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中医药是我国的瑰宝，具有独特的理论体系及临床价值。“辨证论治”、“整体调理”是中医药最鲜明特色，与正在发展的基于组学技术的系统生物学不谋而合。采用现代科学技术阐释中医证候诊断、复方作用的科学内涵对中医药的继承和发展具有重大意义。本论文从人体、模式动物及细胞代谢物三个层面进行了代谢组学研究，重点探讨了糖尿病中医证候分型、中药复方择时合用、药物作用机制及耐药性等中医药关键科学问题，取得的主要结果如下:
1、发展了一种可靠、普适的柱前衍生HPLC方法用于分析不同样本中的游离氨基酸(FAAs)轮廓谱;在此基础上，对糖尿病患者血浆代谢物组分析，发现了5个氨基酸、LDL和HDL为2型糖尿病的潜在标志物，并通过ROC法的诊断能力评估，证明了上述标志物对FPG诊断具有辅助作用。进而，通过对糖尿病不同中医证候患者血浆FAAs轮廓谱分析，实现了各中医证候组与健康组间的有效区分;并初步判断了糖尿病中医证型发展趋势。此外，优化了UPLC-QTOF/MS分析无目标血浆全谱的方法，进一步获得了糖尿病的两种亚型及它们分别涵盖的中医证型的确切关系及重要标志物。
2、通过UPLC-QTOF/MS的血清全谱分析及GIOS、PCA的数据处理，发现了无论复方中药单用干预还是择时合用干预肾虚衰老证大鼠模型，均具有代谢修复的作用，其中尤以早益阳合晚滋阴用药组的修复作用最强。
3、通过培养基中氨基酸代谢消耗谱的分析，显示了其能够很好地聚类五种抗癌药物，证明了通过培养基代谢消耗谱建立抗癌机理推断模型的可行性。
4、建立了细胞内FAAs轮廓谱的分析方法，发现了紫杉醇诱导细胞死亡与细胞内FAAs含量变化之间存在着很强的相关性，证明了其细胞毒作用与干扰氨基酸的代谢有关。并提出了紫杉醇可能存在的耐药性原因。