选题依据:抑郁症是一种慢性常发的、以心境低落为特征的精神性疾病,被世界卫生组织列为社会最沉重的疾病之一。化学药物治疗抑郁症效果显著,但毒副作用多。传统中药作用性质温和、毒副反应少,已成为科研工作者的研究热点。课题组前期通过血清药物化学的指导,明确抗抑郁复方逍遥散石油醚活性部位中的主要入血成分来源于柴胡多炔类化合物,佐证柴胡的君药地位。随后,课题组进一步对柴胡石油醚部位在慢性不可预知温和应激(CUMS)模型大鼠和正常大鼠分别进行的药效和毒性反应研究中发现,柴胡石油醚部位在中高剂量具有显著的抗抑郁作用,同时对CUMS大鼠并未产生明显的肝肾损伤影响,但对正常大鼠在高剂量却产生轻微肝肾损伤。经进一步分析发现,柴胡石油醚部位在不同剂量下发挥的药效程度不同;在不同机体状态下其毒性反应也不同。目前,对其所引起的药效差异原因、药效调控机制及其在正常状态下引起的肝肾损伤机制尚不明确。因此,本研究将基于LC-MS代谢组学技术方法研究柴胡石油醚部位抗抑郁作用和毒性损伤机制,并分析量-效/毒相关性。目的:建立大鼠血清、海马、肝脏样本的UPLC-MS代谢组学研究方法,明确柴胡石油醚部位发挥药效相关的代谢调控通路以及其引起正常大鼠肝肾损伤相关的代谢途径,初步了解同一中药在不同机体状态下药效、毒性反应不同的原因,并对量-效/毒关系作相关性分析,为柴胡石油醚部位作用的分子机制研究及临床合理用药提供借鉴。方法:考察对抑郁症模型大鼠和正常大鼠给予不同剂量柴胡石油醚部位后血清、海马、肝脏组织样品的备样方法以及UHPLC-Q Exactive Orbitrap-MS分析条件,运用Xcalibur 3.0软件分别对不同机体状态下给药不同剂量后的三种样品进行代谢组数据采集,所得LC-MS数据的raw文件导入Compound Discoverer 2.0软件进行数据预处理以获得匹配和对齐的峰值表,并进行峰面积归一化后,通过SIMCA-P 13.0作主成分分析以筛选差异变量,结合HMDB数据库鉴定与疗效或毒性相关的差异代谢物,进而通过KEGG数据库及相关文献报道对差异代谢物作代谢通路分析,并分别对药效相关差异代谢物相对含量的回调幅度百分比以及毒性相关差异代谢物相对含量增加的百分数与剂量作线性相关分析,探讨其与剂量的相关性。结果:1.模型大鼠血清、海马和肝脏代谢物组的主成分分析显示,模型组与空白组均明显分离,表明抑郁症造模使三种样品的代谢物谱发生明显变化;给予柴胡石油醚部位后,各模型大鼠给药组与模型组明显分离,并随给药剂量的增加,分离趋势越显著。研究表明,血清中与药效相关的差异代谢物有Tryptophan,Glutamic aicd,4-Acetamidobutanoic acid等共22个,主要涉及糖代谢、鞘脂代谢、氨基酸代谢、甘油磷脂代谢和脂肪酸代谢;海马中与药效相关差异代谢物有Leucine,Isoleucine,cis-Aconitic acid等共7个,主要涉及氨基酸代谢和能量代谢;肝脏中与药效相关差异代谢物有17个,主要涉及氨基酸代谢、能量代谢、鞘脂代谢和脂肪酸β氧化。由此可见,柴胡石油醚部位在血清、海马、肝脏样本所调节的代谢途径相互补充、相互佐证,并主要通过调节糖代谢、氨基酸代谢、能量代谢、鞘脂代谢、甘油磷脂代谢和脂肪酸代谢发挥抗抑郁作用。量-效相关性结果表明,差异代谢物在给药后的回调幅度百分比与剂量呈现正相关,相关系数R~2达0.5以上,表明随着剂量增加,其回调程度越大,回调效果越好;或在D6剂量回调得更接近空白组水平,回调效果更好。2.柴胡石油醚部位对正常大鼠血清、肝脏的代谢轮廓产生显著改变,但并未对海马代谢轮廓产生显著影响,表明其对海马不具有毒性反应。柴胡石油醚部位主要影响了正常大鼠的氨基酸代谢、能量代谢、鞘脂代谢、脂肪酸β氧化、甘油磷脂代谢和胆汁酸代谢,表明高剂量柴胡石油醚部位可能通过改变正常大鼠肝细胞膜结构和渗透性,或通过使脂质过氧化物累积,或使能量供应发生紊乱和触发炎症反应从而引起肝细胞损伤,最终导致肝脏损伤。量-毒相关性结果表明,随给药剂量的增加,柴胡石油醚部位对正常机体代谢轮廓的影响则更大。3.鞘脂代谢、脂肪酸代谢、甘油磷脂代谢、氨基酸代谢和能量代谢是柴胡石油醚部位在不同机体状态下共同调节和影响的代谢途径,但具体的差异代谢物不尽相同,表明柴胡石油醚部位可能在不同机体状态下调节的作用位点不同。在相同调节的差异代谢物中,除酰基肉碱类在高剂量(D7)下在模型大鼠给药后回调过度使低于空白组水平之外,其余代谢物在模型大鼠给药后尚可显著回调,并趋至正常水平,表明柴胡石油醚部位在产生药效的同时对CUMS大鼠产生相对较温和的影响。胆汁酸代谢是柴胡石油醚部位在抑郁和正常机体状态下所调节和影响的代谢途径中的最大区别点,其仅在正常机体状态下给药后发生显著改变,表明胆汁酸代谢有可能是柴胡石油醚部位在不同机体状态下的药效、毒性反应不同的区别原因所在。结论:柴胡石油醚部位主要通过调节糖代谢、氨基酸代谢、能量代谢、鞘脂代谢、甘油磷脂代谢和脂肪酸代谢发挥抗抑郁作用,且可能在抑郁和正常两个不同机体状态下的调节位点不同,而使其药效、毒性反应不同。其药效和毒性反应程度与药物剂量呈现正相关。