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本文以中药五味子为研究对象,采用质谱及其联用技术对五味子质量评价方法和药物作用机制进行了研究。首先采用现代质谱及其联用技术,结合化学计量学方法,建立了中药五味子品质评价新方法。第二,创新性地采用在线微透析-高效液相色谱-质谱联用技术,从大脑神经活性物质含量变化角度的探讨了五味子改善糖尿病脑病大鼠学习记忆能力的作用机制。第三,采用代谢组学方法,基于UPLC-Q-TOF-MS分析技术,对五味子治疗前后血清、尿液中内源性代谢物进行了分析鉴定,从中药作用的整体性、系统性角度,初步阐明五味子治疗糖尿病及其并发症的作用机制。最后,从人参-五味子药对对D-半乳糖结合AlCl3导致痴呆大鼠的学习记忆能力、脑组织病理切片、脑组织及血清中神经活性物质以及尿液代谢组学研究等病理、药理、化学多个方面,对人参-五味子药对治疗老年痴呆的作用机制进行了全面研究。 采用相关性分析和线性逐步回归分析法建立的抗氧化活性评价模型,确定了五味子抗氧化活性的物质基础,同时可根据所测定的五味子中木脂素的含量来推测样品的抗氧化活性。利用自制DAPCI-MS结合主成分分析(PCA)分析的方法,成功地快速区分不同产地、不同生长环境、不同炮制品的五味子,每个样品检测时间仅需30s。根据PCA分析载荷图,将对区分贡献较大的化合物结合串联质谱数据和文献报道,对其结构进行了鉴定。这些化合物可作为化学标志物应用于不同种类的五味子区分。通过PCA分析,发现了能够成功地区分5个不同产地的五味子(鄂伦春、牡丹江、通化、铁岭、商洛)的化学标志物,方法能够应用于中药材GAP和GCP规范的实施。采用同样的方法还可以区分野生五味子和种植五味子。另外,生五味子和不同炮制品(蒸制、酒制、醋制、蜜制及蜜炒)也可以进行分类区分。不同炮制品的分类与其临床应用具有一定关联性。研究表明,DAPCI-MS是一种较好的中药原位快速分析方法。 采用在线微透析-高效液相色谱-串联质谱联用方法,对糖尿病脑病大鼠大脑海马区的8种脑神经递质的含量进行了分析,以脑中神经活性物质为切入点研究五味子改善学习记忆能力的作用机制。Morris水迷宫实验结果表明,五味子水提物可以明显缩短糖尿病脑病大鼠逃避潜伏期,增加穿越目标区域次数及中心区域(%)(p<0.05)。经五味子治疗后,痴呆大鼠脑透析液中的谷氨酸(Glu)、丝氨酸(Ser)、多巴胺(DA)、5-羟色胺(5-HT)的含量显著降低(p<0.05)、牛磺酸(Tau)及乙酰胆碱(Ach)的含量显著升高(p<0.01),天冬氨酸(Asp)和γ-氨基丁酸(GABA)的含量有降低趋势(p>0.05),8种神经活性物质的水平均向正常水平发生了调节。说明五味子可能通过调节糖尿病大鼠大脑中神经活性物质的含量发挥保护中枢神经系统功能,从而改善糖尿病脑病大鼠的学习记忆能力。 采用UPLC-Q-TOF-MS结合PCA分析方法,对五味子治疗糖尿病并发症大鼠血清和尿液代谢组学进行了研究,对其生物标记物进行了代谢通路分析。在血清中共鉴定出7种五味子治疗2型糖尿病的内源性代谢产物,分别为黄尿酸、油酰胺、棕榈酰胺、尿素、5-羟基己酸、硫酸对甲酚和对甲酚葡萄糖苷酸,说明五味子是通过影响色氨酸代谢、嘌呤代谢、脂肪酸代谢、肠内菌代谢等通路发挥治疗作用,其中嘌呤代谢、肠内菌代谢通路是其减少肾病损伤的重要作用途径。在尿液中共鉴定出28种生物标记物,其中正离子模式13种,负离子模式16种,马尿酸是正负离子模式下共有的生物标记物。这些生物标记物主要影响戊糖和葡糖醛酸相互转化通路、核黄素代谢、泛酸和CoA合成、精氨酸和脯氨酸代谢、肠内菌代谢、嘌呤代谢、Vc代谢胆酸合成、色氨酸代谢等通路,说明五味子从能量代谢、氨基酸代谢、肠内菌代谢、脂类代谢等各个角度发挥治疗糖尿病并发症的作用。各个通路的相关生物功能分析表明,五味子治疗糖尿病肾病的作用较强,此外还具有保肝降脂的功效。 通过痴呆动物行为学功能的考察,表明人参-五味子药对可以明显降低痴呆模型动物学习过程中的错误次数和24h后的错误次数,延长痴呆模型动物24h错误潜伏期,对痴呆模型动物的记忆获得能力和记忆巩固障碍均有显著改善作用。通过脑组织病理学考察,HE染色结果表明,人参-五味子神经元变性程度、数量以及神经元排列较模型组有所恢复。免疫组化检测结果表明,人参-五味子给药后脑内Aβ阳性表达细胞的平均光密度与模型组相比明显减小,磷酸化Tau蛋白阳性表达降低,平均光密度与模型组相比明显减小。表明人参-五味子具有神经元保护作用,可以降低脑内Aβ和磷酸化Tau蛋白的表达。采用UPLC-MS/MS的方法测定脑海马、脑皮层以及血浆中6种神经活性物质的含量,结果表明,人参五味子通过增加脑海马区和皮层区Ach含量、增加海马区和血浆中Gly的含量,增加皮层区GABA含量、减少海马和皮层区Glu、Asp含量,增加海马和血浆5-HT含量,具有明显的中枢神经系统保护作用。采用UPLC-Q-TOF-MS结合PCA分析手段,进行了人参-五味子治疗AD大鼠尿液代谢组学研究,对尿液生物标记物进行了代谢通路分析。人参-五味子治疗前后大鼠尿液中共鉴定出23种生物标记物,正离子模式下鉴定了11种化合物,负离子模式下鉴定了15种化合物,其中2-Indolecarboxylic acid、3-methyldioxyindole、4-(2-Aminophenyl)-2,4-dioxobutanoicacid)是正、负离子模式下共有成分。这些生物标记物主要影响泛酸和CoA合成、嘌呤代谢、精氨酸代谢、色氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、肠内菌代谢、脂质过氧化造成的氧化损伤、戊糖和葡糖醛酸相互转化通路、缬氨酸代谢、脂肪酸代谢等通路。各通路的相关生物功能分析表明,人参五味子可能从调节肠内菌代谢、抗氧化、保护中枢神经、调节能量代谢等角度发挥治疗AD病的作用。