研究目的及意义:中医药学是中国医药科学的特色,更是中华民族优秀思想和传统文化精神的重要部分。中药复方保元汤由人参、黄芪、肉桂、甘草四味药材所构成,为补气类中药经典方剂之一,被国家中医药管理局和国家药品监督管理局在二零一八年录入《古代经典名方目录（第一批）》。作为滋补药的一种,保元汤主治元气虚弱诸证,为补气类诸方之首,临床常用于治疗心血管系统疾病、慢性阻塞性肺部疾病和慢性肾衰竭等,但其作用机制尚没有足够的试验佐证。为进一步研究保元汤在病理过程中的代谢途径和作用机制,本研究采用了高效液相色谱、气相色谱-质谱联用以及液相色谱-质谱联用技术,结合化学测定方法,通过对生物体液样本（血清或尿液）进行分析,筛选含量变化存在显著性差别的代谢物,建立与生物模型体内代谢轮廓和疾病表型相关联的生物代谢网络,在小分子代谢物水平上对中医证候血虚证、气虚证及急性高原缺氧证的作用机制进行了相关研究。研究方法与结果:1.保元汤及单味药红参的质量控制为确保药材红参的质量合格,参照《中国药典》对红参及保元汤中两种人参皂苷Rg1和Rb1进行含量测定。结果显示检测方法灵敏、准确、可靠,所选取红参饮片中人参皂苷Rg1和Rb1的含量分别为0.16%和0.26%,符合药典规定,质量达标。保元汤中人参皂苷Rg1的含量约为0.04%,人参皂苷Rb1的含量约为0.09%。为下一步进行保元汤的代谢组学研究提供了保证。2.保元汤治疗血虚证的代谢组学研究为研究保元汤对中医证候血虚证的治疗功效,对昆明种小鼠腹腔注射环磷酰胺构建了血虚证动物模型,通过观察、测定并记录小鼠体重、血常规数据以及胸腺和脾脏指数等指标,并取血清衍生化后进行GC-MS分析,将总离子流图上传至XCMS online对谱峰进行基线校准、峰鉴别、峰对齐和保留时间校对。将得到的保留时间与色谱峰的峰面积组成的二维矩阵导入SIMCA 14.0软件进行主成分分析及偏最小二乘法-判别分析,筛选变量重要性投影（VIP）＞1.0的化合物为潜在的差异性代谢物。通过Metabo Analyst 5.0进行代谢通路分析和富集,找出代谢通路影响值（Impact）＞0.1的代谢通路,构建代谢网络图并简单阐述作用机制。结果表明,保元汤组小鼠免疫细胞数量和比率相较于模型组有了明显回升,环磷酰胺所致胸腺和脾脏的损伤在一定程度上得到了恢复,给药组小鼠的代谢轮廓趋近于空白对照组;血清中存在乳酸、草酸、2-酮丁酸、甘油、棕榈酸、肌醇、硬脂醇、亚油酸、油酸、硬脂酸十种不同的代谢物与环磷酰胺致免疫力降低型血虚证有关,涉及亚油酸代谢、甘油脂代谢和肌醇磷酸代谢通路,推测保元汤对血虚证的治疗作用可能通过调控脂肪酸类物质而实现。3.保元汤治疗气虚证的代谢组学研究为进一步探究保元汤在“虚症”方面的治疗作用,选取中医症候气虚证进行研究。对小鼠进行限制饮食结合灌胃生大黄煎剂建立气虚证动物模型,以小鼠体重变化、力竭游泳时间、脏器指数及血常规结果等为指标分析保元汤对气虚证的治疗作用。结果显示,保元汤可改善大黄所致小鼠体形消瘦、泻下等症状,延长小鼠力竭游泳时间。代谢组学分析结果显示,小鼠血清中的乳酸、尿素、甘油、L-苏氨酸、β-丙氨酸、D-阿拉伯糖、肉豆蔻酸、D-松醇、D-半乳糖、D-木糖、棕榈酸、硬脂酸、胆固醇、异丁基胆固醇、豆甾醇十五种代谢物与气虚证相关,涉及苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的合成,β-丙氨酸代谢,甘油脂代谢和苯丙氨酸代谢通路。4.保元汤治疗急性高原缺氧证的代谢组学研究为探索保元汤对初入高原环境所致短时间急性缺氧的预防治疗作用,采用低压氧舱模拟高原缺氧环境,预防给药14天后将SD大鼠放入低压氧舱持续缺氧6 h,建立急性高原缺氧症动物模型。构建了LC-MS尿液代谢组学分析方法和GC-MS血清代谢组学分析方法,用以测定正常与急性高原缺氧大鼠的尿液与血清代谢轮廓,并检测与急性高原缺氧症相关的不同代谢物。通过代谢组学分析,比较了不同剂量的保元汤、红景天提取液、乙酰唑胺对急性高原缺氧大鼠血清中差异性代谢物的调节作用,结果显示保元汤可调节大鼠血清中L-天门冬氨酸、甘油、L-丝氨酸、乳酸、D-甘露糖、D-半乳糖、氢化肉桂酸七种差异性代谢物的水平。参与的主要代谢代谢途径为苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成、氨酰t RNA生物合成和半乳糖代谢。结论:本研究从代谢组学的角度考察了保元汤对气虚证、血虚证以及高原缺氧证三种疾病的调控与治疗作用。根据差异代谢物的变化,应用不同的组学分析方法对相应的模型进行分析,探索相关代谢通路及其作用机制,从药理和药效两个方面进行佐证,通过生化表征、代谢通路富集分析和构建代谢网络图对其作用机制进行阐述,进而评价中药复方保元汤治疗气虚证、血虚证及高原缺氧症的整体药效,为经典名方的现代开发与应用提供一定的参考。