基于代谢组学技术研究甘麦大枣汤对阿尔兹海默症大鼠的影响

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目的:阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)是一种常见的神经退行性疾病,其发病机制复杂。目前缺少可以用于AD诊断的标志物和临床上可以长期使用且副作用小的药物。中药复方甘麦大枣汤(Gan Mai Da Zao Decoction,GMDZ)临床上应用于治疗神经退行性疾病,但其关于治疗AD的研究较少。因此,本研究旨在探讨甘麦大枣汤的成分组成,建立AD大鼠模型,基于代谢组学和脂质组学技术探讨甘麦大枣汤治疗AD的机制,为甘麦大枣汤的应用于治疗AD提供理论基础。方法:(1)基于超高液相色谱串联四级杆-飞行时间质谱(Ultrahigh liquid chromatography quadrupole-time-of-flight mass spectrometry,UPLC-Q-TOF-MS)分析技术结合UINIFI软件进行分析对甘麦大枣汤的成分进行鉴定。(2)AD大鼠模型的建立:采用灌胃Al Cl3、腹腔注射D-半乳糖、脑室注射Aβ的方法建立AD大鼠模型;采用莫里斯水迷宫(Morris Water Maze,MWM)测试进行模型行为学验证;采用Western Blot的方法检测大鼠大脑海马中Aβ的表达。(3)基于UPLC-Q-TOF-MS的代谢组学技术结合多变量分析方法进行大鼠血浆、尿液代谢组学分析。(4)基于超高液相色谱串联三重四级杆-飞行时间质谱(Ultrahigh liquid chromatography triple quadrupole-time-of-flight mass spectrometry,UPLC-Triple-TOF/MS)的脂质组学技术结合多变量分析对大鼠的血浆进行脂质组学的分析。结果:(1)甘麦大枣汤中共鉴定到123种化合物,正模式条件下108种化合物;负模式条件下62种化合物。(2)MWM测试中GMDZ组的逃避潜伏时间明显低于AD组,AD组通过平台的频率小于Sham组(p≤0.01),AD组通过平台的频率要小于GMDZ组(p≤0.01)。(3)AD组和Sham组比较时鉴定出39种血浆差异代谢物,涉及6条代谢通路;鉴定出33种尿液差异代谢产物,涉及3条代谢通路。GMDZ组与AD组比较时,鉴定出39种血浆差异代谢物,涉及5条代谢通路;鉴定出43种尿液代谢产物,涉及5条代谢通路。(4)正模式条件下,Sham组与AD组比较时25种脂质显著变化,负模式条件下24种脂质显着变化。AD组与GMDZ组比较时20种脂质显著改变,负模式条件下17种脂质显著变化。结论:在甘麦大枣汤中共鉴定到123种化合物,为质量控制和后续实验提供物质基础,为发掘新的化学药物提供新的视角。确定了区分Sham组和AD组以及AD组和GMDZ组的潜在的尿液、血浆生物标志物。AD大鼠血浆和尿液中异常代谢主要与氨基酸代谢,脂肪酸代谢,鞘脂代谢和甘油磷脂代谢有关。GMDZ可能通过调节氨基酸代谢和脂质代谢来治疗和改善AD。
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