代謝組學(xué)在中醫(yī)藥中的應(yīng)用

代謝組學(xué)在中醫(yī)藥中的應(yīng)用

由于水體的完整性和復(fù)雜性，現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展從器官、組織、細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榛?，回歸到完整研究的新水平，這意味著生物時代進入了系統(tǒng)生物學(xué)時代。中醫(yī)藥現(xiàn)代科學(xué)研究與實踐證實,單純分析還原的研究方法難以解讀中醫(yī)藥復(fù)雜理論體系的科學(xué)內(nèi)涵。因此,基因組學(xué)(genomics)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)(transcriptomics)、蛋白組學(xué)(proteomics)以及代謝組學(xué)(metabonomics)等系統(tǒng)生物學(xué)研究方法成為詮釋生命體科學(xué)奧秘和闡明藥物作用機制的新手段。其中代謝組學(xué)是繼基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后發(fā)展起來的一種研究生物系統(tǒng)的組學(xué)方法,其借助現(xiàn)代分析技術(shù)、化學(xué)計量學(xué)和生物信息學(xué)技術(shù),通過分析給藥前后生物體液中小分子代謝物輪廓的改變,評價或預(yù)測藥物療效和毒性。代謝組學(xué)自1999年誕生以來發(fā)展迅速,在生命科學(xué)多個領(lǐng)域展示了其廣闊的應(yīng)用前景,現(xiàn)已發(fā)展成為系統(tǒng)生物學(xué)研究領(lǐng)域中最為活躍的分支學(xué)科之一。中醫(yī)藥是中華民族的瑰寶,是樸素唯物主義哲學(xué)觀升華的結(jié)晶與幾千年臨床經(jīng)驗的積淀。但中醫(yī)藥認識疾病的方法、理論均缺乏適宜的現(xiàn)代科學(xué)表征體系,因此,建立溝通中醫(yī)藥與現(xiàn)代醫(yī)藥兩種科學(xué)體系的橋梁已成為現(xiàn)代生命科學(xué)領(lǐng)域的重要命題。系統(tǒng)生物學(xué)尤其是代謝組學(xué)的崛起與發(fā)展為中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究提供了契機和挑戰(zhàn),成為溝通中醫(yī)藥與現(xiàn)代醫(yī)藥研究的橋梁。本文通過對代謝組學(xué)的形成、基本思想、特點優(yōu)勢、分析策略與技術(shù)以及在中醫(yī)藥現(xiàn)代研究中的應(yīng)用進展等進行分析論述,以期為采用代謝組學(xué)方法和技術(shù)揭示中醫(yī)藥現(xiàn)代科學(xué)內(nèi)涵的研究提供指引和參考。1謝組理論在中醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用特點和優(yōu)勢1.1基于系統(tǒng)代謝圖譜的調(diào)控機制1999年,Nicholson教授研究小組首次提出代謝組學(xué)(metabonomics)的基本概念,并將其定義為生物體在病理生理刺激和遺傳因素改變的條件下,在不同時間、多方位定量檢測其代謝變化,通過測定整個機體的系統(tǒng)代謝圖譜以探討基因功能調(diào)控機制的學(xué)科。其核心思想在于運用現(xiàn)代分析技術(shù)定量地測定生物體在不同狀態(tài)下(生理病理狀態(tài)、藥物干預(yù)前后等)參與物質(zhì)傳遞、能量代謝和信息傳導(dǎo)等代謝調(diào)控的小分子代謝物質(zhì)即代謝物組的變化,并利用模式識別將這種應(yīng)答與體內(nèi)生物學(xué)事件相關(guān)聯(lián),定位事件發(fā)生的靶器官,從而確定生物標記物,表征或揭示生物體在特定時間、環(huán)境下整體的功能狀態(tài)。該方法和技術(shù)在對某生物或細胞所有低相對分子質(zhì)量代謝產(chǎn)物進行定性和定量分析以監(jiān)測活細胞中的化學(xué)變化等方面尤其顯示出其特色和優(yōu)勢,也引起了各國科學(xué)家的廣泛關(guān)注,將其應(yīng)用于疾病診斷、藥物發(fā)現(xiàn)、藥效作用機制、藥物毒理學(xué)等方面的研究。1.2采用代謝組學(xué)研究方法進一步完善我國傳統(tǒng)中醫(yī)藥整體療效評價體系傳統(tǒng)的單一成分、單靶點藥物在治療慢性、復(fù)雜疾病中顯示出越來越多的劣勢與不足,而多成分與多作用靶點藥物顯示出越來越明顯的優(yōu)勢。