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保肝宁汤抗肝纤维化作用的UHPLC-Q-Exactive Orbitrap HRMS与血清药物化学研究

期刊:PhytomedicineDOI:10.1016/j.phymed.2025.156363

本研究由南方医科大学中医药学院的Kaili Deng、Min Li等作者共同完成,并于2025年发表在期刊《Phytomedicine》上。研究题为《Integrated UHPLC-Q-Exactive Orbitrap HRMS and serum pharmacochemistry for the investigation of anti-hepatic fibrosis effect of Baoganning decoction》,聚焦于中药复方保肝宁(Baoganning decoction, BGN)抗肝纤维化(hepatic fibrosis, HF)的药效物质基础及作用机制。

学术背景

肝纤维化是慢性肝病的核心病理特征,与肝硬化及肝癌的发生密切相关。尽管早期干预可逆转纤维化进程,但目前尚无获批的抗纤维化药物。传统中药(Traditional Chinese Medicines, TCMs)如安络化纤丸(Anluohuanxian formula)和扶正化瘀方(Fuzhenghuayu formula)已显示出多靶点抗纤维化潜力。基于40余年临床经验,吕志平教授研发的BGN复方(专利号:ZL200610035753.1)在改善乙肝相关肝纤维化患者症状和肝功能指标方面表现突出,但其复杂化学成分限制了其国际化应用。本研究通过整合超高效液相色谱-高分辨质谱(UHPLC-HRMS)和血清药物化学(serum pharmacochemistry)技术,系统解析BGN的活性成分及其作用机制。

研究流程

  1. BGN药效验证

    • 动物模型:采用CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型,分为对照组、模型组、阳性药(安络化纤丸)组及BGN低、中、高剂量组(1.274、2.548、5.096 g/ml),干预6周。通过检测血清AST、ALT水平,H&E、Masson和天狼星红染色评估肝组织病理变化,Western blot(WB)和qRT-PCR分析α-SMA(α-平滑肌肌动蛋白)表达。
    • 结果:BGN显著降低AST/ALT水平(p<0.05),减轻肝组织纤维化和炎症浸润,其中低剂量组(BGN-L)效果最佳。
  2. 化学成分分析

    • UHPLC-HRMS技术:通过正负离子模式检测BGN水煎液,结合LUMET-CM 2.0数据库比对,鉴定出757种化合物,包括萜类(200种)、氨基酸(103种)等。
    • 血清原型成分鉴定:分析大鼠含药血清,发现18种原型成分(如奎宁酸、甲基胆酸酯)及其代谢产物,涉及磺化、乙酰化等II相代谢反应。
  3. 网络药理学与分子对接

    • 靶点预测:通过SwissTargetPrediction和疾病数据库(GeneCards、DisGeNET)筛选出291个BGN与HF的共同靶点,核心靶点包括STAT3、PI3KCA、EGFR等。
    • 通路富集:KEGG分析显示PI3K/AKT和MAPK信号通路与BGN抗纤维化密切相关。分子对接证实奎宁酸与STAT3(结合能-7.3 kcal/mol)、甲基胆酸酯与PI3KCA(-7.1 kcal/mol)具有稳定结合。
  4. 体外与斑马鱼验证

    • 细胞实验:10%含药血清显著抑制HSC-T6和JS-1细胞增殖(p<0.05),下调α-SMA和COL-I表达,并抑制PI3K/AKT通路活性。
    • 斑马鱼模型:甲基胆酸酯(25 μM)和3β-羟基-5-胆烯酸(3β)减轻硫代乙酰胺(TAA)诱导的肝纤维化,胶原沉积减少50%以上(p<0.01)。

主要结果与逻辑关联

  • 化学基础:BGN的757种成分中,18种原型成分入血,其中奎宁酸、甲基胆酸酯和3β通过剂量依赖性抑制HSC活化。
  • 机制阐明:网络药理学与分子动力学模拟(GROMACS软件)显示,上述成分通过PI3K/AKT和MAPK通路调控STAT3等靶点,抑制HSC活化。体外实验进一步验证了含药血清的抗纤维化效果。
  • 模型验证:小鼠和斑马鱼模型中,BGN及其活性成分均显著改善纤维化表型,形成“化学成分-靶点-通路-药效”的完整证据链。

结论与价值

本研究首次系统解析了BGN的抗肝纤维化物质基础及多靶点作用机制,提出“血清药物化学-网络药理学-实验验证”的研究框架,为中药复方的国际化应用提供了方法论示范。其科学价值在于:
1. 技术创新:整合UHPLC-HRMS与分子动力学模拟,提升了中药复杂成分研究的精确性。
2. 临床意义:明确BGN的核心活性成分(如奎宁酸)及机制,为其标准化生产和适应症拓展奠定基础。

研究亮点

  1. 多学科融合:首次将血清药物化学、斑马鱼模型与分子对接技术结合,全面阐释BGN的“成分-靶点-通路”网络。
  2. 发现新活性成分:奎宁酸和甲基胆酸酯为首次报道的抗肝纤维化成分,拓展了萜类化合物的药理认知。
  3. 转化潜力:研究策略可推广至其他中药复方研究,加速中药现代化进程。

其他价值

研究获得国家自然科学基金(82405073等)和广东省中医药局项目支持,相关实验方案经南方医科大学伦理委员会批准(SMUL202403002),数据可重复性强,为后续临床研究提供了扎实的临床前证据。

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