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二甲双胍是2型糖尿病的基础用药,其作用机制尚不完全清楚。多数观点认为,二甲双胍作用于AMPK,使脂肪组织中激素敏感性脂肪酶的活性降低,肝脏相关酶的表达亦降低,同时作用于肌肉组织使葡萄糖的转运增强,最终发挥降低游离脂肪酸、降低血脂和降低血糖的作用。近年来,越来越多的证据表明二甲双胍具有抗炎、抗肿瘤、抗衰老等多种生物学效应。其作用机制受到了越来越多的关注。由于二甲双胍的作用范围广,带有一定的系统性,故应当从机体整体层面说明二甲双胍的广泛效应。代谢组学(metabolomics or metabonomics)是近年来系统生物学中发展起来的一门新兴学科,主要通过高通量、高灵敏度的现代分析技术,分析生物体中的所有代谢产物(包括内源性和外源性),反映出这些代谢物复杂、动态的变化,揭示和解析药物作用的通路。代谢组学现已成为分析药物代谢通路变化的重要工具,尤其是在药物作用机制方面研究的应用日趋广泛。目的:本实验利用高灵敏、高准确性、高分离度,快速、自动化的uplc/q-tof-ms代谢组学的研究平台,对服用二甲双胍的志愿者和健康人群的血清标本进行代谢组学分析,分析二甲双胍进入健康人体后其血清代谢物水平上的变化,从中寻找可能的差异性代谢物。为寻找二甲双胍的作用机制提供依据。方法:本实验采用uplc/q-tof-ms的研究平台,探讨短期二甲双胍组(n=18,服用二甲双胍4h)和长期二甲双胍组(n=18,服用二甲双胍72h)以及对照组(n=36,未服用二甲双胍)血清代谢物的差别。通过markerviewv1.2.1软件对实验原始数据进行提取和归一化处理,运用simca-p13.0软件进行主成分分析(pca),采用pca模型区别样本总体性的差异,从整体上初步了解组间的分组情况。利用正交偏最小二乘法判别分析(opls-da)建立统计模型,进一步分析样本间的差异。根据opls-da模型变量重要投影(vip),筛选出vip大于1的变量,同时结合spss非参数检验筛选出差异代谢物。结果:经pca和opls-da分析后与健康人群相比,服用二甲双胍后4h组中,有16种代谢性差异物被鉴定出来,水平增长的有:神经酰胺(d18:0/16:0)(cer(d18:0/16:0)),神经酰胺(d18:0/14:0)(cer(d18:0/14:0)),神经酰胺(d18:0/12:0)(cer(d18:0/12:0)),植物鞘氨醇(phytosphingosine),棕榈酰胺(palmiticamide),phenylalanylphenylalanine,肌酐(creatinine),石胆酸(allolithocholicacid),8,9-dihetre,14,15-dihetre,3beta-hydroxypregn-5-en-20-onesulfate,十六酰胺乙醇(palmitoleoyl ethanolamide),L-乙酰肉碱(L-acetyl carnitine),L-肉碱(L-carnitine);水平降低的有:D-葡萄糖(D-glucose),o-酪氨酸(o-tyrosine)。在二甲双胍服用72h组中,18种代谢性差异物被发现,水平增加的有神经酰胺(D18:0/16:0)(Cer(d18:0/16:0)),神经酰胺(D18:0/14:0)(Cer(d18:0/14:0)),神经酰胺(D18:0/12:0)(Cer(d18:0/12:0)),α-亚麻酸(α-linolenic acid),花生四烯酸(arachidonate),植物鞘氨醇(phytosphingosine),甜菜碱(betaine),胆碱(choline),棕榈酰胺(palmitic amide),8,9-DiHETrE,14,15-DiHETrE,12-oxo-20-trihydroxy-leukotriene B4,白三烯F4(leukotriene F4),10,11-dihydro-12-oxo-LTB4,硼酸(bovinic acid),L-肉碱(L-carnitine),3-甲基吲哚(3-Methylindole);水平下降的有L-组氨酸(L-histidine)。结论:二甲双胍进入健康人体后4h,72h,通过氨基酸,脂肪酸、碳水化合物等途径代谢后,我们发现了与抗炎,抗肿瘤和抗衰老相关的差异性代谢物,此外,还发现了与糖尿病、心血管疾病、精神疾病等相关的代谢物。通过对二甲双胍在健康人体的代谢产物进行分析,在排除疾病影响的前提下来寻找二甲双胍的作用机制,拓宽治疗谱,为不同疾病的治疗提供新思路。