基于UPLC-Q-TOF/MS的脾虚湿困型溃疡性结肠炎大鼠造模及参苓白术散给药不同阶段的血浆代谢组学分析

徐霞; 王玮玮; 张文彤; 熊艳玲; 李冰涛; 张启云; 徐国良; 姜丽

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20211870

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基于UPLC-Q-TOF/MS的脾虚湿困型溃疡性结肠炎大鼠造模及参苓白术散给药不同阶段的血浆代谢组学分析

药物代谢 | 更新时间：2022-06-28

- 基于UPLC-Q-TOF/MS的脾虚湿困型溃疡性结肠炎大鼠造模及参苓白术散给药不同阶段的血浆代谢组学分析
  增强出版
- Metabolomics Analysis of Plasma at Different Stages Based on UPLC-Q-TOF/MS： Modeling of Spleen Deficiency with Dampness Retention-ulcerative Colitis Rats and Administration of Shenling Baizhusan
- 中国实验方剂学杂志 2022年28卷第15期页码：111-119
- 作者机构：
  
  1.江西中医药大学中医基础理论分化发展研究中心，江西省中医病因生物学重点实验室，江西省中药药理学重点实验室，南昌 330004
  2.井冈山大学附属医院，江西吉安 343000
  3.中南大学湘雅医院临床药理研究所，长沙 410008
- 作者简介：
  
  徐霞，硕士，从事中药药理与药代动力学评价研究，E-mail：870699844@qq.com
  徐国良，博士，教授，博士生导师，从事中药药理研究，E-mail：xuguoliang6606@126.com
  姜丽，博士，副教授，硕士生导师，从事中药药理与药代动力学评价研究，E-mail：jiangli1009@126.com； *
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(81703823;82060826);江西省卫生计生委中医药科研课题(2021B599)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20211870
  中图分类号： R22;R28;R96;O657
- 收稿日期：2021-07-27，
  
  网络出版日期：2021-09-23，
  
  纸质出版日期：2022-08-05
- 稿件说明：
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徐霞,王玮玮,张文彤等.基于UPLC-Q-TOF/MS的脾虚湿困型溃疡性结肠炎大鼠造模及参苓白术散给药不同阶段的血浆代谢组学分析[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(15):111-119.

XU Xia,WANG Weiwei,ZHANG Wentong,et al.Metabolomics Analysis of Plasma at Different Stages Based on UPLC-Q-TOF/MS： Modeling of Spleen Deficiency with Dampness Retention-ulcerative Colitis Rats and Administration of Shenling Baizhusan[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(15):111-119.
徐霞,王玮玮,张文彤等.基于UPLC-Q-TOF/MS的脾虚湿困型溃疡性结肠炎大鼠造模及参苓白术散给药不同阶段的血浆代谢组学分析[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(15):111-119. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20211870.

XU Xia,WANG Weiwei,ZHANG Wentong,et al.Metabolomics Analysis of Plasma at Different Stages Based on UPLC-Q-TOF/MS： Modeling of Spleen Deficiency with Dampness Retention-ulcerative Colitis Rats and Administration of Shenling Baizhusan[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(15):111-119. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20211870.

摘要

目的

探讨脾虚湿困型溃疡性结肠炎（SDDR-UC）造模和给药不同阶段大鼠血浆中差异代谢物的变化，以及参苓白术散治疗UC的作用机制。

方法

造模阶段将大鼠随机分为正常组、SDDR-UC组和单纯UC（P-UC）组。在给药阶段，对上述2个不同模型给予参苓白术散治疗。采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱法（UPLC-Q-TOF/MS）对造模及给药结束后大鼠血浆进行检测，流动相为0.1%甲酸水溶液（A）-乙腈（B）梯度洗脱（正离子模式：0~2 min，99%A；2~9 min，99%~73%A；9~10 min，73%~44%A；10~13 min，44%~38%A；13~19 min，38%~28%A；19~21 min，28%~2%A；21~23 min，2%A；23~25 min，2%~10%A；25~27 min，10%~99%A。负离子模式：0~2 min，85%A；2~3 min，85%~65%A；3~5.5 min，65%~44%A；5.5~8 min，44%~25%A；8~10 min，25%~2%A；10~16 min，2%~85%A）；电喷雾离子源，正、负离子模式检测，采集范围

