來源??TMR Publishing Group作者??Traditional Medicine Research 編輯部??

組學(xué)技術(shù)指現(xiàn)代生物學(xué)研究體系中一系列基于高通量分析檢測技術(shù)的研究方法，包括轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等。整體觀念是中醫(yī)學(xué)關(guān)于人體自身的完整性及人與自然、社會環(huán)境的統(tǒng)一性的認(rèn)識。組學(xué)技術(shù)作為新興技術(shù),其整體性、系統(tǒng)性及動態(tài)性與中醫(yī)學(xué)整體觀念理論特點(diǎn)不謀而合。近年來，組學(xué)技術(shù)在推動中醫(yī)辨證客觀化方面提供了較多證據(jù)，在中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用取得一定的成果，得到廣泛關(guān)注。由于中醫(yī)藥成分復(fù)雜，具有靶標(biāo)多樣性的特點(diǎn)，單一通路研究難以詮釋中藥“整體觀念”的治療思想。運(yùn)用組學(xué)整合研究，可從多角度、多方面探索其作用機(jī)制，有助于進(jìn)一步促進(jìn)中醫(yī)藥臨床應(yīng)用發(fā)展，為中醫(yī)藥的研究開拓新的方向。

本文通過對多組學(xué)聯(lián)用在中藥干預(yù)代謝性疾病作用機(jī)制研究的文獻(xiàn)進(jìn)行梳理和歸納發(fā)現(xiàn)，目前在中醫(yī)藥研究中應(yīng)用較為廣泛的組學(xué)技術(shù)包括轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)及 16S rRNA 測序技術(shù)等。轉(zhuǎn)錄組學(xué)是在整體水平上研究細(xì)胞中所有基因轉(zhuǎn)錄及其轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律的一門學(xué)科，同時也是高通量基因表達(dá)譜分析的有力工具。蛋白質(zhì)組學(xué)是通過分析蛋白質(zhì)的表達(dá)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用，了解細(xì)胞或生物體蛋白質(zhì)組成及變化規(guī)律的一門學(xué)科。代謝組學(xué)可用于研究生物體內(nèi)源性代謝產(chǎn)物的種類、數(shù)量以及其在內(nèi)外因素作用下的變化規(guī)律，還可通過信息建模、系統(tǒng)整合進(jìn)行群組指標(biāo)分析，反映生物體代謝物動態(tài)變化的規(guī)律。16S rRNA測序研究可以準(zhǔn)確鑒定腸道微生物的種類和豐度。

但是，從目前的研究結(jié)果來看，使用組學(xué)技術(shù)對中藥復(fù)雜成分的認(rèn)識仍還不夠，究其原因有二，其一，單一組學(xué)分析具有局限性，不能完整充分探究中藥治療疾病的作用機(jī)制，其二，多組學(xué)聯(lián)用在中藥治療疾病方面的研究雖然得到了長足的發(fā)展，但研究的深度依然不夠，大多是通過檢測中藥調(diào)控相關(guān)基因和蛋白質(zhì)表達(dá)或代謝物的變化等，進(jìn)而推測可能的生物過程和代謝途徑，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)綜合分析深入研究，通過多組學(xué)技術(shù)等組學(xué)技術(shù)在多個層面上解釋分子的復(fù)雜性，用于全面了解人類健康與疾病的關(guān)系，同時為中醫(yī)藥治療疾病提供科學(xué)依據(jù)。

