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中药厚朴的基原植物为木兰科植物厚朴Magnolia officinalis Rehd.et Wils.或凹叶厚朴Magnolia officinalis Rehd.et Wils.var.biloba Rehd.et Wils.,其用药部位为干燥干皮、根皮及枝皮,其功效为燥湿消痰、下气除满。在临床上,中医常将厚朴配合其他中药材治疗消化道疾病,尤其是功能性消化不良(functional dyspepsia,FD),如厚朴排气合剂、舒肝平胃丸、香砂养胃丸、保和丸等常用的中成药制剂中均包含厚朴。
脂溶性成分厚朴酚、和厚朴酚是中国药典收录的用于评价厚朴质量的指标之一,这两个成分对消化道的作用也常见报道。传统上,厚朴多以水煎入药,本课题组前期从厚朴中分离得到了水溶性苯乙醇苷类成分。本论文首次以厚朴苯乙醇苷提取物(phenylethanoid glycosides extract,PGE)和木兰苷A(magnoloside A,MA)作为研究对象,考察了其对正常实验大鼠、碘乙酰胺配合隔日禁食构建的FD实验大鼠的影响,探讨可能的作用机制。
1.MA的制备及PGE主要成分定量分析
采用凝胶色谱和反相色谱相结合的方法,制备了MA单体化合物2.54g。采用高效液相色谱法,建立了PGE中主要成分MA和木兰苷B的含量测定方法,测得MA的含量为10.49%,木兰苷B的含量为15.91%。
2.PGE和MA对正常实验大鼠的影响
以正常大鼠为研究对象,连续给药8天,考察PGE和MA对其的影响。研究结果显示,与对照组相比,PGE和MA给药组在大鼠体重、胃排空率和小肠墨汁推进率上没有统计学差异(P>O.05)。
3.PGE和MA对FD实验大鼠的作用及作用机制初探
采用碘乙酰胺刺激幼鼠、幼鼠成年后隔日禁食的方法建立了FD实验大鼠模型,将大鼠分为对照组、模型组、MA高剂量组(20mg/Kg)、MA中剂量组(10mg/Kg)、MA低剂量组(5mg/Kg)、PGE组(40mg/Kg)、阳性对照组。
3.1对大鼠胃部组织切片和小肠吸收功能的影响
病理切片结果显示,与对照组相比,FD大鼠胃部未发现器质性改变;血清D-木糖含量表明,各组的小肠吸收功能无统计学差异。
3.2对大鼠胃排空的影响
与对照组相比,FD模型大鼠胃排空率的下降具有统计学意义(P<0.05)。与模型组相比,MA高、低剂量组,PGE组大鼠胃排空率的升高具有统计学意义(P<0.05)。表明MA和PGE能提高FD大鼠的胃排空率。
3.3对大鼠脑肠肽及炎性因子的影响
采用ELISA方法检测各组大鼠血清和组织中脑肠肽胃泌素(gastrin,GAS)、胃动素(motilin,MTL)、生长抑素(somatostatin,SS)、降钙素基因相关肽(calcitonin gene related protein,CGRP)、血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)、5一羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT),及炎性因子γ-干扰素(interferon-γ,IFN-γ)、白细胞介素4(interleukin4,IL-4)的含量;采用比色法检测脑肠肽一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)及乳酸(1actic acid,LD)、血清淀粉酶(amylase,AMS)的含量。研究结果表明,与对照组相比,模型组中GAS、MTL、AMS的含量下降;5-HT、CGRP、VIP、NOS、LD和IL-4的含量上升,且均具有统计学意义(P<0.05)。与模型组相比,PGE和MA给药组中GAS、MTL、AMS含量上升;5-HT、CGRP、VIP、LD和IL-4含量下降,且均具有统计学意义(P<0.05)。其中,MA对MTL、SS、5-HT、CGRP、IL-4、LD和AMS水平的回调作用显示出剂量依赖性,一般而言,MA—H对FD大鼠的回调作用更明显。另外,通过对PGE组和MA.L组数据的比较,推测PGE中各苯乙醇苷类成分可能有协同作用。
