谢组学也存在一系列不足之处,如分辨率和灵敏度的相互制约关系、精确鉴定和定量检测的局限性。空间代谢组学的发展有望推动药物改良、促进合理用药。

基于代谢组学探究疏调气机汤治疗甲状腺功能减退症的作用机制

目的采用非靶向代谢组学方法分析甲状腺功能减退症大鼠血清标志物,探究疏调气机汤对甲状腺功能减退症的治疗作用机制。方法对适应性喂养1周后大鼠进行随机分组,分为造模组和正常组,造模组大鼠持续10 d丙硫氧嘧啶灌胃给药造模,正常组灌胃同等体积饮用水。造模结束后检测血清指标是否符合临床疾病诊断标准,并结合造模期间大鼠状态,判定造模成功。将造模成功大鼠进行分组,分为模型对照组、阳性药(优甲乐)组、疏调气机汤低浓度组、疏调气机汤中浓度组、疏调气机汤高浓度组,分别给药6周,正常组、模型对照组以同等体积饮用水灌胃。6周后大鼠腹主动脉取血,离心取上清,ELISA试剂盒检测及非靶向代谢组学检测。结果疏调气机汤可明显降低甲减大鼠促甲状腺激素(TSH)水平,可明显升高游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)、游离甲状腺素(FT4)表达水平(P<0.05)。代谢组学分析血清标记物,正常组与模型对照组比较,共有312个显著差异代谢物,其中111个代谢物水平上调,198个代谢物水平下调;疏调气机汤高剂量组与模型对照组比较,共有91个显著差异代谢物,其中有47个代谢物水平上调,39个代谢物水平下调,代谢物多以生物碱类、缩氨酸类、聚酮类为主。KEGG分析代谢路径主要与心碳循环、氨基酸生物合成、胆汁分泌相关。结论疏调气机汤对甲状腺功能减退症大鼠具有良好的治疗作用,为疏调气机汤治疗甲减的临床用药与治疗提供实验依据,为甲减的中医疗法提供新思路。