50~1 000。通过偏最小二乘法-判别分析探索2个UC模型组大鼠在不同阶段潜在生物标志物的变化，对已鉴定的代谢物通过MetaboAnalyst 5.0进行代谢通路分析。

结果

造模阶段鉴定出了16个潜在生物标志物，其中2个模型组大鼠共有11个潜在生物标志物，主要影响了初级胆汁酸生物合成通路。给药阶段筛选鉴定出23个潜在生物标志物，其中2个模型组共有3个潜在生物标志物，此外，SDDR-UC和P-UC模型大鼠中发生显著变化的潜在生物标志物还分别有11、9个，主要影响了嘌呤代谢、磷酸戊糖途径、嘧啶代谢、视黄醇代谢、初级胆汁酸生物合成、类固醇激素合成6条通路。

结论

大鼠造模和给药阶段均出现了初级胆汁酸生物合成通路，呈现出动态变化过程，且参苓白术散对SDDR-UC大鼠的治疗作用可能与抑制核转录因子-

B（NF-

B）信号通路的表达、激活法尼醇X受体（FXR）、增强细胞色素P450的表达有关。

Abstract

Objective

Based on ultra performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry （UPLC-Q-TOF/MS）， the changes of endogenous markers in rat plasma at the different stage， namely modeling and administration of Shenling Baizhusan （SLBZS）， and the mechanism of SLBZS in the treatment of ulcerative colitis （UC） were studied.

Method

In the modeling stage， rats were randomly divided into normal group， spleen deficiency with dampness retention-UC （SDDR-UC） and pure-UC （P-UC） model group. In the administration stage， SLBZS was given to the above two different model groups. After modeling and administration， rat plasma was collected and determined by UPLC-Q-TOF/MS. The mobile phase was 0.1% formic acid aqueous solution （A）-acetonitrile （B） for gradient elution （in positive ion mode：0-2 min， 99%A； 2-9 min， 99%-73%A； 9-10 min， 73%-44%A； 10-13 min， 44%-38%A； 13-19 min， 38%-28%A； 19-21 min， 28%-2%A； 21-23 min， 2%A； 23-25 min， 2%-10%A； 25-27 min， 10%-99%A； in negative ion mode：0-2 min， 85%A； 2-3 min， 85%-65%A； 3-5.5 min， 65%-44%A； 5.5-8 min， 44%-25%A； 8-10 min， 25%-2%A； 10-16 min， 2%-85%A）. The electrospray ionization （ESI） temperature was 120 ℃ under the positive and negative ion modes， and the acquisition range was 50-1 000. Partial least squares-discriminant analysis （PLS-DA） was used to analyze the changes of endogenous metabolites in the above two different model rats from the different stage. MetaboAnalyst 5.0 was used to analyze the metabolic pathways of these identified metabolites.

Result

Sixteen potential biomarkers were screened and identified in the modeling stage， among which 11 potential biomarkers were common in the two model rats， which mainly affected the primary bile acid biosynthesis pathway. Twenty-three potential biomarkers were screened and identified during the administration stage， among which 3 potential biomarkers were shared by the two model rats， and SDDR-UC and P-UC model rats had 11 and 9 potential biomarkers， respectively. It mainly affected 6 pathways such as purine metabolism， pentose phosphate pathway， pyrimidine metabolism， retinol metabolism， primary bile acid biosynthesis and steroid hormone synthesis.

Conclusion

The primary bile acid biosynthesis pathway appears in the different stage of modeling and administration of UC， showing a dynamic change process. The therapeutic effect of SLBZS on SDDR-UC rats may be related to inhibiting the expression of nuclear transcription factor -

B （NF-

B） signaling pathway， activating farnesoid X receptor （FXR） and enhancing the expression of cytochrome P450.

关键词

Keywords

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