3.4对大鼠肠道菌群的影响采用16S rRNA基因测序法,对实验大鼠粪便中肠道菌群进行分析。从测序结果来看,相对于对照组来说,模型组中Firmicutes和Bacteroidetes门菌群的总相对丰度上升,ACE指数下降;相比于模型组,给药后Firmicutes和Bacteroidetes门菌群的总相对丰度下调,ACE指数上升(P<0.05)。说明厚朴苯乙醇苷类成分有提高大鼠菌群丰富度的作用。采用LEfSe方法,从OTUs的注释信息中筛选出14个差异菌群;从Tax4fun功能预测结果中,筛选得到19个代谢相关的差异通路;推测这14个差异菌群和19个代谢相关的差异通路可能是PGE和MA的作用靶点。
3.5对大鼠粪便中矩j链脂肪酸含量的影响
采用GC/MS技术对大鼠粪便中8科-短链脂肪酸(short chain fatty acids,SCFAs)进行含量测定,并计。算总SCFA含量。
结果表明,虽然8种SCFAs和总SCFA的含量在各组无统计学差异,但与对照组相比,模型组的总SCFA、乙酸和丙酸含量均有上升趋势;PGE和MA给药后,有一定的下调趋势。提示PGE和MA可以影响肠道菌群的代谢产物-SCFAs,推测SCFAs可能是PGE和MA的作用靶点。
3.6作用机制初探
采用双变量斯皮尔曼相关分析的方法,将14个差异菌群和19个与代谢相关的差异通路的相对丰度分别与5-HT、LD、IFN-γ、IL-4、AMS、GAS、MTL、NOS、SS、CGRP、VIP含量和乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、异丁酸、异戊酸、庚酸、总SCFA的含量进行相关性分析;将5-HT、LD、IFN-γ、IL-4、AMS、GAS、MTL、NOS、SS、CGRP、VIP含量与乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、异丁酸、异戊酸、庚酸、总SCFA的含量进行相关性分析。分析结果表明,14个差异菌和19条差异代谢通路与多个BGP及其他生理指标存在显著相关性,而与SCFA含量少有显著相关性。另外,SCFA含量与5-HT、AMS、LD、NOS和CGRP含量均存在显著相关性(P<0.05)。
厚朴苯乙醇苷类成分1)可提高FD实验大鼠的胃排空率,提高GAS、MTL水平,降低5-HT、CGRP、VIP含量(均具有统计学意义),且具有剂量依赖关系;推测其具有调节胃肠运动;降低脏器敏感度的作用。2)调节肠道菌群结构,下调Firmicules和Bacteroidetes门菌群的总相对丰度,使菌群物种丰富度上升;改变肠道菌群功能通路;调节肠道菌群代谢物SCFA的含量;间接调节胃肠激素分泌,进而改善FD症状。
脂溶性成分厚朴酚、和厚朴酚是中国药典收录的用于评价厚朴质量的指标之一,这两个成分对消化道的作用也常见报道。传统上,厚朴多以水煎入药,本课题组前期从厚朴中分离得到了水溶性苯乙醇苷类成分。本论文首次以厚朴苯乙醇苷提取物(phenylethanoid glycosides extract,PGE)和木兰苷A(magnoloside A,MA)作为研究对象,考察了其对正常实验大鼠、碘乙酰胺配合隔日禁食构建的FD实验大鼠的影响,探讨可能的作用机制。
1.MA的制备及PGE主要成分定量分析
采用凝胶色谱和反相色谱相结合的方法,制备了MA单体化合物2.54g。采用高效液相色谱法,建立了PGE中主要成分MA和木兰苷B的含量测定方法,测得MA的含量为10.49%,木兰苷B的含量为15.91%。
2.PGE和MA对正常实验大鼠的影响
以正常大鼠为研究对象,连续给药8天,考察PGE和MA对其的影响。研究结果显示,与对照组相比,PGE和MA给药组在大鼠体重、胃排空率和小肠墨汁推进率上没有统计学差异(P>O.05)。
3.PGE和MA对FD实验大鼠的作用及作用机制初探
采用碘乙酰胺刺激幼鼠、幼鼠成年后隔日禁食的方法建立了FD实验大鼠模型,将大鼠分为对照组、模型组、MA高剂量组(20mg/Kg)、MA中剂量组(10mg/Kg)、MA低剂量组(5mg/Kg)、PGE组(40mg/Kg)、阳性对照组。
3.1对大鼠胃部组织切片和小肠吸收功能的影响
病理切片结果显示,与对照组相比,FD大鼠胃部未发现器质性改变;血清D-木糖含量表明,各组的小肠吸收功能无统计学差异。
3.2对大鼠胃排空的影响
与对照组相比,FD模型大鼠胃排空率的下降具有统计学意义(P<0.05)。与模型组相比,MA高、低剂量组,PGE组大鼠胃排空率的升高具有统计学意义(P<0.05)。表明MA和PGE能提高FD大鼠的胃排空率。
