尿液代谢组学方法研究人参总皂苷治疗糖尿病心肌病大鼠作用机制.pdf

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1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第3期2013年3月ChineseJournalofAnalyticalChemistry371—376DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．20614尿液代谢组学方法研究人参总皂苷治疗糖尿病心肌病大鼠作用机制谷金宁牛俊皮子凤越皓4吴绥生刘淑莹(吉林大学第一医院，长春130021)(中国科学院长春应用化学研究所，长春质谱中心，长春130022)(中国科学院研究生院，北京100039)(长春中医药大学，长春130117)摘要利用基于质谱的代谢组学方法考察了人参总皂苷(TG)治疗糖尿病

2、心肌病(DCM)大鼠的效应机制；建立了糖尿病心肌病大鼠模型，并连续12周口服人参总皂苷，采用快速高分辨液相色谱／四级杆一飞行时间／质谱(RRLC／Q-TOF／MS)技术对糖尿病心肌病模型组(DCM组)和人参总皂苷治疗组(TG组)大鼠尿样的尿液代谢物进行分析，采用主成分分析(PCA)对两组代谢物进行分类，并寻找潜在生物标记物，同时检测心肌病理超微结构、血液生化指标和心肌氧化应激水平。RRLC／Q—TOF／MS检测结果表明，DCM组和TG组大鼠的尿液代谢物谱能得到很好的区分，发现并鉴定了3种生物标记物。TG降低了DCM大鼠心肌超微结构损伤并改善其血脂

3、、血糖及心肌氧化应激水平，代谢组学研究结果表明：作用机制可能是TG对柠檬酸循环、脂肪酸代谢和氧化应激水平的调节作用。关键词人参总皂苷；糖尿病心肌病；代谢组学；快速高分辨液相色谱／质谱；氧化应激1引言糖尿病(Diabetesmellitus，DM)是一种以高血糖和长时期高血糖引起的并发症(心脏、肝脏、肾脏和神经等损伤)为主要特征，内分泌紊乱为主要特点的代谢性疾病Ⅲ。糖尿病人群的心血管病患病率比非糖尿病人群高2～4倍，患心肌梗死机率高出10倍31。糖尿病心肌病的概念是1972年Rubler等首次提出，此后作为独立疾病一直备受关注。目前，治疗该病的药物

4、中以西药为主，但糖脂代谢紊乱等副作用明显，影响了临床的广泛应用。中药治疗糖尿病心肌病具有多靶点、副作用少、整体调节的优点。人参被称为“百草之王”，人参皂苷是其主要活性成分。人参总皂苷对心脏的作用主要为改善心肌肥厚患者的心脏收缩功能】，降低氧化应激通路介导，保护大鼠心脏免受缺血再灌注损伤。人参总皂苷对糖尿病引起的心肌损伤是否有保护作用，及其具体机制是本实验的主要研究目标。代谢组学是通过考察生物体系受刺激或扰动后，其代谢产物的变化或其随时间的变化，研究生物体系的一门科学，广泛应用于疾病诊断、药物研发、毒理学及药物作用机制研究等领域【m。代谢组学研究药

5、物作用于生物体后，机体内源性代谢物发生的变化，全面揭示药物对生物体代谢的调节作用，阐明药物作用的机制。代谢组学的研究方法与中医治疗疾病的整体观念是相一致的，运用代谢组学研究中药，对认识中药的药效作用，乃至在治病中正确用药，都具有重要意义。本研究利用RRLC／MS检测经人参总皂苷治疗的糖尿病心肌病大鼠尿液中代谢物的变化，通过主成分分析寻找潜在生物标记物，结合血液生化指标和氧化应激水平的变化研究人参总皂苷治疗糖尿病心肌病的作用机制。2实验部分2．1仪器与试剂EclipsePlusCl8柱(150mm×2．1innl，3．5m)；Agilent1200

6、RRLC，Agilent6520Q-TOF质谱仪，配有ESI离子源及MassHunter数据处理系统和MassProfileProfessional(MPP)统计软件(安捷伦公2012-06-04收稿；2O12．08-28接受本文系国家自然科学基金(Nos．21005075，21175127)、吉林省科技厅国际合作项目(No，20100739)、吉林省科技发展计划(Nos．20090739，20101501)和吉林省医药产业发展专项资金(No．YYZX201131)资助项目E—mail：suishengwu@gmail．com；syliu19@y

7、ahoo．tom．crI372分析化学第40卷司)；Genios酶标仪(瑞士TECAN公司)。人参总皂苷(纯度>98％，吉林大学药学院)；链脲佐菌素(STZ)和所有标准品(Sigma公司)；乙腈和甲酸(色谱纯，美国Fisher公司)；丙二醛(MDA)，超氧化物岐化酶(SOD)和还原型谷胱甘肽(GSH)检测试剂盒(南京建成生物工程研究所)；水经Millipore纯水设备制得；Wistar大鼠(吉林大学基础医学院实验动物中心)。2．2糖尿病心肌病大鼠模型的建立及治疗取40只4周龄雄性Wistar大鼠(200+20)g，分笼饲养，温度(23±2)℃，相

8、对湿度55％±2％，大鼠自由饮水、进食。适应环境7d后，10只为健康对照组(Control组)，30只用高脂高糖饲料(基础料66．6％、