神经退行性疾病是由于老年后中枢神经产生慢性进行性变性而产生的疾病,主要包括帕金森病、阿尔茨海默病、人类免疫缺陷病毒(HIV)相关的神经退行性疾病、多发性硬化症等。有研究表明,小胶质细胞的极化与许多神经退行性疾病具有重要关系,它具有两种激活状态,即经典激活态(M1型)、选择激活态(M2型)。其中M1型与细菌病毒感染应答相关；而M2型与寄生虫和组织修复的免疫应答相关。通常情况下,经典激活态小胶质细胞与炎症反应的疾病状态相关,而选择活化型与保护神经系统免受M1型炎症反应影响相关。因此抗炎药物可能通过抑制小胶质细胞的活化保护神经并可以防治这种疾病。SAIDs, NSAIDs类药物能明显降低该病的发病风险。但是这些药物会导致一些诸如胃肠道反应、心血管损害、肾功能损害等副反应,并会诱发高血压。传统中药具有毒副作用小、资源丰富、协同效果好的优点,中药中的很多活性成分被用来治疗各种疾病。其中抗炎类中药一般是指清热解毒类,其具有的清热解毒、扶正固本、祛风除湿的作用,与现代科学中的抗炎、免疫观念紧密契合。代谢组学近年来已发展成为用来表征细胞不同代谢物调控的有效手段,目前,国内外对于小胶质细胞方面的研究主要集中于转录组和代谢组,代谢组学方面则研究较少。但是代谢组学有着代谢物的种类和数量变化较少的优势,因此在本课题中我们使用代谢组学方法尝试阐明中药抗炎单体对小胶质细胞极化的影响。首先我们选取红草苷、大豆苷元、鱼腥草素钠等31种具有抗炎作用的中药单体,使用白介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)作为M1标志物；精氨酸合成酶-1(Arg-1_、FIZZ-1、CD206、IGF-1作为小胶质细胞M2标志物,用q-PCR方法检测候选药物刺激小胶质细胞后M1和M2标志物的表达谱,发现葛根素是一种低毒性的抑制小胶质细胞活化的中药抗炎单体,因此我们选择其进行后续研究。接着我们以静息态、M1型和M2型小胶质细胞为研究对象,使用基于GC-MS和UPLC-Q-TOF-MS的指纹代谢组学方法,分析了小胶质细胞系在极化过程中的代谢差异,在非靶标研究中发现了静息态与M1、M2型之间各有27和25个差异代谢物。在此基础上我们找到了与极化相关代谢通路,其中与M1极化相关的代谢通路有15条,包括柠檬酸循环、谷胱甘肽代谢、果糖及甘露糖代谢等,而与M2极化相关的通路有12条,包括甘氨酸、丝氨酸及苏氨酸代谢、精氨酸及脯氨酸代谢、脂肪酸的生物合成等,并对此做了相关的机制阐释。我们将基于UPLC-Q-TOF-MS的指纹和足迹代谢方法应用于中药抗炎单体葛根素抑制小胶质细胞激活的调控机制研究。通过代谢轮廓和多元统计分析,分别筛选出了静息态、M1、M2型中的共计胞内25种、胞外22种差异代谢物。这些差异代谢物分别涉及了脂质代谢、维生素B1代谢、烟酸及烟酰胺代谢和嘌呤代谢等。我们采用这些差异代谢物作为评价葛根素抑制小胶质细胞激活的标准。结果发现,葛根素能通过支链氨基酸代谢、维生素B1和B6代谢、磷脂代谢、鞘脂代谢等抑制小胶质细胞向经典激活态方向的转变,并诱导其向选择活化型转变。本课题为研究小胶质细胞极化机制,寻找到葛根素抑制小胶质细胞激活的生物学机制开辟了新的思路,并为寻找到更加有效、更小副作用的抗神经退行性疾病药物提供新的启示。