中醫(yī)藥（TCM）用于治療代謝性疾病已有數(shù)千年的歷史。六味地黃丸由熟地黃、酒萸肉、牡丹皮、山藥、茯苓、澤瀉組成，作為經(jīng)典組方現(xiàn)今常應(yīng)用于糖尿病的臨床治療中，研究發(fā)現(xiàn)其能顯著降低患者空腹血糖和尿蛋白/肌酐比值，但是仍缺乏對其機(jī)制進(jìn)一步研究，通過代謝組學(xué)等方法觀察其代謝物差異，進(jìn)而可以進(jìn)一步闡明其作用機(jī)制迫在眉睫。體內(nèi)實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用代謝組學(xué)方法，對比模型組和對照組之間的代謝差異，證實(shí)了該方在糖尿病和相關(guān)腎衰竭中的治療效果。黃連解毒湯首見于《肘后備急方》，為著名清熱劑，臨床應(yīng)用廣泛，由黃芩、黃連、黃柏和梔子組成，通過利用活細(xì)胞生物特異性提取和HPLC-Q-Orbitrap HRMS/MS的方法對黃連解毒湯粗提取物中的神經(jīng)保護(hù)化合物進(jìn)行篩選和鑒定，證實(shí)了活細(xì)胞生物特異性提取與LC-HRMS/ MS技術(shù)相結(jié)合是快速篩選中藥中潛在生物活性成分的有效方法。另有研究基于UPLC-QTOF/MS的血漿代謝組學(xué)，探索了黃連解毒湯對阿爾茨海默病（AD）的影響，結(jié)果表明，該方在一定程度上可起到預(yù)防AD的作用。

因此，本文結(jié)合近年文獻(xiàn)，對于多組學(xué)聯(lián)用在中藥干預(yù)代謝性疾病作用機(jī)制的研究進(jìn)行深入探討。在治療上，聚焦研究治療常見代謝性疾?。ㄈ?型糖尿病、非酒精性脂肪肝等）的多組學(xué)技術(shù)；在組學(xué)技術(shù)應(yīng)用上，主要關(guān)注網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)聯(lián)合代謝組學(xué)、16S rRNA技術(shù)聯(lián)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)、16S rRNA技術(shù)聯(lián)合代謝組學(xué)及16S rRNA技術(shù)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和代謝組學(xué)技術(shù)進(jìn)行綜述。

1 組學(xué)技術(shù)

1.1 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)(network pharmacology，NP)是一門分析生物系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)并選取特定信號節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多靶標(biāo)藥物分子設(shè)計的新學(xué)科。一個生物網(wǎng)絡(luò)涉及許多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)，如節(jié)點(diǎn)、邊、度數(shù)等。節(jié)點(diǎn)能代表基因、蛋白質(zhì)、中藥復(fù)合物、疾病表型等。邊則為兩者之間的聯(lián)系節(jié)點(diǎn)，它可以表示交互作用蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、化合物-靶標(biāo)或轉(zhuǎn)錄的監(jiān)管。度數(shù)?？娠@示多條邊一個節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的關(guān)系，大度值則一般被認(rèn)為是中心節(jié)點(diǎn)。中醫(yī)藥研究的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建通常包括生物活性化合物的篩選，靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)“藥物-基因-靶標(biāo)-疾病”的網(wǎng)絡(luò)可視化。降脂理肝湯為臨床經(jīng)驗方劑，由澤瀉、丹參、決明子、郁金、海藻和荷葉6味中藥組成，唐標(biāo)等通過網(wǎng)絡(luò)分析，從降脂理肝湯中篩選得到 82個活性成分，涉及非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)靶點(diǎn)53個，靶點(diǎn)主要關(guān)聯(lián)NAFLD中胰島素抵抗、氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，并且參與了NAFLD中PI3K/Akt信號通路、炎癥小體途徑、白細(xì)胞介素-10(IL-10)信號通路以及T細(xì)胞信號通路，初步探討了降脂理肝湯干預(yù) NAFLD潛在機(jī)制。六味地黃丸來源于《小兒藥證直訣》，由熟地黃、酒萸肉、牡丹皮、山藥、茯苓、澤瀉組成，Dan He等基于系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法成功鑒定其含有45種治療2型糖尿病(Type 2 diabetes，T2DM)相關(guān)的有效成分10種更具有預(yù)測性的成分(如：槲皮素、山奈酚、豆甾醇，薯蕷皂苷元，甘氨酸酮B，異酚甾醇等)參與了抗炎，抗氧化應(yīng)激，減少β細(xì)胞損傷，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，其可能通過AGE-RAGE信號通路、TNF信號通路、NF-kappa B信號通路參與T2DM及其并發(fā)癥(動脈粥樣硬化、腎病)的治療。Yupei Zhang等采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，并結(jié)合分子對接方法驗證了經(jīng)典理氣方柴胡疏肝散，方中由陳皮、柴胡、川芎、香附、枳殼、芍藥等組成，通過對其篩選，確定出PPARγ，F(xiàn)XR, PPARα，RARα和PPARδ為其靶基因，NAFLD大鼠模型經(jīng)過柴胡疏肝散干預(yù)后，體重、肝組織病理學(xué)、血清和肝臟脂質(zhì)及mRNA水平均有改善，PPARγ、FXR、PPARα和RARα明顯改變。通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)篩選中藥方劑的生物活性化合物及疾病靶目標(biāo)，并通過實(shí)驗加以驗證，不失為中藥方劑干預(yù)代謝性疾病的作用機(jī)制的科學(xué)依據(jù)。王璇等基于UPLC/LTQ-Orbitrap-MS技術(shù)對桔梗水提物中化學(xué)成分進(jìn)行鑒定，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法預(yù)測桔梗治療 NAFLD的主要化學(xué)成分和潛在作用機(jī)制，共獲得桔?；钚猿煞?3個，藥物靶點(diǎn)278個，疾病靶點(diǎn)1536個，共同靶點(diǎn)83個，涉及PI3K-AKT、胰島素抵抗、THF-a、IL-17、JAK-STAT、T細(xì)胞受體等信號通路。實(shí)驗驗證顯示關(guān)鍵靶基因存在差異性表達(dá)。

