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麇鹿角为麇鹿Elaphurus davidianus Milne-Edwards的雄鹿已骨化脱落的角,入药历史悠久,是一种名贵稀缺的补益类中药材,具有补阴、补阳、强筋骨、益精血的功效,用于虚劳赢弱,精血不足,阳痿,不孕,腰膝酸软,筋骨疼痛等症。本论文以麋鹿角为研究对象,开展了一系列对麋鹿角补阳功效的评价性研究。采用了氢化可的松致大鼠肾阳虚和“房事不节,劳倦过度”致雄性小鼠肾阳虚这两个经典模型,同时结合以分子细胞学角度,分别侧重于不同方向不同角度对麇鹿角补阳作用功效进行了评价及机理探究,以期为麇鹿角资源的开发和综合利用提供科学依据。主要研究内容和结论简述如下: 1.麋鹿角对氢化可的松致大鼠肾阳虚模型功效评价研究 本研究首先从一般状况、内分泌系统、免疫系统及血液中的环核苷酸四方面研究了麇鹿角不同部位对氢化可的松肾阳虚证大鼠的影响,初步探讨其作用机制。在前期研究的基础上,确定了每个给药部位的最有效作用剂量。再通过复制氢化可的松致大鼠肾阳虚模型,采用UPLC-QTOF-MS的代谢组学技术分析模型组和麇鹿角粉组、水提取物组、药渣组给药后大鼠血清代谢图谱,寻找其作用于肾阳虚证大鼠血清代谢特征(包括生物标志物和代谢途径)和整体代谢轨道,结合这两部分的研究结果,系统地阐明麋鹿角不同部位对肾阳虚证大鼠的作用机制,为麇鹿角的补阳作用的活性部位和功效物质基础提供科学依据。 (1)生物效应体系评价研究 本实验采用氢化可的松大鼠肾阳虚模型,将肾阳虚大鼠随机分为8组:模型对照组,阳性对照(金匮肾气丸)组,麋鹿角原粉低、高剂量组,麋鹿角水提物低、高剂量组,麋鹿角药渣低、高剂量组,另取8只健康大鼠作为空白对照组。实验结果表明,与模型组比较,各给药组和阳性对照组大鼠血清ATCH、CORT、T3、T4、T、cAMP/cGMP比值、1gG和lgM水平均明显升高,胸腺、脾脏、肾脏指数显著增加,E2和TSH水平明显下降,体重下降趋势得到纠正,表明各组均可不同程度促进肾阳虚大鼠体征的改善。 可见,肾阳虚证存在内分泌、免疫功能紊乱,麇鹿角不同部位能不同程度地调节内分泌、免疫功能,改善肾阳虚证大鼠症状,其补阳功效与其调节神经内分泌网络功能密切相关。 (2)血清代谢组学研究 复制氢化可的松致肾阳虚证大鼠模型,基于UPLC-QTOF-MS技术对正常组、肾阳虚证模型组和麇鹿角各给药治疗组大鼠血清中小分子代谢物进行分析,采用主成分分析和正交偏最小乘判别分析法进行数据处理,寻找生物标志物和代谢通路,同时检测血清中生化指标水平。结果表明:与正常组比较,模型组大鼠血清中ATCH、CORT、T3、T4含量显著降低,TSH含量明显升高。这表明HPA,HPT轴出现了紊乱。麇鹿角粉组、水提组和药渣组均可显著提高血清中ATCH、CORT、T3、T4含量,降低TSH含量。确定了19个生物标记物,如前列腺素E1、L-甲状腺素、甘油二酯、甘油三酯、酰基辅酶类、溶血磷脂类等内源性生物标记物。涉及线粒体脂肪酸伸长代谢,甘油磷脂代谢,脂肪酸代谢,花生四烯酸代谢等代谢途径。发现麇鹿角各给药组对这些标记物具有显著地回调作用。 本研究揭示了麇鹿角各给药组能通过影响相关代谢产物变化,来调节肾阳虚证大鼠体内紊乱的代谢通路并使其像正常状态转归,证明麇鹿角各给药部位均能干预肾阳虚证大鼠症状。 2.麋鹿角对雄性小鼠房劳肾阳虚模型功效评价研究 麇鹿角传统功效中滋阴壮阳、补肝肾、填精髓,主治虚劳赢弱,精血不足,阳痿,提示麋鹿角对机体性腺功能具有调节作用。 基于前期研究的基础上,麇鹿角不同部位能不同程度地缓解氢化可的松致小鼠肾阳虚下丘脑-垂体-性腺轴的紊乱。为了进一步探讨麇鹿角不同部位对肾阳虚证模式生物的干预作用,本研究复制了“劳倦过度,房事不节”肾阳虚小鼠模型,通过分析麇鹿角不同部位对肾阳虚证小鼠的体重、生殖功能的影响。并基于前期研究的基础上,采用UPLC-QTOF-MS的代谢组学技术分析正常组和模型组、水提组、醇提组、药渣组和麋鹿角粉组给药后小鼠血清代谢图谱,寻找其干预肾阳虚证小鼠的生物标志物和代谢途径,结合这两部分的研究结果,探讨了麇鹿角各给药部位对该模式生物的影响及作用机制,进一步为麇鹿角的补阳作用功效提供科学依据。 (1)生物效应体系评价研究 各给药组与模型组相比:小鼠体重持续升高,麋鹿角醇提高、低剂量组及水提高、低剂量组有较明显的升高体重的趋势。麋鹿角各治疗组均能提高小鼠肾脏、睾丸及附睾、包皮腺和精囊腺脏器指数;捕捉潜伏期及交配潜伏期显著缩短,捕捉次数及交配次数显著增加,其中醇提高、低剂量组捕捉次数及交配次数呈显著地升高趋势,表明麇鹿角醇提取物能显著地提高肾阳虚小鼠的交配能力;小鼠体内FSH、LH及T水平明显升高;精子密度、精子活率、精子存活率显著提高,精子畸形率显著降低。 研究结果显示,麇鹿角不同部位不同剂量均可使肾阳虚证的症状不同程度地向正常状态转归。麇鹿角能明显改善“房事不节,劳倦过度”致小鼠肾阳虚症状,其补阳功效主要通过改善其下丘脑-垂体-性腺轴系统功能密切相关。 (2)血清代谢组学研究 研究发现,麋鹿角各给药组能不同程度地升高肾阳虚证小鼠睾丸及附睾指数,但对睾丸的作用效果明显优于附睾,其中麇鹿角醇提组对提高肾阳虚小鼠睾丸及附睾指数均表现出较好的效果。 模型组较正常组和给药组附睾管腔中精子密度相对要稀薄一些,精子数量明显减少,管壁细胞排列分布疏松。研究表明麇鹿角各给药组对能够不同程度地缓解房劳肾阳虚对性器官造成的损害。 本实验基于UPLC-QTOF/MS技术,发现38个潜在的生物标记物,这些生物标记物主要与甘油磷脂代谢、不饱和脂肪酸代谢、鞘脂类代谢等代谢途径有关。这些代谢通路在“房事不节,劳倦过度”肾阳虚证小鼠体内发生紊乱,在给予麇鹿角不同部位后使其向正常状态转归。 3.麋鹿角对小鼠睾丸间质细胞TM-3影响及作用机制研究 睾丸间质细胞是睾丸中分泌睾酮的主要细胞,而睾酮在精子发生中起重要作用。前期研究表明,麋鹿角能有效地提高整体动物体内睾酮水平。本实验采用了超滤技术对麇鹿角总水提取物进行分离,获得不同分子量段的麋鹿角样品ML1-ML4,结合总水提取物及总醇提部位,将所获得的麋鹿角样品作用于睾丸间质细胞TM-3,对其有效部位进行初步筛选,并探讨其对TM-3细胞的影响及作用机制。 (1)麇鹿角对TM-3细胞增殖的影响 取总醇提取物、总水提取物及水提取物不同分子量组分进行了对小鼠睾丸间质细胞TM-3的促增殖活性初步筛选。结果表明,总水提取物及ML1(10W<MW)没有表现出明显的生长促进作用。ML2(10W>MW>1W)、ML3(1W>MW>3000)、ML4(3000>MW)及总醇提取物均表现出与阳性药HCG类似的促增殖作用,ML2、ML3和ML4样品浓度为62.5μg/ml是,增殖指数均超过120%,说明表现出显著地增殖效果。 (2)麋鹿角对TM-3细胞分泌睾酮的影响 运用小鼠睾丸间质细胞TM-3体外培养技术,观察麋鹿角水提不同部位及醇提取物对睾丸间质细胞分泌睾酮能力的影响。结果表明麇鹿角水提取部位中ML1(10W<MW)样品对TM-3单位细胞内、外分泌睾酮能力没有明显作用;ML2(10W>MW>1W)和ML3(1W>MW>3000)样品处理TM-3细胞后,单位细胞内、外液睾酮水平均不同程度提高,且均在31μg/ml浓度时单位细胞内、外液睾酮含量达到最高值;ML4(3000>MW)样品对单位细胞内睾酮分泌呈一定的剂量依赖关系,在125μg/ml能明显提高单位TM3细胞内、外液睾酮水平。 (3)基于RT-PCR分析麋鹿角对TM-3细胞睾酮合成关键性酶mRNA表达的影响 结果表明,ML2(10W>MW>1W)、ML3(1W>MW>3000)、ML4(3000>MW)及总醇提取物对小鼠睾丸间质细胞TM-3睾酮合成的关键性酶P450scc、P450c17、3β-HSD、17β-HSD mRNA的表达均有不同程度的提高,其中ML3(1W>MW>3000)对各关键性酶mRN A的表达作用最明显,这表明麇鹿角对TM-3细胞睾酮合成的最有效部位为麇鹿角总水提取物中分子量为1W>MW>3000。本研究筛选了麇鹿角作用于睾丸间质细胞TM-3的的活性作用部位,为麇鹿角活性功效物质的进一步探讨提供了有力的依据。