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目的:
本实验在前期研究基础上,利用UPLC-Q-TOF-MS/MS技术,对麦芽进行全成分分析鉴定;同时基于网络药理学探讨麦芽治疗高泌乳素血症的物质基础及作用机制;对麦芽的药效物质—麦芽总生物碱成分进行全成分分析,比较不同发芽周期及不同炮制品的麦芽总生物碱中特征性成分的含量变化,并利用体外细胞实验考察特征性成分对DRD1和DRD2的药效作用;初步进行麦芽糖浆剂的制备及质量控制。
方法:
(一)ABSciexTripleTOF?4600高分辨质谱和配有WatersCORTECSUPLC?C18(2.1×100mm,1.6μm)1290UPLC,以乙腈-2mmol/L甲酸胺水溶液为流动相梯度洗脱,流速为0.3mL/min,检测波长为254nm,柱温25℃,进样体积5μL,质谱条件为电喷雾离子源,正、负离子模式采集,数据采集和处理采用安捷伦MassHunter定性分析B.04.00,利用获得MS的光谱鉴定出麦芽的化学成分。
(二)搜集麦芽成分分析相关文献并利用TCMSP数据库,整理UPLC-Q-TOF-MS/MS分析出的含量较高的化合物进行汇总,筛选出麦芽活性成分及预测相应靶点。在OMIM和GeneCards数据库中搜索HPRL相关靶标,并与麦芽靶标进行交叉,得出关键靶标,利用STRING数据库进行分析,构建它们的蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络。利用DAVID数据库对关键靶点进行GO功能和KEGG信号通路富集分析,运用Cytoscape3.6.0软件建立麦芽活性成分-靶点通路模型。
(三)提取麦芽中的总生物碱,利用UPLC-Q-TOF-MS/MS法选取合适的流动相、梯度洗脱条件、质谱条件、流速、检测波长、柱温对麦芽总生物碱进行全成分分析。制备不同发芽周期(1天-5天)及不同炮制品麦芽总生物碱,对比不同发芽周期及不同炮制品的麦芽中大麦芽碱、N-甲基酪胺、芦竹碱三种生物碱的含量,并利用体外细胞实验考察这三种成分对DRD1和DRD2的药效作用。
(四)制备麦芽糖浆剂,确定样品性状,并以主要成分大麦芽碱为指标,利用薄层色谱法于同一硅胶G薄层板上对糖浆剂中大麦芽碱进行定性鉴别研究,同时建立高效液相色谱法,以大麦芽碱为指标,对糖浆剂进行质量控制,并对所建立的方法进行方法学验证。
结果:
(一)通过与数据库对比及查阅参考文献,从UPLC-Q-TOF-MS/MS中获得的数据中最终检测到麦芽中包含33种化学成分,其中生物碱类(麦芽药效物质)成分14个,选取部分生物碱类及黄酮类化合物的裂解规律进行了分析。
(二)经筛选去除重复产物后,得到麦芽的18个化学成分和268个靶点。HPRL相关靶点221个,其中22个是麦芽治疗HPRL的靶点。PPI网络分析表明,这22个靶点(如DRD1、DRD2和DRD3)可能是麦芽治疗HPRL的关键靶点。通过GO功能富集分析(P<0.05),获得多巴胺绑定、药物反应、多巴胺神经递质受体活动、RNA聚合酶II启动子的转录正调控、蛋白质分泌的负调控等143个相关项目。KEGG信号通路富集分析显示了35条信号通路,包括多巴胺能神经突触、刺激神经组织的中的交互、钙信号通路、间隙结合、cAMP信号通路等。
(三)通过与数据库对比及查阅参考文献,从UPLC-Q-TOF-MS/MS中获得的数据中最终检测到麦芽总生物碱中共包含33种化学成分。
