基于靶向代谢组学探讨葛根芩连汤对抗生素相关性腹泻大鼠粪便短链脂肪酸的影响

苏钢; 杨光勇; 韩雪; 唐秋梅; 田维毅; 王文佳; 王平; 涂小华; 何光志

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20240161

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基于靶向代谢组学探讨葛根芩连汤对抗生素相关性腹泻大鼠粪便短链脂肪酸的影响

药物代谢 | 更新时间：2024-03-04

- 基于靶向代谢组学探讨葛根芩连汤对抗生素相关性腹泻大鼠粪便短链脂肪酸的影响
- Effect of Gegen Qinliantang on Fecal Short-chain Fatty Acids in Rats with Antibiotic-associated Diarrhea Based on Targeted Metabonomics
- 中国实验方剂学杂志 2024年30卷第7期页码：189-196
- 作者机构：
  
  1.贵州中医药大学基础医学院，贵阳 550025
  2.清镇市第一人民医院，贵州清镇 551400
- 作者简介：
  
  苏钢，硕士，执业医师，从事中医基础研究，E-mail：754932057@qq.com
  何光志，博士，教授，硕士生导师，从事中西医结合基础研究，E-mail：39272454@ qq.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(82060796);贵州省科学技术基金项目(黔科合基础［2020］1Y392);贵州省科技创新人才团队项目(黔科合平台人才［2020］5010);贵州省发改委工程研究中心建设项目(黔发改高技（2020）896号)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20240161
  中图分类号： R22;R28;R969.1;O657
- 收稿：2023-04-23，
  
  网络出版：2023-08-07，
  
  纸质出版：2024-04-05
- 稿件说明：
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苏钢,杨光勇,韩雪等.基于靶向代谢组学探讨葛根芩连汤对抗生素相关性腹泻大鼠粪便短链脂肪酸的影响[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(07):189-196.

SU Gang,YANG Guangyong,HAN Xue,et al.Effect of Gegen Qinliantang on Fecal Short-chain Fatty Acids in Rats with Antibiotic-associated Diarrhea Based on Targeted Metabonomics[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(07):189-196.
苏钢,杨光勇,韩雪等.基于靶向代谢组学探讨葛根芩连汤对抗生素相关性腹泻大鼠粪便短链脂肪酸的影响[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(07):189-196. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20240161.

SU Gang,YANG Guangyong,HAN Xue,et al.Effect of Gegen Qinliantang on Fecal Short-chain Fatty Acids in Rats with Antibiotic-associated Diarrhea Based on Targeted Metabonomics[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(07):189-196. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20240161.

摘要

目的

通过靶向代谢组学探究葛根芩连汤对抗生素相关性腹泻（AAD）粪便短链脂肪酸（SCFAs）代谢的影响。

方法

将240只SD大鼠随机分为空白组、模型组、丽珠肠乐组（0.15 g·kg

-1

）、葛根芩连汤高、中、低剂量组（10.08、5.04、2.52 g·kg

-1

），每组40只（雌雄各半），除空白组外，其余各组每日均给予克林霉素（250 mg·kg

-1

）灌胃造模，连续7 d。造模成功后，各给药组按相应剂量灌胃药液，空白组和模型组灌胃等体积生理盐水，1次/d，连续治疗14 d。分别在药物干预后0、3、7、14 d，从各组中随机抽取8只大鼠，气相色谱-飞行时间质谱法（GC-TOF-MS）对大鼠粪便中SCFAs进行靶向代谢组学分析，运用偏最小二乘法-判别分析（PLS-DA）比较不同治疗时间组间代谢轮廓差异，并对大鼠粪便中SCFAs的组间含量变化进行比较。

结果

PLS-DA结果显示，空白组与模型组可明显区分，在葛根芩连汤治疗7 d后逐渐趋近于空白组。进一步分析SCFAs组成后发现，与空白组比较，模型组中乙酸的占比增加，丁酸、戊酸、己酸和异戊酸的占比降低；葛根芩连汤治疗后，丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸占比增加，乙酸、丙酸和己酸占比降低。经差异分析显示，葛根芩连汤可明显改善丁酸含量，对戊酸、己酸含量具有一定回调作用。

结论

葛根芩连汤中剂量组治疗7 d后可改善AAD粪便短链脂肪酸含量，这可能与改善SCFAs的组成比例及丁酸、戊酸、己酸等含量有关。

Abstract

Objective

To explore the impact of Gegen Qinliantang（GQT） on the fecal short-chain fatty acids（SCFAs） metabolism in antibiotic-associated diarrhea（AAD） through targeted metabolomics.

