基于核磁共振的代谢组学方法在中药关木通肾毒性研究中的应用

作     者：赵剑宇 

作者单位：中国人民解放军军事医学科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：颜贤忠

授予年度：2008年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 1006[医学-中西医结合] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

主      题：核磁共振 代谢组学 关木通 马兜铃酸 肾毒性 

摘      要：中草药是我们中华民族传统文化的瑰宝,数千年来为中华民族的繁衍和健康作出了不可磨灭的贡献!但是中药的毒副作用和安全性问题往往容易被人们忽略。近年来,关于中草药毒副作用的报道日益增多。特别是近年来报道的在英国和比利时等国家的人们在服用含有马兜铃酸的中草药后而导致肾功能衰竭,使得中草药的安全性问题引起了国际上的重视,并出现了所谓的“中草药肾病一词。关木通的主要成分是马兜铃酸。马兜铃酸具有较强的肾毒性,并且是一种强致癌物,可引起严重肾损害。本论文采用基于核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)的代谢组学技术对含有马兜铃酸的关木通的肾毒性作用进行了研究,主要包含以下几个部分的工作: 1.研究了关木通水煎液对大鼠肾脏的毒性作用。实验研究结果表明,随着给药时间的增加与给药剂量的增加,大鼠的肾脏毒性实验呈现时间—效应、剂量—效应关系;同时,尿样主成分分析(PCA)的代谢轨迹图亦表明,给药组与对照组代谢轨迹随着给药时间的增加与给药剂量的增加逐渐分离,而且比较明显,说明关木通对肾脏的损害有量效与时效关系的积累关系。对大鼠血浆、尿液的代谢组学研究中发现由于关木通的毒性作用,尿液、血浆中乳酸、柠檬酸、肌氨酸、葡萄糖、牛磺酸等代谢产物都发生了明显的改变,分析这些内源性代谢产物的形成、转移机制和过程,可提示关木通毒性发生的潜在原因。代谢产物图谱中的肌酸、N-氧化三甲胺、2-酮戊二酸、柠檬酸、乙酸、葡萄糖、乳酸、琥珀酸、甲氨酸、二甲胺、二甲甘氨酸等主要的代谢物的峰改变最为明显,对照组与不同剂量之间有明显的差异,这些化合物与已报道的肾毒性化合物引起的变化相似。关木通的毒性作用与能量代谢中糖酵解、三羧酸循环、能量代谢途径的改变有关,与线粒体的功能降低、氧化磷酸化和脂肪的氧化有关。 2.研究了川木通水煎液对大鼠肾脏的毒性作用。实验结果表明,川木通对大鼠的血、尿代谢谱没有明显改变,对肾脏没有明显的毒副作用。 3.比较了关木通、川木通和马兜铃酸对大鼠的肾毒性作用。实验结果表明:马兜铃酸对肾脏的毒害损伤比较大,与关木通对肾脏的损害作用相同,在肾脏中代谢比较缓慢,并有蓄积作用。其肾毒性主要表现为肾脏局部弥散型坏死和炎症,存在一定的剂量-效应关系。马兜铃酸能损害肾组织并引起肾脏能量代谢功能的异常。乳酸、牛磺酸、肌氨酸、丙酮酸、葡萄糖、等代谢成分的改变,可以作为关木通肾脏毒性的生物标志物研究;4.利用代谢组学技术跟踪关木通肾毒性的发生过程,并以血液生化分析技术和组织病理技术作为验证标准。研究结果表明利用代谢组学技术能够描述出毒性发生、发展和恢复阶段机体代谢表型的改变,为生物标志物研究的动态跟踪鉴定打下基础。