对比不同发芽周期及不同炮制品的麦芽总生物碱中大麦芽碱、N-甲基酪胺、芦竹碱三种生物碱的含量,取3批样品,结果显示N-甲基酪胺的峰值最高,含量最多,随着发芽周期的延长,N-甲基酪胺与大麦芽碱的含量逐渐增加,发芽4天时,检测到了芦竹碱,发芽至周期5天时,大麦芽碱的含量与N-甲基酪胺的含量几乎持平。从发芽的整个过程来看,大麦芽碱的增长速度远高于其他物质的增长速度,且从大麦芽碱的结构中发现,其与N-甲基酪胺具有相同的母核结构,推测可能在大麦发芽过程中,这两种生物碱发生了相互转化。在未经过处理的生麦芽总碱提取物中,其大麦芽碱、N-甲基酪胺的含量是最高的,芦竹碱的峰也能观察到。在炮制为炒麦芽后,三种生物碱的含量明显降低,继续炮制为焦麦芽时,三种生物碱的含量相较于未炮制麦芽中的生物碱含量微乎其微。
竞争性受体配体结合实验表明大麦芽碱、N-甲基酪胺与多巴胺D1受体之间具有亲和力,芦竹碱与多巴胺D1受体间亲和力较弱,三种药物与多巴胺D2受体之间均具有亲和力。检测药物对D1受体和D2受体的激动或抑制作用,结果表明,高、低剂量的三种药物对多巴胺D1受体均无作用,大麦芽碱高、中剂量组对多巴胺D2受体具有激动作用,而低剂量的大麦芽碱无此作用,N-甲基酪胺高、低剂量对多巴胺D2受体均具有激动作用,高、低剂量的芦竹碱对多巴胺D2受体均无作用。
(四)根据对糖浆剂样品的性状检查结果,确定本品为棕黄色至棕褐色的粘稠液体,味甜。鉴别糖浆剂中的大麦芽碱,取3批样品,将制备好的供试品溶液,按照建立的色谱条件进样测定,结果显示,大麦芽碱平均含量为11.49mg·g-1,占麦芽糖浆剂的1.15%。
结论:
(一)从UPLC-Q-TOF-MS/MS分析麦芽及其总生物碱化合物的结果可以看出,麦芽化学成分及其部分生物碱的含量随发芽周期的变化而变化,本文探究的这些成分的变化预示着麦芽与临床上使用疗效密切相关。
(二)利用网络药理学探讨麦芽治疗高泌乳素血症的作用机制,可以发现,麦芽中的活性成分可作用于同一靶点,也可作用于不同靶点,提示麦芽通过多成分、多靶点、多通路协同调控而发挥治疗高泌乳素血症的作用。
(三)麦芽发芽5天时,其生物碱成分及含量最多,为最佳采收期。麦芽炮制过程中化学成分会发生变化,因此需要在麦芽炮制时通过液质联用密切监测其生物碱的变化。对麦芽总生物碱中的三种生物碱单体进行药效学研究,发现大麦芽碱及N-甲基酪胺对DRD2有激动作用,可发挥溴隐亭样作用。
本实验在前期研究基础上,利用UPLC-Q-TOF-MS/MS技术,对麦芽进行全成分分析鉴定;同时基于网络药理学探讨麦芽治疗高泌乳素血症的物质基础及作用机制;对麦芽的药效物质—麦芽总生物碱成分进行全成分分析,比较不同发芽周期及不同炮制品的麦芽总生物碱中特征性成分的含量变化,并利用体外细胞实验考察特征性成分对DRD1和DRD2的药效作用;初步进行麦芽糖浆剂的制备及质量控制。
方法:
(一)ABSciexTripleTOF?4600高分辨质谱和配有WatersCORTECSUPLC?C18(2.1×100mm,1.6μm)1290UPLC,以乙腈-2mmol/L甲酸胺水溶液为流动相梯度洗脱,流速为0.3mL/min,检测波长为254nm,柱温25℃,进样体积5μL,质谱条件为电喷雾离子源,正、负离子模式采集,数据采集和处理采用安捷伦MassHunter定性分析B.04.00,利用获得MS的光谱鉴定出麦芽的化学成分。
(二)搜集麦芽成分分析相关文献并利用TCMSP数据库,整理UPLC-Q-TOF-MS/MS分析出的含量较高的化合物进行汇总,筛选出麦芽活性成分及预测相应靶点。在OMIM和GeneCards数据库中搜索HPRL相关靶标,并与麦芽靶标进行交叉,得出关键靶标,利用STRING数据库进行分析,构建它们的蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络。利用DAVID数据库对关键靶点进行GO功能和KEGG信号通路富集分析,运用Cytoscape3.6.0软件建立麦芽活性成分-靶点通路模型。
(三)提取麦芽中的总生物碱,利用UPLC-Q-TOF-MS/MS法选取合适的流动相、梯度洗脱条件、质谱条件、流速、检测波长、柱温对麦芽总生物碱进行全成分分析。制备不同发芽周期(1天-5天)及不同炮制品麦芽总生物碱,对比不同发芽周期及不同炮制品的麦芽中大麦芽碱、N-甲基酪胺、芦竹碱三种生物碱的含量,并利用体外细胞实验考察这三种成分对DRD1和DRD2的药效作用。