3.3对大鼠脑肠肽及炎性因子的影响
采用ELISA方法检测各组大鼠血清和组织中脑肠肽胃泌素(gastrin,GAS)、胃动素(motilin,MTL)、生长抑素(somatostatin,SS)、降钙素基因相关肽(calcitonin gene related protein,CGRP)、血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)、5一羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT),及炎性因子γ-干扰素(interferon-γ,IFN-γ)、白细胞介素4(interleukin4,IL-4)的含量;采用比色法检测脑肠肽一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)及乳酸(1actic acid,LD)、血清淀粉酶(amylase,AMS)的含量。研究结果表明,与对照组相比,模型组中GAS、MTL、AMS的含量下降;5-HT、CGRP、VIP、NOS、LD和IL-4的含量上升,且均具有统计学意义(P<0.05)。与模型组相比,PGE和MA给药组中GAS、MTL、AMS含量上升;5-HT、CGRP、VIP、LD和IL-4含量下降,且均具有统计学意义(P<0.05)。其中,MA对MTL、SS、5-HT、CGRP、IL-4、LD和AMS水平的回调作用显示出剂量依赖性,一般而言,MA—H对FD大鼠的回调作用更明显。另外,通过对PGE组和MA.L组数据的比较,推测PGE中各苯乙醇苷类成分可能有协同作用。
3.4对大鼠肠道菌群的影响采用16S rRNA基因测序法,对实验大鼠粪便中肠道菌群进行分析。从测序结果来看,相对于对照组来说,模型组中Firmicutes和Bacteroidetes门菌群的总相对丰度上升,ACE指数下降;相比于模型组,给药后Firmicutes和Bacteroidetes门菌群的总相对丰度下调,ACE指数上升(P<0.05)。说明厚朴苯乙醇苷类成分有提高大鼠菌群丰富度的作用。采用LEfSe方法,从OTUs的注释信息中筛选出14个差异菌群;从Tax4fun功能预测结果中,筛选得到19个代谢相关的差异通路;推测这14个差异菌群和19个代谢相关的差异通路可能是PGE和MA的作用靶点。
3.5对大鼠粪便中矩j链脂肪酸含量的影响
采用GC/MS技术对大鼠粪便中8科-短链脂肪酸(short chain fatty acids,SCFAs)进行含量测定,并计。算总SCFA含量。
结果表明,虽然8种SCFAs和总SCFA的含量在各组无统计学差异,但与对照组相比,模型组的总SCFA、乙酸和丙酸含量均有上升趋势;PGE和MA给药后,有一定的下调趋势。提示PGE和MA可以影响肠道菌群的代谢产物-SCFAs,推测SCFAs可能是PGE和MA的作用靶点。
3.6作用机制初探
采用双变量斯皮尔曼相关分析的方法,将14个差异菌群和19个与代谢相关的差异通路的相对丰度分别与5-HT、LD、IFN-γ、IL-4、AMS、GAS、MTL、NOS、SS、CGRP、VIP含量和乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、异丁酸、异戊酸、庚酸、总SCFA的含量进行相关性分析;将5-HT、LD、IFN-γ、IL-4、AMS、GAS、MTL、NOS、SS、CGRP、VIP含量与乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、异丁酸、异戊酸、庚酸、总SCFA的含量进行相关性分析。分析结果表明,14个差异菌和19条差异代谢通路与多个BGP及其他生理指标存在显著相关性,而与SCFA含量少有显著相关性。另外,SCFA含量与5-HT、AMS、LD、NOS和CGRP含量均存在显著相关性(P<0.05)。
厚朴苯乙醇苷类成分1)可提高FD实验大鼠的胃排空率,提高GAS、MTL水平,降低5-HT、CGRP、VIP含量(均具有统计学意义),且具有剂量依赖关系;推测其具有调节胃肠运动;降低脏器敏感度的作用。2)调节肠道菌群结构,下调Firmicules和Bacteroidetes门菌群的总相对丰度,使菌群物种丰富度上升;改变肠道菌群功能通路;调节肠道菌群代谢物SCFA的含量;间接调节胃肠激素分泌,进而改善FD症状。