同時,傳統(tǒng)中醫(yī)藥的整體觀也越來越受到關(guān)注和重視。中醫(yī)整體觀認為人體是一個有機整體,構(gòu)成人體的各組成部分之間是相互關(guān)聯(lián)、相互制約的,人生活在自然、社會環(huán)境中,必然受到自然與社會環(huán)境各種變化的影響,人類在適應(yīng)自然和社會環(huán)境的斗爭中維持著機體的正常生命活動。因而,建立符合傳統(tǒng)中醫(yī)藥自身特點、科學(xué)表征其整體療效的藥效評價體系,揭示其多組分、多靶點協(xié)同整合作用機制,是中醫(yī)藥關(guān)鍵科學(xué)問題研究的重中之重,從傳統(tǒng)中醫(yī)藥中尋找有效藥物是醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展趨勢之一。代謝組學(xué)是繼基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后,系統(tǒng)生物學(xué)研究不可缺少的重要組成部分,它的誕生構(gòu)成了系統(tǒng)生物學(xué)的完整拼圖。從DNA、RNA、蛋白質(zhì)到代謝產(chǎn)物,系統(tǒng)生物學(xué)可在細胞、組織、器官及整體層次研究生命活動的全過程,其中代謝組是生物體所有基因、蛋白功能活動的終點,因此,代謝組被視為生物體整體功能狀態(tài)的“生化表型”,能夠即時、靈敏、客觀表征在各種外界因素刺激下生物體整體功能狀態(tài)的應(yīng)答與調(diào)節(jié)。代謝組學(xué)的研究思想是將人與外界環(huán)境的相互影響加以綜合考慮,該思想與傳統(tǒng)中醫(yī)藥強調(diào)人與自然協(xié)調(diào)統(tǒng)一的整體觀及其診療模式不謀而合。代謝組學(xué)是動態(tài)地對活體內(nèi)外的非損傷組織、器官進行無損傷、幾乎接近生理條件的分析方法,與中醫(yī)的“司外揣內(nèi)”理論體系相近似,可作為中醫(yī)藥研究的一種新方法、新途徑,利用代謝組學(xué)方法可以更好地闡釋中藥組方的合理性、中醫(yī)理論的物質(zhì)基礎(chǔ)與科學(xué)性、中醫(yī)診斷的科學(xué)性等。2生化反應(yīng)的生命現(xiàn)象與本質(zhì)完整的代謝組分析流程包括前期生物樣品收集、生物樣品預(yù)處理、中期的樣品分析與鑒定、后期的數(shù)據(jù)分析及標志物生物學(xué)意義解讀等,最終認知機體生化反應(yīng)的生命現(xiàn)象與本質(zhì)。2.1質(zhì)譜質(zhì)譜組成及處理技術(shù)完成樣本的采集和預(yù)處理后,樣品中的代謝產(chǎn)物需通過適宜的分離分析技術(shù)進行分析與鑒定。隨著現(xiàn)代分離分析技術(shù)的快速發(fā)展,近年來對大量樣品和微量代謝物的分析取得了長足進展,為代謝組學(xué)研究的具體實施提供了技術(shù)支持。目前代謝組學(xué)技術(shù)平臺主要是核磁共振(NMR)技術(shù)、質(zhì)譜(MS)及其聯(lián)用技術(shù)以及多種技術(shù)的集成應(yīng)用。2.1.1NMR技術(shù)NMR技術(shù)是最早被用于代謝組學(xué)研究的技術(shù)之一,目前常用的有氫譜(1H-NMR)、碳譜(13C-NMR)和磷譜(31P-NMR),其中以1H-NMR應(yīng)用最為廣泛。NMR技術(shù)對樣本無破壞性,是現(xiàn)有代謝組學(xué)分析技術(shù)中唯一能用于活體和原位研究的技術(shù),且?guī)缀鯚o需進行樣品前處理。同時NMR技術(shù)可對一個樣本中所有代謝物進行相同靈敏度無偏向性檢測,即能對生物樣品進行快速動態(tài)檢測。基于上述優(yōu)勢,NMR已被廣泛地應(yīng)用于疾病診斷和治療、藥物研發(fā)等領(lǐng)域。然而,NMR技術(shù)最大的不足在于靈敏度較低,如要對所有代謝產(chǎn)物進行無歧視分析,生物樣品中的痕量成分可能會因為被覆蓋而檢測不到。與此同時,NMR技術(shù)本身也在不斷發(fā)展。針對上述分辨率較低的不足,新發(fā)展的高分辨1H-NMR(包括原位活體組織萃取液的高分辨1H-NMR譜、原位活體組織的高分辨魔角旋轉(zhuǎn)1H-NMR譜和和生物體液的立體高分辨1H-NMR譜等)大大拓展了代謝組學(xué)的實際應(yīng)用范圍,尤其適用于腫瘤的早期診斷和預(yù)后檢測。