糖尿病作为慢性疾病之一,以高血糖为标志并诱发多种病发症,严重影响身体健康。西药针对糖尿病的治疗效果显著,但药物靶点单一,长期用药会引起一定的副作用。中药用于消渴病的治疗历史悠久,且以其多靶点、多通路的作用特点,在治疗包括糖尿病在内的一些慢性病中发挥了独特的优势。虽然中药用于调节糖脂代谢的研究是目前关注的热点,关于中药成分发挥降糖作用的报道甚广。但对于其中调节糖脂代谢的具体作用机制的研究并不深入,其作用靶点也不甚明确。本文首先系统地对中医药治疗糖尿病的中药及其活性成分进行归纳整理,分析了这些常用中药的代表成分以及结构类型。调研结果显示抗糖尿病药物多以苦甘类药物为主,其结构以多糖、皂苷和黄酮等最为常见。进一步以其中的黄酮类活性成分为例,运用网络药理学方法分析了其潜在靶点与通路。分析结果显示,以PI3K-Akt signaling pathway、Ras signaling pathway和Fluid shear stress and atherosclerosis为代表的通路最为核心,以AKT和HRAS等靶点蛋白为关键的作用节点,参与了多个信号通路。发挥了促进糖原合成、调控细胞周期、调节糖代谢、抗氧化应激、缓解炎症以及平衡脂质氧化等多重作用。从消渴方系统的梳理结果发现,同是药用植物芍药的不同药用部位,芍药花的用药频率要高于常用的芍药根,提示其中可能含有特有成分是发挥降糖作用的物质基础。为证明上述假设,本文利用UPLC-Q/TOF-MS技术结合PCA方法对芍药花、赤芍、白芍中所含化学成分的区别进行了质谱解析以及聚类分析,并从中确认了山奈酚及其衍生物为芍药花中特有的并对差异分析贡献较大的黄酮类化学成分。进一步结合体内药物代谢物分析以及文献检索发现,山奈酚-3-O-葡萄糖醛酸苷(K-3-G)为其中一个重要的代谢产物,利用HepG2细胞胰岛素抵抗模型确认了其具有改善葡萄糖消耗的效果。为了揭示K-3-G降糖作用的机制,本文通过网络药理学预测结合酶活力实验证明其作用靶点可能为AKT,结合分子对接手段推测其可能通过作用在AKT PH domain的Lys14,Asn53位氨基酸残基,激动了AKT的PH domain发挥作用。同时利用构建的携带绿色荧光的AKT PH domain(AKT PH-GFP)瞬转细胞系及其活性位点突变对照AKT PH(R25C)-GFP细胞系,考察了其对AKT膜转运的影响。研究结果共同佐证了K-3-G可以通过与AKT PH domain的结合,直接激活AKT。Western Blot验证结果表明,K-3-G可以促使A KT(Ser473)的磷酸化,改善其下游通路中GS K3β的磷酸化水平,从而改善细胞对葡萄糖的利用。黄芩苷是中药黄芩中具有代表性的黄酮类化合物,具有包括调节糖脂代谢的多种生物学活性。为了阐明其化学生物学的作用机制,本文首先对黄芩苷进行了炔基修饰制备其分子探针,并采用点击化学等方法制备了炔基黄芩苷功能化的磁性微球,继而从肝脏细胞中捕获了黄芩苷的靶点蛋白。捕获的蛋白经网络药理学分析,显示AKT1和HRAS可能是其潜在的靶点,通过SDS-PAGE和Western Blot确认,AKT是黄芩苷的主要靶点蛋白之一。采用共定位技术通过黄芩苷分子探针在细胞层面考察了黄芩苷和AKT在细胞中的分布,发现两者位置部分重合,进一步佐证了黄芩苷与AKT之间具有相互作用的可能性。利用黄芩苷功能化磁性微球的AKT竞争实验发现,AKT PH domain抑制剂和激动剂可以有效地拮抗黄芩苷与AKT的结合,推测黄芩苷可能与AKT的PH domain结合。AKT PH domain的膜转运实验进一步证实了黄芩苷通过结合AKT PH domain抑制了其膜转运。分子对接分析表明,黄芩苷可能作用于AKT PH domain的Arg25和Asn53氨基酸残基上,通过激活AKT(Ser473)的磷酸化,引起下游通路中GSK3β磷酸化的升高,从而发挥其降糖的效果,而对于AKT上游PDK1蛋白则没有显著的影响。本文在对中药降糖方药和药效成分系统梳理的基础上,以主要黄酮类化合物为示范,通过UPLC-Q/TOF-MS、PCA聚类分析等技术手段发现其体内药效物质基础;通过网络药理学预测发现其潜在的糖代谢调控靶点通路;通过化学生物学技术,利用分子探针开展靶点蛋白的磁性捕获、细胞定位和膜转运的功能分析。最终发现黄酮类化合物的体内代谢产物葡萄糖醛酸苷可能是其发挥降糖作用的分子实体,其通过作用在AKT PH domain直接激活AKT,通过AKT-GSK3β通路发挥了降糖作用,为黄酮类化合物降糖作用机制研究提供了新的思路。