Method

A total of 240 SD rats were randomly divided into six groups（

=40， half male and half female）， including blank group， model group， bifidobiogen group（0.15 g·kg

-1

）， and GQT high-， medium-， and low-dose groups（10.08， 5.04， 2.52 g·kg

-1

）， except for the blank group， clindamycin（250 mg·kg

-1

） was given to all groups by gavage for modeling every day for 7 d. After successful modeling， each administered group was gavaged with the corresponding dose of the drug， and the blank and model groups were gavaged with an equal volume of normal saline solution， 1 time/d， for 14 d. At 0， 3， 7， 14 d after the drug intervention， eight rats were randomly selected from each group， respectively. Gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry（GC-TOF-MS） was used to perform targeted metabolomic analysis of SCFAs in the feces of rats， and partial least squares-discriminant analysis（PLS-DA） was applied to compare the differences in metabolic profiles between groups at different treatment times， and to compare the changes in the contents of SCFAs in rat feces between groups.

Result

PLS-DA results showed that the blank group could be clearly distinguishable from the model group， with GQT exhibiting a closer proximity to the blank group after 7 d of treatment. After further analyzing the composition of SCFAs， it was found that the proportion of acetic acid increased and the proportions of butyric acid， valeric acid， hexanoic acid and isovaleric acid decreased in the model group compared with the blank group. After the treatment with GQT， the proportions of butyric acid， isobutyric acid， valeric acid， and isovaleric acid increased， and the proportions of acetic acid， propionic acid and caproic acid decreased. Subsequent differential analysis revealed that GQT could significantly improve the content of butyric acid， and had a certain retrogressive effect on the contents of valeric acid and hexanoic acid.

Conclusion

The medium dose group of GQT can improve the contents of SCFAs in AAD feces after 7 days of treatment， which may be related to the improvement of the composition ratio of SCFAs and the contents of butyric acid， valeric acid and caproic acid.

关键词

Keywords

references

宋媛媛，贡雪芃，肖蒙，等 . 抗生素相关性腹泻研究进展［J］. 医药导报， 2019 ， 38 （ 11 ）： 1454 - 1458 .

陈建荣，郭锡明 . 抗生素相关性腹泻临床特征及预防控制［J］. 世界华人消化杂志， 2006 ， 14 （ 9 ）： 927 - 929 .

范娟，李茂军，吴青，等 . 儿童感染性腹泻的诊断与管理——《2017年美国感染病学会感染性腹泻诊治的临床实践指南》介绍［J］. 中华实用儿科临床杂志， 2019 ， 34 （ 15 ）： 1121 - 1126 .

TSAY S ， WELSH R M ， ADAMS E H ， et al . Public health response to us cases of candida auris，a globally emerging，multidrug-resistant yeast，2013—2017 ［J］. Open Forum Infect Dis ， 2017 ， 4 （ suppl_1 ）： S72 - S73 .

YAN S ， HUANG J ， CHEN Z ， et al . Metabolomics in gut microbiota：Applications and challenges ［J］. Sci Bull ， 2016 ， 61 （ 15 ）： 1151 - 1153 .

崔芙岩，杨佳颖，王志刚，等 . 代谢组学在中医药领域的应用与展望［J］. 中草药， 2022 ， 53 （ 14 ）： 4512 - 4526 .

SONG Q ， ZHANG A H ， YAN G L ， et al . Technological advances in current metabolomics and its application in tradition Chinese medicine ［J］. Rsc Adv ， 2017 ， 7 （ 84 ）： 53516 - 53524 .

刘茜明，李慧，杨光勇，等 . 葛根芩连汤对小鼠血清及粪便代谢的影响［J］. 黑龙江畜牧兽医：下半月， 2018 （ 6 ）： 178 - 181 .

张文娣 . 抗生素相关性腹泻模型的构建［D］. 广东：南方医科大学， 2015 .

苏钢，杨光勇，张庚鑫，等 . 基于16S rRNA测序探究葛根芩连汤对抗生素相关性腹泻肠道菌群结构的影响［J］. 现代食品科技， 2023 ， 39 （ 1 ）： 11 - 19 .

黄鑫磊，贾雪雯，丁元庆 . 葛根芩连汤临床应用进展［J］. 山东中医药大学学报， 2020 ， 44 （ 2 ）： 215 - 220

李玉丽，刘娅薇，谭周进 . 基于肠道菌群功能探究泄泻肠道湿热证和泄泻寒湿困脾证的“同病异治” ［J］. 中国实验方剂学杂志， 2022 ， 28 （ 16 ）： 140 - 149 .