1.2 16S rRNA技術(shù)

16S rRNA基因測序技術(shù)是研究微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性的重要技術(shù)。其通過提取微生物總DNA后，根據(jù)16S rRNA基因的保守區(qū)序列設(shè)計引物，采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerasechain reaction，PCR)擴(kuò)增 16S rRNA 基因片段，再使用測序儀進(jìn)行測序，利用高變區(qū)序列的差異對微生物進(jìn)行分類鑒定，使腸道微生物組成表達(dá)成為可能。人體腸道微生物群在保護(hù)細(xì)胞免受傷害、處理能量和營養(yǎng)以及促進(jìn)細(xì)胞生長等方面發(fā)揮著重要作用。健康的微生物群失調(diào)可能損害生命功能，導(dǎo)致病理性狀態(tài)。因此，通過16S rRNA基因測序技術(shù)分析腸道菌群情況，避免菌群失調(diào)導(dǎo)致人體損害至關(guān)重要。健肝消脂方是臨床治療NAFLD的經(jīng)驗效方，由茯苓、澤瀉、白術(shù)、黃芪、柴胡等構(gòu)成，Liao Jiabao等采用16S rRNA分析表明，其影響了NAFLD大鼠腸道菌群的多樣性，降低了厚壁菌門與擬桿菌門的比例，提高了異普雷沃氏菌(Alloprevotella)、乳酸桿菌(Lactobacillus)和Turicibacter等益生菌的相對豐度，隨后通過腸道滲透率評價發(fā)現(xiàn)，經(jīng)健肝消脂方治療后，結(jié)腸中ZO-1和occludin的表達(dá)增加?？顾ダ掀˙20021021）由明朝的宮廷處方配制而成，由地黃、人參、枸杞、麥冬和枸杞等構(gòu)成，Shuqing Gong等通過16S rRNA基因測序發(fā)現(xiàn)其可以改善高脂飲食引起的肥胖、糖耐量失調(diào)以及腸道菌群失調(diào)?？顾ダ掀Ｕc道中增加的厚壁菌門和變形菌門豐度，增加了厚壁菌門與擬桿菌門的比值，降低了高脂飲食引起的擬桿菌門的豐度。

1.3 代謝組學(xué)

