血脂异常是常见的代谢性的慢性疾病,是潜在的心脑血管疾病诱发因素,对人们的生活造成极大的困扰。由于形成血脂异常的病因因素复杂,因此其发病机制至今尚未明确,目前常用的化学药物降脂多是以单一靶点进行治疗,难以实现对血脂异常的多靶点治疗。故而中药的多靶点及综合调节优势逐渐显现,其中葛根是市面上常见的药食两用产品,具有显著降脂功效,值得深入研究。目前血脂异常及葛根的降脂研究领域存在的问题是:造成血脂异常的病因机制是什么?葛根治疗血脂异常的作用机制是什么?近年来组学技术应用越来越广泛,组学是反映体内整体分子水平的研究方法,尤其适用与对疾病发病机制及药理机制的探索。针对血脂异常繁杂的作用机制及葛根调节血脂异常的显著疗效,本文主要研究内容如下:1.基于动物代谢组学的饮食诱导大鼠血脂异常模型生物标志物的发现为阐明饮食诱导大鼠血脂异常模型的发病机制,本实验采用非靶向代谢组学技术,基于UPLC-QTOF-MS/MS方法对正常大鼠与血脂异常大鼠的血浆内源性代谢产物进行研究,分析血脂异常形成过程中涉及哪些内源性代谢产物的变化。应用Masslynx和QI软件并通过匹配数据库对数据进行定性分析,发现46个与血脂异常相关的差异性代谢物作为潜在标志物,并通过Meataboanalyst 3.0,KEGG数据库进行代谢通路的富集,绘制了大鼠血脂异常模型相关信号通路(亚油酸代谢,牛磺酸和次牛磺酸代谢,花生四烯酸代谢,初级胆汁酸的生物合成,甘油磷脂代谢,不饱和脂肪酸的生物合成),从动物体内代谢水平为血脂异常疾病发病机制研究提供基础。2.基于临床代谢组学的人体血脂异常生物标志物的发现为探究血脂异常人群的血浆代谢轮廓及临床血脂异常的发病机制。本实验收集健康人群和血脂异常患者血浆,以此作为临床样本。使用UHPLC/Orbitrap IDX Tribrid系统建立临床血脂异常患者血浆代谢组学分析,对正常人血浆样本和血脂异常患者血浆内源性代谢物进行研究。结果建立了血脂异常疾病代谢物轮廓,并发现了69个血脂异常相关的差异性代谢物作为潜在标志物。根据这些生物标志物绘制了血脂异常疾病相关信号通路(甘油磷脂代谢,鞘脂代谢,卟啉和叶绿素代谢,α-亚麻酸代谢,亚油酸代谢,花生四烯酸代谢),其中亚油酸、花生四烯酸酸和甘油磷脂代谢为大鼠血脂异常模型和临床血脂异常疾病的共通之处。3.基于临床蛋白组学的血脂异常差异蛋白分析为进一步阐明临床血脂异常疾病的发病机制。本实验基于第二部分收集的临床样本进行蛋白组学研究,采用i TRAQ标记结合LC-MS/MS蛋白质组学技术分析受血脂异常影响的血浆差异蛋白。通过Proteome Discoverer 1.4软件检索相应数据库,共鉴定到差异表达蛋白质有137个,经过GO富集和KEGG富集分析发现,与血脂异常形成相关蛋白应答主要定位在细胞外,主要与蛋白质激活级联,适应性免疫反应,补体激活,急性炎症反应和急性炎症反应的调节等生物学过程相关。这些差异表达蛋白质主要参与调节了免疫和炎症、凝血和止血、脂质代谢及氧化和抗氧化相关等重要代谢通路。其中免疫炎症及脂质代谢在血浆代谢组学中得到验证,体现在小分子代谢物水平上花生四烯酸类炎症代谢产物及磷脂类水平的升高。多组学联用分析完善了对血脂异常疾病的研究,为日后研究药物的降脂作用机制提供理论参考。4.葛根多糖改善血脂异常药效验证及其调控机制研究为验证葛根多糖对该血脂异常大鼠的治疗效果,本实验通过测定葛根多糖给药后大鼠血浆TC、TG、LDL-C、HDL-C的含量;对各组肝脏进行HE染色,观察其组织病理形态;利用代谢组学分析进一步阐述葛根多糖对血脂异常大鼠调控机制并通过Western Blot验证该结果。葛根多糖给药后大鼠血浆TC、TG、LDLC含量降低,肝脏组织切片脂肪滴现象显著改善,趋于正常。代谢组学结果表明葛根多糖对其中25个成分具有调控作用,主要涉及到亚油酸代谢及初级胆汁酸的生物合成,Western Blot验证相关代谢通路上FXR、CYP7A1、MRP2、BSEP、PPAR和LXR蛋白表达,FXR、CYP7A1、MRP2、BSEP、PPAR和LXR蛋白表达被激活,表达量上升。这与葛根调控的相关代谢物的表达水平相一致。全文结论:本实验结合大鼠血脂异常模型与人类血脂异常疾病,应用组学技术进行研究,临床样本通过代谢组学与蛋白组学的结合分析,更全面的阐明了血脂异常疾病的发病机制,应用代谢组学分析了血脂异常大鼠及血脂异常患者体内涉及到的相同代谢通路,对血脂异常模型和葛根多糖治疗的机制进行研究,通过关联性分析从新的角度阐释了葛根多糖对抗大鼠血脂异常的作用机制,也为血脂异常的临床治疗和葛根多糖的作用机制提供了新的研究思路和理论基础,可能是通过促进体内胆固醇转化为成胆汁酸排泄进而降低胆固醇水平。