苏钢，杨光勇，张庚鑫，等 . 基于16S rRNA测序与网络药理学探讨葛根芩连汤干预抗生素相关性腹泻的作用机制［J］. 中国实验方剂学杂志， 2023 ， 29 （ 23 ）： 81 - 88 .

张庚鑫，杜海洋，王平，等 . 基于16S rRNA测序研究葛根芩连汤对菌群失调性腹泻大鼠肠道菌群结构的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2021 ， 27 （ 11 ）： 19 - 26 .

WANG Y ， ZHANG J ， XU L ， et al . Modified Gegen Qinlian decoction regulates Treg/Th17 balance to ameliorate DSS-induced acute experimental colitis in mice by altering the gut microbiota ［J］. Front Pharmacol ， 2021 ， 12 ： 756978 .

舒雁，惠华英，谭周进 . 肠道短链脂肪酸与腹泻的相关性研究进展［J］. 中国感染控制杂志， 2022 ， 21 （ 9 ）： 937 - 943 .

HU Y ， CHEN F ， YE H ， et al . Integrative analysis of the gut microbiome and metabolome in a rat model with stress induced irritable bowel syndrome ［J］. Sci Rep-UK ， 2021 ， 11 （ 1 ）： 17596 .

KUEHN B M . Gut microbes role in heart failure explored ［J］. Circulation ， 2019 ， 140 （ 14 ）： 1217 - 1218 .

NAKANISHI N ， TASHIRO K ， KUHARA S ， et al . Regulation of virulence by butyrate sensing in enterohaemorrhagic Escherichia coli ［J］. Microbiology（Reading）， 2009 ， 155 （ Pt 2 ）： 521 - 530 .

RAUF A ， KHALIL A A ， RAHMAN U U ， et al . Recent advances in the therapeutic application of short-chain fatty acids（SCFAs）：An updated review ［J］. Crit Rev Food Sci Nutr ， 2022 ， 62 （ 22 ）： 6034 - 6054 .

MAURIZ J L ， COLLADO P S ， VENEROSO C ， et al . A review of the molecular aspects of melatonin's anti-inflammatory actions： Recent insights and new perspectives ［J］. J Pineal Res ， 2013 ， 54 （ 1 ）： 1 - 14 .

乔晨萌，孙孟菲，李阳，等 . 短链脂肪酸通过抑制HDAC8/9促进PD小鼠肠道细胞炎症反应［J］. 延安大学学报：医学科学版， 2022 ， 20 （ 2 ）： 7 - 15 .

BLAAK E E ， CANFORA E E ， THEIS S ， et al . Short chain fatty acids in human gut and metabolic health ［J］. Benef Microbes ， 2020 ， 11 （ 5 ）： 411 - 455 .

HU S ， KUWABARA R ， DE HAAN B J ， et al . Acetate and butyrate improve β -cell metabolism and mitochondrial respiration under oxidative stress ［J］. Int J Mol Sci ， 2020 ， 21 （ 4 ）： 1542 .

ZHOU L ， ZHANG M ， WANG Y ， et al . Faecalibacterium prausnitzii produces butyrate to maintain Th17/Treg balance and to ameliorate colorectal colitis by inhibiting histone deacetylase 1 ［J］. Inflamm Bowel Dis ， 2018 ， 24 （ 9 ）： 1926 - 1940 .

LIANG L ， LIU L ， ZHOU W ， et al . Gut microbiota-derived butyrate regulates gut mucus barrier repair by activating the macrophage/Wnt/ERK signaling pathway ［J］. Clin Sci ， 2022 ， 136 （ 4 ）： 291 - 307 .

NAJAFI A ， MOTAGHI E ， HOSSEINI M J ， et al . The effect of sodium valproate on acetic acid-induced colitis in rats ［J］. Inflammopharmacology ， 2017 ， 25 （ 1 ）： 137 - 145 .

MCDONALD J A K ， MULLISH B H ， PECHLIVANIS A ， et al . Inhibiting growth of clostridioides difficile by restoring valerate，produced by the intestinal microbiota ［J］. Gastroenterology ， 2018 ， 155 （ 5 ）： 1495 - 1507 .

曾治君，毛志勇，聂鹏，等 . 苦寒药与生物钟基因的关系研究进展［J］. 世界科学技术—中医药现代化， 2022 ， 24 （ 7 ）： 2717 - 2725 .

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