代謝組學(xué)是指某一生物或細(xì)胞在一特定生理時期內(nèi)所有的低分子質(zhì)量代謝產(chǎn)物。代謝組學(xué)(metabolomics)是以組群指標(biāo)分析為基礎(chǔ)，以高通量檢測和數(shù)據(jù)處理為手段，以信息建模與系統(tǒng)整合為目標(biāo)的系統(tǒng)生物學(xué)的一個分支。最早由Nicholson團(tuán)隊于1999年提出了代謝組學(xué)(metabonomics)的概念。主要包括臨床代謝組學(xué)、藥物代謝組學(xué)、脂組學(xué)、代謝通量組學(xué)等。Yuanjun Deng等基于UHPLC-MS的非靶向脂質(zhì)組學(xué)采用超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析肝臟脂質(zhì)變化，sirt1選擇性抑制劑EX 527用于抑制肝臟中SIRT的表達(dá)，參苓白術(shù)散由白扁豆、白術(shù)、茯苓、甘草、桔梗等組成，通過脂質(zhì)組學(xué)分析表明其參與了高脂飲食的大鼠中30種脂質(zhì)的調(diào)控，通路分析表明甘油磷脂代謝和甘油脂代謝是其抗NAFLD機(jī)制中潛在靶點(diǎn)通路。中醫(yī)經(jīng)典古方六味地黃丸由熟地黃、酒萸肉、牡丹皮、山藥、茯苓、澤瀉組成，現(xiàn)今常應(yīng)用于糖尿病的臨床治療中，Jian-hua Huang等采用代謝組學(xué)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)和隨機(jī)森林(Random Forest，RF)算法的方法觀察糖尿病模型組與對照組的代謝差異，并觀察六味地黃丸治療糖尿病和其相關(guān)腎衰竭疾病中的療效，結(jié)果表明對照組和模型組中3-羥基丁酸、檸檬酸、十六酸、十八酸等代謝物在差異顯著，六味地黃丸能顯著降低空腹血糖和尿蛋白/肌酐比值，這些結(jié)果表明六味地黃丸對糖尿病相關(guān)腎病具有保護(hù)作用。中成藥滋腎降糖丸（approval serial number by?National Medical Products Administration (NMPA)?in China: 20170509）由黃芪、熟地黃、淫羊藿、三七等藥材組成，臨床上常用于治療T2DM患者，Jianping Chen等利用UHPLC-Orbitrap/MS-based代謝組學(xué)揭示其對糖尿病小鼠的作用機(jī)制，研究發(fā)現(xiàn)，其治療后模型小鼠血清中26種潛在的生物標(biāo)志物有24種代謝物返回到類似對照組水平。通過分析代謝途徑，谷胱甘肽代謝、甾體激素生物合成等甘油磷脂代謝與糖尿病密切相關(guān)。滋腎降糖丸通過磷脂代謝的調(diào)節(jié)，包括磷脂酰膽堿，溶血磷脂酰膽堿和磷脂酰肌醇控制血糖。Junping Zheng等利用血清代謝組學(xué)研究民族藥補(bǔ)臟通絡(luò)湯對糖尿病小鼠后肢缺血代謝通路的影響，采用超高效液相色譜儀層析質(zhì)譜(Ultra Performance LC&trade)對血清樣品進(jìn)行非靶向代謝組學(xué)分析。將代謝產(chǎn)物數(shù)據(jù)與基因結(jié)合，構(gòu)建代謝網(wǎng)絡(luò)GEO數(shù)據(jù)集(GSE3313)。采用定量PCR方法對關(guān)鍵靶點(diǎn)進(jìn)行鑒定基因。結(jié)果顯示補(bǔ)臟通絡(luò)湯對能明顯逆轉(zhuǎn)糖尿病小鼠血清代謝產(chǎn)物水平的變化后肢缺血，顯著恢復(fù)了靜脈內(nèi)皮生長因子受體2 (VEGFR2)和內(nèi)皮一氧化氮合酶(eNOS)的下調(diào)或白細(xì)胞介素4誘導(dǎo)1 (IL4I1)和細(xì)胞色素P450家族1亞家族B成員1 (CYP1B1)的上調(diào)，這些基因是谷氨酸和色氨酸代謝途徑的關(guān)鍵調(diào)控基因。

1.4蛋白質(zhì)組學(xué)

蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)是闡明生物體各種生物基因組在細(xì)胞中表達(dá)全部蛋白質(zhì)的表達(dá)模式及功能模式的學(xué)科，研究內(nèi)容包括鑒定蛋白質(zhì)的表達(dá)、存在方式(修飾形式)、結(jié)構(gòu)、功能和相互作用。Hsin-Yi Lo等發(fā)現(xiàn)口服瓜蔞水提物具有降低小鼠血糖作用，呈劑量依賴性。通過蛋白質(zhì)組學(xué)方法進(jìn)一步鑒定了一個豐富的新TK蛋白(TKP)。通過對接分析，TKP與胰島素抵抗(IR)相互作用，激活I(lǐng)R的激酶活性。此外，TKP對糖尿病小鼠的血糖清除作用呈劑量依賴性。糖絡(luò)寧作為臨床經(jīng)驗方，由黃芪、山茱萸、枸杞、丹參等組成，Taojing Zhang等發(fā)現(xiàn)其可減輕模型大鼠的糖尿病癥狀和血糖水平，包括對冷熱刺激的反應(yīng)時間和神經(jīng)傳導(dǎo)速度。與正常組相比，TLN組有388個差異蛋白，a-硫辛酸(ALA)組有445個差異蛋白，模型組有451個差異蛋白。與模型組比較，TLN組有275個差異蛋白，ALA組有251個差異蛋白。與模型組比較，TLN組線粒體復(fù)合物III明顯減少，谷胱甘肽過氧化物酶和過氧化物酶升高。與ALA組相比，TLN組線粒體復(fù)合物III增加，而線粒體復(fù)合物IV減少。護(hù)肝清脂方是臨床經(jīng)驗方劑，常被用于預(yù)防和治療NAFLD，由澤瀉、山楂、三七、荷葉和枸杞等構(gòu)成，F(xiàn)an Xia等發(fā)現(xiàn)其對高脂飲食誘導(dǎo)的NAFLD大鼠肝臟具有保護(hù)作用，蛋白質(zhì)組學(xué)分析PHYH、ACSL1、hemopexin、ORM1、FABP4、Sult2a1和ASS1是護(hù)肝清脂方治療NAFLD的靶點(diǎn)。

1.5 基因組學(xué)及轉(zhuǎn)錄組學(xué)

基因組學(xué)技術(shù)是對基因多樣性、基因表達(dá)和功能進(jìn)行研究的技術(shù)，包括堿 基序列的組成及改變，DNA甲基化、染色質(zhì)修飾等，早已廣泛應(yīng)用于中醫(yī)藥研究領(lǐng)域中。目前常用的基因組學(xué)技術(shù)包括定量分析技術(shù)如實(shí)時熒光定量PCR、高通量技術(shù)如全外顯子捕獲測序技術(shù)，以及近來取得新技術(shù)突破的單細(xì)胞測序技術(shù)等?；蚪M學(xué)技術(shù)可以對上萬的基因同時進(jìn)行檢測，具有顯著的高通量、整體性、精準(zhǔn)性、微觀化的優(yōu)勢，是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療的重要手段。轉(zhuǎn)錄組學(xué)(transcriptomics)是一門在整體水平上研究細(xì)胞中基因轉(zhuǎn)錄情況及轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律的學(xué)科。簡而言之，轉(zhuǎn)錄組學(xué)是從RNA水平研究基因表達(dá)的情況，轉(zhuǎn)錄組即一個活細(xì)胞所能轉(zhuǎn)錄出來的所有RNA的總和，是研究細(xì)胞表型和功能的一個重要手段。常越等采用 Illumina 測序平臺對糖尿病大鼠胰腺進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，對靶點(diǎn)進(jìn)行表達(dá)量統(tǒng)計。通過eggNOG對基因進(jìn)行分類分析，其中有24. 25%的基因?qū)傥粗δ茴?，為最大分類單元，其余依次為能量轉(zhuǎn)換類、氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝類、核苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝類、碳水化合物轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝類、輔酶轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝類、脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝類等；根據(jù) KEGG 富集分析，黃芪六一湯可能在環(huán)境信息處理、細(xì)胞過程、生物系統(tǒng)、人類疾病這 4 類代謝通路上對T2DM起到治療作用。祛濕化瘀方是臨床經(jīng)驗方劑，由虎杖 、姜黃 、茵陳、地黃和梔子5味中藥組成，辛鑫運(yùn)用轉(zhuǎn)錄組基因芯片技術(shù)對包括祛濕化瘀方的各組NAFLD小鼠肝組織進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組表達(dá)譜檢測，分析比較正常組、模型組和祛濕化瘀方組各組間差異表達(dá)基因，并分析差異基因的功能、涉及的信號通路等，研究發(fā)現(xiàn)其可能通過免疫、代謝、癌癥信號通路相關(guān)基因和信號通路(細(xì)胞外基質(zhì)受體相互作用、MAPK信號通路、PI3K－AKT信號通路等)來干預(yù)NAFLD。