(四)制备麦芽糖浆剂,确定样品性状,并以主要成分大麦芽碱为指标,利用薄层色谱法于同一硅胶G薄层板上对糖浆剂中大麦芽碱进行定性鉴别研究,同时建立高效液相色谱法,以大麦芽碱为指标,对糖浆剂进行质量控制,并对所建立的方法进行方法学验证。
结果:
(一)通过与数据库对比及查阅参考文献,从UPLC-Q-TOF-MS/MS中获得的数据中最终检测到麦芽中包含33种化学成分,其中生物碱类(麦芽药效物质)成分14个,选取部分生物碱类及黄酮类化合物的裂解规律进行了分析。
(二)经筛选去除重复产物后,得到麦芽的18个化学成分和268个靶点。HPRL相关靶点221个,其中22个是麦芽治疗HPRL的靶点。PPI网络分析表明,这22个靶点(如DRD1、DRD2和DRD3)可能是麦芽治疗HPRL的关键靶点。通过GO功能富集分析(P<0.05),获得多巴胺绑定、药物反应、多巴胺神经递质受体活动、RNA聚合酶II启动子的转录正调控、蛋白质分泌的负调控等143个相关项目。KEGG信号通路富集分析显示了35条信号通路,包括多巴胺能神经突触、刺激神经组织的中的交互、钙信号通路、间隙结合、cAMP信号通路等。
(三)通过与数据库对比及查阅参考文献,从UPLC-Q-TOF-MS/MS中获得的数据中最终检测到麦芽总生物碱中共包含33种化学成分。
对比不同发芽周期及不同炮制品的麦芽总生物碱中大麦芽碱、N-甲基酪胺、芦竹碱三种生物碱的含量,取3批样品,结果显示N-甲基酪胺的峰值最高,含量最多,随着发芽周期的延长,N-甲基酪胺与大麦芽碱的含量逐渐增加,发芽4天时,检测到了芦竹碱,发芽至周期5天时,大麦芽碱的含量与N-甲基酪胺的含量几乎持平。从发芽的整个过程来看,大麦芽碱的增长速度远高于其他物质的增长速度,且从大麦芽碱的结构中发现,其与N-甲基酪胺具有相同的母核结构,推测可能在大麦发芽过程中,这两种生物碱发生了相互转化。在未经过处理的生麦芽总碱提取物中,其大麦芽碱、N-甲基酪胺的含量是最高的,芦竹碱的峰也能观察到。在炮制为炒麦芽后,三种生物碱的含量明显降低,继续炮制为焦麦芽时,三种生物碱的含量相较于未炮制麦芽中的生物碱含量微乎其微。
竞争性受体配体结合实验表明大麦芽碱、N-甲基酪胺与多巴胺D1受体之间具有亲和力,芦竹碱与多巴胺D1受体间亲和力较弱,三种药物与多巴胺D2受体之间均具有亲和力。检测药物对D1受体和D2受体的激动或抑制作用,结果表明,高、低剂量的三种药物对多巴胺D1受体均无作用,大麦芽碱高、中剂量组对多巴胺D2受体具有激动作用,而低剂量的大麦芽碱无此作用,N-甲基酪胺高、低剂量对多巴胺D2受体均具有激动作用,高、低剂量的芦竹碱对多巴胺D2受体均无作用。
(四)根据对糖浆剂样品的性状检查结果,确定本品为棕黄色至棕褐色的粘稠液体,味甜。鉴别糖浆剂中的大麦芽碱,取3批样品,将制备好的供试品溶液,按照建立的色谱条件进样测定,结果显示,大麦芽碱平均含量为11.49mg·g-1,占麦芽糖浆剂的1.15%。
结论:
(一)从UPLC-Q-TOF-MS/MS分析麦芽及其总生物碱化合物的结果可以看出,麦芽化学成分及其部分生物碱的含量随发芽周期的变化而变化,本文探究的这些成分的变化预示着麦芽与临床上使用疗效密切相关。
(二)利用网络药理学探讨麦芽治疗高泌乳素血症的作用机制,可以发现,麦芽中的活性成分可作用于同一靶点,也可作用于不同靶点,提示麦芽通过多成分、多靶点、多通路协同调控而发挥治疗高泌乳素血症的作用。
(三)麦芽发芽5天时,其生物碱成分及含量最多,为最佳采收期。麦芽炮制过程中化学成分会发生变化,因此需要在麦芽炮制时通过液质联用密切监测其生物碱的变化。对麦芽总生物碱中的三种生物碱单体进行药效学研究,发现大麦芽碱及N-甲基酪胺对DRD2有激动作用,可发挥溴隐亭样作用。