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研究背景:“上火”是一民间俗语,属于中医热证范畴。由于生活压力大、饮食不当、睡眠不足、饮水过少等外在原因或一些遗传因素,使不少人出现牙龈炎、口腔溃疡、咽喉肿痛、大便干结、烦热等“上火”临床表现,虽没有引起器质性病变、不足以威胁身体健康,但严重影响生活质量。“上火”可分为实火和虚火两大类,虚火因内伤劳损所致,由于过度辛劳或摄入过多辛热食物,导致五脏失调,阴液耗损,阴虚致内热,产生虚火。而虚火又可分为气虚火旺和阴虚火旺,阴虚火旺一般是通过知柏地黄丸等滋阴降火中成药来达到治疗的目的。中医固然广为国人所喜爱,但其理论的科学性却受到西方医学的质疑。阴虚上火是极为常见的病症,西医治疗棘手,而中医学的滋阴降火疗效显著。但阴虚上火的产生机制以及中医滋阴降火方药的作用机理却少有实验室理论的阐释。研究目的:本课题应用非靶向代谢组学技术,研究阴虚上火大鼠血清代谢谱的变化以及知柏地黄丸治疗后有恢复趋势的代谢物,筛选阴虚上火的生物学标志物,揭示阴虚火旺的生物学基础及知柏地黄丸的治疗机制。研究方法:对SD大鼠进行热性中药和知柏地黄丸溶液灌胃,构建阴虚上火大鼠模型和知柏地黄丸治疗模型,使用生理盐水对对照组大鼠进行灌胃。基于液相色谱质谱联用技术(LC-MS),运用主成分分析(PCA)和偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)等多元统计分析方法,结合T检验和变异倍数分析(Fold Change)等单变量分析,利用KEGG和HMDB等数据库,筛选差异代谢物和重要代谢通路,探究阴虚上火和知柏地黄丸治疗机制。研究结果:相比于正常对照组,阴虚上火SD大鼠体重显著降低,表明模型组大鼠在热性中药诱导下,进入“机能亢进”状态,能量代谢旺盛,导致大鼠形体消瘦。多变量分析统计结果显示,三个实验组之间区分明显,可以实现分类。通过PCA和PLS-DA等多变量分析以及t检验和变异倍数分析,结合KEGG、HMDB等数据库,筛选得到以下结果:(1)模型组与对照组相比,有雄甾酮等38种代谢物显著升高,L-瓜氨酸等3种代谢物显著降低,所参与的代谢通路为类固醇类激素的生物合成、酪氨酸代谢、赖氨酸的生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢、组氨酸代谢、色氨酸代谢、花生四烯酸以及a-亚麻酸代谢,表明处于阴虚火旺状态的大鼠甾类激素合成增加、各种氨基酸代谢增强,提示机体能量代谢和免疫功能发生异常。(2)经知柏地黄丸治疗后,二氢睾酮等12种代谢物有明显回调,涉及的代谢通路为类固醇激素的生物合成、组氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢以及酪氨酸代谢,提示知柏地黄丸的治疗机制可能是通过调节这些代谢物的表达及其所参与代谢通路的活动,达到纠正阴虚上火的目的。结论:我们的实验首次运用代谢组学技术探讨知柏地黄丸治疗阴虚上火的作用机制,筛选出12个阴虚上火的生物学标志物,发现了若干条与阴虚上火相关的重要代谢通路,为上火相关的其他研究提供了依据。