2 多組學(xué)聯(lián)用

基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)等組學(xué)技術(shù)可用于描述不同層次細(xì)胞內(nèi)的生命活動過程?；趶?fù)雜的通路和網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián),可以整合不同組學(xué)的數(shù)據(jù)，通過整理、統(tǒng)計和計算展示數(shù)據(jù)間的調(diào)控關(guān)系，揭示中藥治療疾病的作用機(jī)制。

2.1網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)聯(lián)合代謝組學(xué)

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)可以通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型來分析藥物、靶點(diǎn)、代謝途徑和疾病之間的關(guān)系，并預(yù)測藥效成分對某些關(guān)鍵靶點(diǎn)及其途徑的影響?；诟咝б合嗌V-質(zhì)譜聯(lián)用（HPLC-MS）的代謝組學(xué)可以發(fā)現(xiàn)生物系統(tǒng)中的生物標(biāo)記物，并關(guān)注分子化合物的變化，為中藥在疾病中的代謝機(jī)制提供實(shí)驗依據(jù)。中醫(yī)經(jīng)典古方黃連湯出自《傷寒論》，由黃連、甘草、干姜、桂枝、人參等組成，Linlin Pan等通過T2DM大鼠代謝組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，其對肝纖維化有調(diào)節(jié)作用生物標(biāo)記物，如乙醛酸和二羧酸代謝、苯丙氨酸代謝和三羧酸(TCA)循環(huán)中的胞嘧啶，L-肉堿，甜菜堿，苯丙氨酸，葡萄糖，檸檬酸，苯丙酮酸和馬尿酸。黃連湯可通過調(diào)節(jié)蛋白和基因如GLUT4、INSR和MAPK1干擾乙醛酸鹽和二羧酸鹽的代謝控制血糖，與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測一致。Xianglong Meng等利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)聯(lián)合代謝組學(xué)探討莪術(shù)升基湯治療高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠的作用機(jī)制，代謝組學(xué)分析莪術(shù)升基湯能明顯抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的表達(dá)，胰臟，胃，肝組織中的炎癥蛋白和環(huán)氧合酶-2，肝臟脂肪變性和胰腺增生減少。在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析中，推測莪術(shù)升基湯的功能靶點(diǎn)是通過調(diào)節(jié)輔因子-、輔酶-和脂肪酸結(jié)合，胰島素抵抗，炎癥反應(yīng)，調(diào)節(jié)磷酸酶結(jié)合和信號通路的激活，如絲裂原激活蛋白激酶，磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B，蛋白激酶C和糖基化受體最終產(chǎn)品。根據(jù)代謝組學(xué)分析結(jié)果表明，中鏈和長鏈脂肪酸的含量和能量代謝物小鼠胰腺發(fā)生顯著變化。Xiaoli Wang等利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)聯(lián)合代謝組學(xué)探究腎炎康復(fù)片治療糖尿病腎病的作用機(jī)制，對腎炎康復(fù)片中所含化學(xué)成分進(jìn)行定性研究，并根據(jù)特征化的化學(xué)成分進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析尋找潛在靶標(biāo)。其次，基于UHPLC-QTOF-MS技術(shù)分析模型小鼠尿液代謝譜，并通過多因素統(tǒng)計分析確定生物標(biāo)志物。將代謝組學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究結(jié)果結(jié)合分析。根據(jù)TCMSP數(shù)據(jù)庫對定性鑒定的成分進(jìn)行相應(yīng)的目標(biāo)檢索，共得到36個潛在目標(biāo)獲得了與糖尿病腎病相關(guān)的活性成分和160個靶標(biāo)。共發(fā)現(xiàn)38個生物標(biāo)志物基于UHPLC-QTOF-MS技術(shù)的代謝組學(xué)。聯(lián)合分析結(jié)果顯示有兩個靶點(diǎn)，即己糖激酶2 (HK2)和麥芽糖酶葡萄糖淀粉酶(mam)是重疊的目標(biāo)。這意味著它們不僅僅是相關(guān)通路的靶標(biāo)代謝組學(xué)中潛在的生物標(biāo)志物，也是疾病和藥物的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)交叉靶點(diǎn)。

