人参(Panax ginseng C.A.Meyer)为五加科多年生草本植物人参的根,素有“百草之王”的美称,是我国传统名贵中药。在中国、朝鲜、日本乃至亚洲国家被广泛用于滋补保健和医疗。现代药理学研究表明人参具有免疫调节、抗癌、抗脑缺血、治疗糖尿病、预防动脉粥样硬化和抗炎等药理学活性。人参的主要活性成分为人参皂苷,现已分离并确定结构的单体皂苷成分有50余种。人参皂苷是由苷元和糖相连而成的糖苷类化合物,属于三萜类皂苷。人参皂苷按照苷元的结构不同分为3类：二醇型人参皂苷(PPD)、三醇型人参皂苷(PPT)和齐墩果酸型人参皂苷。PPD和PPT型人参皂苷都属于达玛烷型四环三萜类化合物,在人参皂苷中占大多数,目前认为其是人参的主要活性成分之一。PPD型皂苷如人参皂苷Rb1、Rd、Rh2等,及PPT型皂苷如人参皂苷Re、Rg、Rg2等,其中人参皂苷Rb1、Rd、Re等含量较高,而人参皂苷Rg3、Compound K、Rh2、Rh3等含量极少,在人工栽培的人参中基本不存在,为稀有人参皂苷。口服人参皂苷或人参提取物后,人参皂苷在酸性胃液环境下水解生成脱糖基代谢产物,在肠道中,亦可由肠道菌群所表达的糖苷水解酶(如p-葡萄糖苷酶,α-鼠李糖苷酶,木糖苷酶等)脱糖基,生成次级代谢产物或苷元,通过跨膜转运等方式吸收进入体循环,进而发挥药效。各种人参皂苷间的差别主要在于苷元,糖基的数目、种类以及糖苷键的位置间的差异。中药皂苷类成分的胃肠道代谢处置,已经被证实是影响其吸收进而发挥药效的重要节点；而肠道菌群所表达的糖苷水解酶系统则是该节点中介导皂苷类成分肠道代谢的关键因素。肠道菌群是人体重要的“微生态器官”,作为与宿主共生的有生系统,参与宿主多项生理过程。而肠道菌群紊乱逐渐被认为是某些代谢性疾病、精神类疾病的重要病理特征,且与此类疾病的发生、发展密切相关。肠道菌群紊乱常加剧疾病症状,疾病进程又可反作用于肠道菌群,加剧肠道菌群紊乱程度。此外,多种外界因素可影响肠道菌群的稳态平衡,如应激、抗生素滥用等,常可导致肠道菌群紊乱。对肠道菌群的组成和功能的系统表征是对肠道菌群进行相关研究的重要手段。本课题对肠道菌群介导的人参皂苷脱糖基代谢进行了研究,以原人参二醇型的代表性成分人参皂苷Rb1作为模型药物,研究肠道菌群失调能否影响其药代动力学行为,若存在差异,其机制是否与肠道菌群的组成、数量和酶活性改变等因素有关。本课题首次建立了UPLC-MS/MS同时测定人参皂苷Rb1及其脱糖基代谢产物的分析方法。给予大鼠口服80mg/kg的人参皂苷Rb1以及静脉给药8mg/kg,72小时内测定人参皂菅Rb1及其脱糖基代谢产物的血药浓度,结果显示人参皂苷Rb1的绝对生物利用度仅为2.01%,且两组大鼠体内都能测到主要代谢产物人参皂苷Rd。此外口服给药途径还可以检测到人参皂苷F2、C-K；静脉给药途径则可以检测到人参皂苷Rg3、Rh2。本实验还将正常大鼠肠菌液与人参皂苷Rb1的进行体外温孵,描绘人参皂苷Rb1及其脱糖基代谢产物的体外代谢曲线。利用传统诱导菌群失调的药物林可霉素(5000mg/kg/day)造模一周,诱导大鼠菌群紊乱。药代动力学行为考察结果显示林可霉素组人参皂苷Rb1的AUC(0～∞)为(35568.85±11136.50)μg/L*h,而正常组的AUC(0～∞)为(42475.46±21962.66)μg/L*h,而人参皂苷Rd正常组血药浓度明显高于林可霉素组。实验分别将两组大鼠造模一周后新鲜粪便制备的菌液与Rb,进行体外温孵,结果显示正常组菌液Rd代谢生成速率明显高于抗生素组。介导脱糖基反应的p-D-葡萄糖苷酶活性考察结果表明随着造模天数的增加两组酶活差异逐渐增大,一周后正常组p-葡萄糖苷酶活性比林可霉素组酶活性高约1.89倍。基于上述实验研究结果,可以看出肠道菌群失调确实可以引起大鼠体内外代谢行为差异。因此本课题选择了由纳他霉素、新霉素和短杆菌肽组成的混合抗生素和束缚性应激两种诱导大鼠肠道菌群紊乱的模型进行研究。药代动力学研究结果显示,应激组人参皂苷Rb1的AUC(0-t)、AUC(0～∞)、Cmax值均低于正常组存在显著性差异,而Vz、Clz值则高于正常组值同样存在显著性差异。而应激组的人参皂苷Rd的AUC(O-t)、Cmax、T1/2均高于正常组,混合抗生素组由于检测到的Rd浓度较低差异更大。在排泄实验中,尿排泄曲线大致与药时曲线浓度趋势一致,且只能描绘出人参皂苷Rb1与Rd的累积排泄曲线,Rb1的最大累积尿排泄率为(1.33±0.29)%000。粪排泄实验中可以检测到人参皂苷Rb1、Rd、F2、Rg3、C-K。抗生素组Rd累积粪排泄量最高,而F2、Rg3和C-K粪排泄量最低,可以推测Rd之后的代谢途径反应受到抑制。应激组的F2、C-K累积粪排泄量最高,推测该组Rd→F2→C-K代谢途径反应更易发生。三组Rb1的累积最大分排泄量差异不大范围在(24.17±3.19)%-(25.60±3.88)%。利用体外温孵的手段孵育人参皂苷Rb1,观察药物体外温孵代谢差异情况。另对代谢产物人参皂苷Rd、F2、C-K生成速率进行考察。综合各组的代谢曲线以及代谢产物的生成速率结果,可以看出抗生素组的每个代谢途径都受到影响,反应极慢。束缚性应激使代谢产物生成速率增大,可能刺激相关糖苷酶的表达,导致各成分代谢产生差异。本课题还对造模后大鼠肠道菌群的p-葡萄糖苷酶和p-葡萄糖醛酸苷酶活性进行考察,结果显示造模一周后应激组大鼠的β-葡萄糖苷酶活性高于正常组。抗生素组两种糖苷酶活性均为最低,并存在显著性差异。根据结果推断由β-葡萄糖苷酶作为重要的介导人参皂苷脱糖基反应的酶影响药物在肠道菌群的代谢进而其在肠道的吸收,而p-葡萄糖醛酸苷酶活性虽然受到影响,但有可能对人参皂苷Rb1及其代谢产物在肠道中代谢无明显影响。在测定肠黏膜屏障功能的评价指标短链脂肪酸含量的实验中,结果表明六种主要的短链脂肪酸乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸的浓度均在正常组大鼠的肠内容物中高于应激组,应激组又明显高于抗生素组,表明束缚性应激和抗生素可导致肠道菌群及其功能发生显著变化。综上,本课题系统研究了模型药物人参皂苷Rb1在菌群失调大鼠体内的药代动力学行为,并从肠道菌群相关糖苷酶活性及功能方面对其机制进行了初步探讨,为糖苷类药物在菌群失调大鼠体内的代谢规律提供了共性研究思路。