中药配伍作为中药复方的基本特征,在中药现代化研究中具有重要意义。在中医理论中,配伍是指根据临床情况和药性,将两种或两种以上的中药结合起来,以增强治疗效果,抵消毒副作用。人们似乎普遍认为,中药的协同治疗作用源于中药和/或中药配方中多种生物活性成分之间复杂的相互作用。而中药复方的生物学过程本质上体现为“干预系统(中药复方)-应答系统(生物机体)”的相互作用。一方面,中药复方的化学物质组在生物机体中发生吸收、代谢、分布和排泄(ADME),药代动力学(pharmacokinetics,PK)研究是明晰中药复方ADME规律的重要手段。另一方面,生物机体受到复方中化学物质的影响产生药效或者毒性作用。生物机体系统受中药复方作用后将会在内源性代谢物组上产生应答。基于代谢组学策略对基因和蛋白功能活动的最下游内源性代谢产物进行研究,可表征生物机体在复方化学物质作用下的整体功能状态的应答。越来越多的研究将代谢组学的生物标志物作为药效动力学(pharmacodynamics,PD)的研究指标,用于从微观分子水平上有效表征中药复方的药/毒效。PK-PD致力于药物的体内过程、药物效应及其两者之间的关联分析,有助于全面系统的解答中药复方药效物质基础和作用机制等科学问题。定志小丸(DZXW)源于孙思邈所著《备急千金要方》,具有多种活性成分。作为一种传统的中药复方,在中医临床上多用于治疗失眠、抑郁、阿尔茨海默病(AD)等病症。其中,AD是一种多病因的疾病,其特征包括胆碱神经元缺失,细胞外Aβ沉积、细胞内神经纤维缠结、神经炎症、氧化过激以及神经递质缺失等。随着分析技术的不断发展,越来越多的研究表明,DZXW可以通过多途径、多靶点治疗AD。因此,本论文建立一系列的分析方法,通过PK-PD关联分析来阐明DZXW治疗AD的药效物质基础及作用机制。1.建立了一种基于超高液相色谱串联质谱(UPLC-MS)的新型拟多反应监测(PMRM)策略,以扩大质谱对无标准品中药成分的定量范围。此方法用于对比分析DZXW复方及其单味药的PK行为。选择人参皂苷、远志皂苷、远志口山酮、远志寡糖脂和茯苓三萜酸作为PK标记物。通过比较DZXW以及单味药中活性成分的平均血药浓度-时间曲线和PK参数来考察中药-中药相互作用机制。定量结果显示,定志小丸复方配伍前后PK行为发生了改变。中药配伍可以提高活性成分的生物利用率,降低潜在的毒副作用,体现了复方配伍的科学性。2.APP/PS1小鼠模型可以模拟人类AD绝大多数的病理特征,被广泛应用于AD的病理研究中。本章采用APP/PS1模型小鼠,从行为学,胆碱能损伤,Aβ蛋白沉积,tau蛋白磷酸化,氧化应激,神经炎症等角度对DZXW治疗AD的疗效和配伍机制进行了研究。结果表明,人参和茯苓在改善学习记忆能力、胆碱能损伤、神经炎症、降低Aβ蛋白沉积及tau蛋白磷酸化等方面都发挥着主要作用,是定志小丸的主要活性药味。远志和石菖蒲主要通过中药配伍后的协同作用促进人参与茯苓两味药的治疗效果。3采用代谢组学方法,结合病理学和靶向代谢组学研究DZXW对APP/PS1小鼠的保护作用。给予DZXW后,Aβ沉积减少,突触密度增加,神经炎症等病理特征得到改善。从粪便中识别出24个与DZXW治疗APP/PS1小鼠相关的潜在生物标记物。它们主要涉及胆汁酸和脂肪酸的代谢。通过对这24种代谢生物标志物进行生物学功能分析,推断DZXW可能通过抑制神经炎症等途径发挥治疗AD的作用。4近期的一些研究表明,肠道菌群的改变与AD的发展密切相关。且胆汁酸(BA)等代谢物在肠道菌群与AD间起着重要的媒介作用。茯苓中的茯苓酸,茯苓新酸B等三萜酸类化合物是治疗AD的主要活性成分,绝大多数活性成分可在粪便和血液中检测到。因此,这些分布在粪便中的活性成分可能是肠道菌群的潜在底物。本研究通过行为学实验、免疫组化(IHC)和16S rRNA测序实验来评价PC对APP/PS1小鼠的多靶点治疗效果。利用靶向代谢组学方法研究了BA代谢谱。进一步验证PC是否可以通过调节脑-肠-菌群轴和多靶点协同调节网络来改善APP/PS1小鼠的病理状态。结果表明,PC给药可以通过抑制α分泌酶和β分泌酶以及改善神经炎症反应和小胶质细胞和星型胶质细胞的吞噬和清除能力来减少Aβ沉积。同时,PC可以在肠道菌群中同时调节益生菌和抑制致病菌,从而逆转BA等代谢物的代谢紊乱来治疗AD。5我们使用三位点微透析结合液相色谱耦合三重四极杆串联质谱仪(MD-UPLC-QQQ-MS)直接检测AD大鼠海马、血浆和肠道中与疗效相关的外源性活性化合物和内源性活性物质,从而建立了一种DZXW治疗AD的PK与PD关联的可视化表征方法。结果表明PK指标与PD指标之间的关系并非呈现了简单的线性相关,而是表现出了复杂的相互关系和PK指标的延迟效应。海马组织和血液中内源性代谢产物的含量变化趋势是高度一致的。人参皂苷PK3(Re)和PK4(Rf)与茯苓三萜PK5(DDTA)和PK6(PAB)的PK指标表现出了调节PD指数的相似机制。而远志口山酮PK1(PIII)和寡糖脂PK2(SA6)的PK指标则可能采用另一种调节机制。人参皂苷和茯苓三萜对内源性标志物的扰动维持时间更长。此方法为阐明DZXW的活性物质及其治疗AD的机制提供了一个新的视角。