2.2?16S rRNA技術(shù)聯(lián)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)

轉(zhuǎn)錄組學(xué)常常應(yīng)用于動態(tài)反映整個基因組的轉(zhuǎn)錄情況，但單純的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究對生物體系的表征是不完整的。因此，轉(zhuǎn)錄組學(xué)通過聯(lián)合16S rRNA技術(shù)，從基因與腸道菌群2個層面，對二者結(jié)果進(jìn)行交集通路分析，明顯克服了單一組學(xué)無法完全體現(xiàn)生物學(xué)特征的問題，深入詮釋藥物的作用機(jī)制，使結(jié)果更具說服力。Ruiting Han等采用肝轉(zhuǎn)錄組學(xué)聯(lián)合16S rRNA基因測序探究四妙散治療NAFLD的作用機(jī)制，通過肝轉(zhuǎn)錄組學(xué)豐富差異表達(dá)基因和基因集富集分析，預(yù)測調(diào)控途徑，并聯(lián)合16S rRNA基因測序確定微生物組成，研究結(jié)果表明四妙散下調(diào)脂肪酸的生物合成，刺激胰島素分泌途徑，并且顯著改變了腸道菌群組成，特別是增加了Akkermansia muciniphila的比例。Du等通過RNA測序（RNA seq）對脾臟轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行表征，并聯(lián)合16S rRNA分析研究腸道微生物群組成，研究發(fā)現(xiàn)小檗堿抑制光感受器間維生素A類結(jié)合蛋白（IRBP）誘導(dǎo)的實(shí)驗性自身免疫性葡萄膜炎的機(jī)制，與脾臟轉(zhuǎn)錄組和腸道微生物組成的顯著變化有關(guān)。

2.3 16S rRNA技術(shù)聯(lián)合代謝組學(xué)

16S rRNA測序研究可以準(zhǔn)確鑒定腸道微生物的種類和豐度。代謝組學(xué)技術(shù)為疾病和藥效學(xué)表征提供了獨(dú)特而新穎的思路，有助于系統(tǒng)分析代謝產(chǎn)物的變化。通過聯(lián)合16S rRNA測序技術(shù)與代謝組學(xué)分析，可以從腸道菌群與代謝水平上解釋中藥治療疾病的機(jī)制。中醫(yī)經(jīng)典古方大柴胡湯源自仲景《金匱要略》，由柴胡、黃芩、大黃、枳實(shí)、半夏、白芍、大棗、生姜構(gòu)成，崔換天等利用16 s rRNA測序和非靶向代謝組學(xué)研究對NAFLD模型大鼠的菌群和血清代謝物的影響。研究揭示了大柴胡湯可能通過調(diào)節(jié)腸道菌群及改善有關(guān)氨基酸、甘油磷脂和甘氨酸/絲氨酸/的調(diào)節(jié)蘇氨酸代謝途徑，進(jìn)而改善NAFLD。李自輝等利用16S rRNA技術(shù)聯(lián)合肝臟代謝組學(xué)探究茵陳蒿湯治療NAFLD的作用機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)茵陳蒿湯可改善NAFLD模型大鼠厚壁菌門、擬桿菌門、放線菌門及變形菌門多樣性的失調(diào)，并對其中16種菌屬具有顯著性的回調(diào)作用。鑒定出13 個與治療相關(guān)的肝臟代謝產(chǎn)物，涉及到最強(qiáng)的3個代謝通路分別為甘油磷脂代謝、嘌呤代謝和谷胱甘肽代謝。同時，發(fā)現(xiàn)具有強(qiáng)相關(guān)作用的腸道菌屬與潛在生物標(biāo)志物的互作關(guān)聯(lián)性。

2.4 16S rRNA技術(shù)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和代謝組學(xué)

