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内源性药物由于其机体本身成分的存在及个体差异的影响,使得其生物等效性评价、生物利用度研究等体内行为评价研究面临诸多困难,探索适合于内源性药物体内行为预测研究的有效方法是临床安全用药的重要课题。基于这一目的,本研究以内源性药物胆酸为研究对象,选用同位素标记胆酸作为胆酸的替代分析物,评估了基于药物代谢组学研究方法预测胆酸药代动力学行为差异这一方法的可靠性。本研究采用超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF/MS）研究技术建立宽尺度、大范围的大鼠基线尿液代谢轮廓分析,在灌胃给药氘代胆酸（d4-Cholic acid）后,通过液相色谱串联四级杆复合线性离子阱质谱（LC-QTRAP/MS）方法进行大鼠血药浓度测定并求算相应药代动力学参数。结合偏最小二乘（PLS）分析方法建立胆酸药代动力学参数预测模型并筛选出对预测贡献度较大的基线尿液生物标志物,同时应用网络生物学研究方法建立基线生物标志物与胆酸之间的联系,对胆酸药物体内行为差异进行生物学解释,进一步从分子水平上验证研究结果的可靠性。主要研究内容及结果如下:1.大鼠基线尿液代谢轮廓分析尿液样本中含有丰富的代谢物信息,为了能够从基线尿液代谢组中筛选出可对个体药物行为差异进行预测的可靠基线代谢物,获取全面、完整的代谢物信息是至关重要的。LC-MS分析具有分析速度快、高峰容量和高灵敏度、高分辨率等特点,正好符合本研究建立宽尺度、大范围的大鼠基线尿液代谢轮廓分析这一要求。应用代谢轮廓分析技术,采用UPLC-Q-TOF/MS分析方法分别在正、负离子模式下采集28只大鼠的基线尿液样品的代谢物信息。研究结果表明在正离子模式和负离子模式下分别检出3510和1923个色谱峰离子,基线尿液中所检出的主要化合物包括:氨基酸、有机酸、脂类、核酸类及其它尿液代谢物。2.氘代胆酸在大鼠血浆中含量测定方法的建立与验证本研究为了准确测定给药胆酸后的血药浓度,选用同位素标记胆酸作为胆酸的替代分析物,采用LC-QTRAP/MS分析技术建立了大鼠血浆中d4-Cholic acid浓度的含量测定方法。在梯度洗脱程序下,采用BEH C18柱（100 mm × 2.1 mm i.d.,1.7 μm）以0.4 mL/min的流速对待测成分进行分析。质谱检测时离子源为ESI源,采用负离子扫描模式,通过多反应监测（MRM）方式检测化合物。实验结果表明,d4-Cholic acid的线性关系良好（r>0.9981）;日内和日间精密度分别在2.0～9.9%和4.4～9.5%范围内,日内和日间准确度在1.3～2.7%和-1.1～5.9%范围内;d4-Cholic acid的回收率在81.86～96.35%范围内,内标回收率为94.48%;d4-Cholic acid和内标的基质效应在90.54～98.36%范围内,内标的基质效应为103.09%,不影响准确定量。各项方法学考察结果均表明该方法可用于大鼠血浆中d4-Cholic acid的准确含量测定。3.同位素标记胆酸在大鼠体内的药代动力学研究为了评估胆酸的药代动力学行为,我们选用同位素标记胆酸作为胆酸的替代分析物,采用LC-QTRAP/MS分析方法建立了给药后大鼠血浆中氘代胆酸成分的含量测定方法,在灌胃给药氘代胆酸（60 mg/kg）后于一系列时间点采集大鼠眼眶血进行血药浓度分析,并采用WinNonlin（Pharsight公司,美国）软件处理血药浓度数据,求算相应药代动力学参数。研究结果显示大鼠胆酸药代动力学行为存在很大的个体差异,不同大鼠间AUC0-t（药时曲线下面积）值相差最大倍数达到10。并且氘代胆酸的药时曲线出现多峰现象,原因可能是胆汁酸之间的相互转化、肝-肠循环等原因形成的复杂过程。4.基于药物代谢组学研究方法的胆酸药代动力学预测模型的建立本研究通过采用二阶PLS分析建立统计模型,用以达到应用基线尿液代谢轮廓数据预测个体药代动力学差异这一研究目的。本研究首先应用正、负离子模式下的3510和1923个基线尿液色谱峰离子（X变量,预测变量）分别与胆酸AUC0-72值（Y变量,反应变量）建立第一阶PLS分析,通过该分析,筛选出对预测AUC0-72（Y变量）值贡献度较大的基线尿液代谢物。随后,基于第一阶PLS分析筛选出来的基线尿液代谢物（X变量,预测变量）和胆酸AUC0-72值（Y变量,反应变量）构建第二阶PLS分析,利用该PLS分析对个体AUC0-72值进行预测。在第一阶PLS分析中,基于筛选标准VIP>1.5,在正、负离子模式共筛选出116和74个基线尿液色谱峰离子。基于第一阶PLS分析筛选出来的116和74个变量构建了第二阶PLS模型对AUC0-72值进行预测,进一步在正、负离子模式下分别筛选出17和14个基线尿液代谢物,筛选标准为VIP>1。通过对其中28个已鉴定的代谢物与AUC0-72值构建线性相关分析,发现这些代谢物与AUC0-72值之间有较强的线性关系,其线性系数大部分都大于0.6,这进一步证明了本研究中变量筛选方法的可靠性。为了进一步从分子水平上揭示基线尿液生物标志物与胆酸药物体内行为之间的相互关系,本研究基于网络生物学研究方法在胆汁酸系统与胆酸相关基线生物标志物之间构建代谢网络,从分子水平上揭示胆酸体内药物行为差异与基线生物标志物之间的关系,为基于基线生物标志物预测胆酸体内行为提供更有力的证据。研究结果表明基线代谢物肌氨酸（Sarcosine）和S-腺苷-L-高半胱氨酸（S-Adenosyl-L-homocysteine）可以经由胆汁酸系统间接影响胆酸体内含量,从而对胆酸给药后的体内含量产生影响,与胆酸药代动力行为差异构成关联。