16S rRNA測序研究可以準(zhǔn)確鑒定腸道微生物的種類和豐度。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)通過預(yù)測潛在靶點(diǎn)，對藥理學(xué)和生物信息學(xué)綜合分析。代謝組學(xué)將中藥方劑眾多成分吸收入血發(fā)揮作用的有活性的代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析。16s rRNA技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、代謝組學(xué)三者聯(lián)合可為中藥治療疾病的復(fù)雜過程提供全面、系統(tǒng)的理解。Kuo Gao等通過數(shù)據(jù)分析提取了黃芪、鬼箭羽、黃連、葛根4種藥材組成了中醫(yī)驗方芪健合劑概念方，隨后進(jìn)一步通過代謝組學(xué)、腸道菌群聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)評價其對T2DM的影響，基于1H-NMR的代謝組學(xué)研究芪健合劑治療組代謝產(chǎn)物的變化，芪健合劑相關(guān)的55種蛋白質(zhì)和4種信號通路，包括半乳糖代謝、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸降解代謝，氨基酰-tRNA生物合成代謝和丙氨酸，探討天門冬氨酸和谷氨酸代謝途徑。腸道PCoA分析菌群顯示芪健合劑治療后擬桿菌門顯著富集。此外，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)范式顯示氣健合劑通過TP53、AKT1和PPARA蛋白發(fā)揮作用。中醫(yī)經(jīng)典古方白虎加人參湯出自《傷寒論》，由知母、石膏、甘草、粳米和人參組成，Xianglong Meng等通過代謝組學(xué)結(jié)合腸道菌群分析與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)解釋改善糖尿病腎病小鼠的作用機(jī)制。血清進(jìn)行代謝組學(xué)檢測，發(fā)現(xiàn)白虎人參湯治療后的代謝物明顯改變。36個白虎人參湯相關(guān)蛋白和4個信號通路，包括纈氨酸，亮氨酸和異亮氨酸的生物合成，煙酸和煙酰胺代謝，色氨酸代謝，丙氨酸，天冬氨酸探索谷氨酸代謝途徑。PCoA結(jié)果表明，白虎人參湯顯著影響腸道菌群組成。此外，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析表明白虎人參湯通過磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B (PI3K/Akt)和mapk相關(guān)蛋白質(zhì)發(fā)揮作用。

3結(jié)語與展望

組學(xué)技術(shù)是一個生物系統(tǒng)中所有組成成分(基因、蛋白質(zhì)等)的構(gòu)成及在特定條件下這些組分間相互關(guān)系的學(xué)科，是生命科學(xué)研究領(lǐng)域的一門新興學(xué)科。它采用系統(tǒng)分析方法，將研究對象看作一個整體，與“中醫(yī)整體觀”相一致，符合中醫(yī)藥的研究思路，通過基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等高通量組學(xué)平臺全方位地獲取海量數(shù)據(jù)信息，并利用生物信息學(xué)及各種數(shù)學(xué)方法對數(shù)據(jù)分析處理，尋找規(guī)律，揭示生物體的奧秘。但由于大多數(shù)中藥成分復(fù)雜，具有靶標(biāo)多樣性的特點(diǎn)，單一通路研究難以詮釋中藥“整體觀念”的治療思想和準(zhǔn)確的作用機(jī)制，所以運(yùn)用組學(xué)整合研究，多組學(xué)綜合分析，從多角度、多方面探索其作用機(jī)制，有助于促進(jìn)中藥在臨床上的廣泛應(yīng)用，對推動中醫(yī)藥現(xiàn)代化意義重大。

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Cao YJ, Li HZ, Sun YM, et al. Integration of multi-omics in investigations on the mechanisms of action of Chinese herbal medicine interventions in metabolic diseases.?Tradit Med Res. 2022;7(4):31. doi:10.53388/TMR20220117001

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究 Traditional Medicine Research（ISSN 2413-3973）創(chuàng)刊于2016年，專注于發(fā)表具有明確歷史記載、民族特色和地域特色的傳統(tǒng)醫(yī)藥學(xué)研究和相關(guān)社會科學(xué)研究。目前已被Emerging Sources Citation Index (ESCI), 中科院期刊分區(qū), Embase, ProQuest 等數(shù)據(jù)庫收錄。

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