2.1.2MS及其聯(lián)用技術(shù)MS與NMR相比,其優(yōu)勢在于靈敏度高、分辨率高及特異性強,但對樣品處理的要求較高,因此,需聯(lián)合色譜技術(shù)對樣品進行前期分離。根據(jù)樣本的性質(zhì)及待測代謝物的不同,通常采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)及毛細管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用(CE-MS)技術(shù)。GC-MS技術(shù)以氣體作為流動相,常用于分離分析揮發(fā)性化合物,其需要先對樣品進行衍生化預(yù)處理,故耗時且易引起樣品的變化,受此限制,GC-MS技術(shù)不能分析熱不穩(wěn)定物質(zhì)和一些大分子的代謝產(chǎn)物。而LC-MS避免了GC-MS中繁雜的樣品前處理,適用于分離分析低揮發(fā)性或非揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性差的物質(zhì),能準確定性、定量分析各類化合物及在復(fù)雜生物樣品基質(zhì)中量極低的代謝物。目前廣泛應(yīng)用的有高效液相-質(zhì)譜聯(lián)用(HPLC-MS)和超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(UPLC-MS)技術(shù),可使分離效率、峰容量及靈敏度進一步提高。CE-MS是根據(jù)樣品離子在高壓直流電場中的遷移速度、電荷及顆粒大小對樣品中各組分進行分離,可同時檢測多種樣品,其所需樣品量少,分析速度快,應(yīng)用范圍廣。但常用的色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)均需對樣本進行前期處理,而樣本經(jīng)過分離會降低信息通量,甚至導(dǎo)致樣品的降解、變質(zhì)或污染,使檢測精度受到影響。近年來,多種質(zhì)量分析器如四級桿(Q)、三重四級桿(QQQ)、飛行時間(TOF)、四級桿飛行時間(Q-TOF)、軌道離子阱(Orbitrap)等,均已頻繁地應(yīng)用到代謝組學(xué)研究領(lǐng)域中。質(zhì)譜學(xué)中敞開式電離技術(shù)(ambientmassspectrometry)也得到了迅猛發(fā)展,其中包括電噴霧解析電離質(zhì)譜(DESI-MS)、電噴萃取電離質(zhì)譜(EESI-MS)、實時在線分析質(zhì)譜(DART-MS)等。敞開式電離技術(shù)幾乎無需樣品預(yù)處理,可快速并高通量地對生物復(fù)雜基體樣品進行定性和定量分析,避免了樣品受污染,同時提高了檢測的精確度。2.1.3分析技術(shù)集成由于各方法技術(shù)均有其適用范圍和優(yōu)缺點,同時內(nèi)源性代謝產(chǎn)物的多樣性、濃度范圍差異較大等復(fù)雜性,多采用聯(lián)用技術(shù)和方法整合的策略獲得生物體系中盡可能豐富的代謝信息,以客觀評價生物標志物的生理學(xué)意義。Chen等以整合的思想,提出了一套完整的潛在代謝標志物從發(fā)現(xiàn)到定性再到生理意義說明的方法。將指紋譜分析、多變量分析、液相-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)、傅里葉離子回旋共振-質(zhì)譜(FTICR-MS)、GC-MS、數(shù)據(jù)庫檢索、同位素標記物比對等方法進行了整合,利用整合后的平臺對糖尿病進行代謝組學(xué)分析。先用UPLC-MS采集數(shù)據(jù),經(jīng)數(shù)據(jù)處理后尋找到潛在生物標志物,經(jīng)過微制備后,再利用FTICR-MS和GC-MS進行分析,得到精確的相對分子質(zhì)量和氣相保留指數(shù),再結(jié)合碎片分析,通過查詢數(shù)據(jù)庫最終確定標志物的組成及結(jié)構(gòu);通過同位素標記物的比對,最終明確此化合物并進行生理意義的說明。2.2對算法的研究代謝組學(xué)研究的關(guān)鍵問題并不僅僅在于數(shù)據(jù)的獲取,更在于有效的實驗設(shè)計和對數(shù)據(jù)信息的充分解讀。然而,由于NMR、GC-MS、LC-MS等所產(chǎn)生的原始譜圖復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大,采用常規(guī)統(tǒng)計分析方法既難以發(fā)現(xiàn)樣品之間或各組之間代謝組的異同,也難以發(fā)現(xiàn)樣品中的差異代謝物,因此,代謝組學(xué)數(shù)據(jù)需要特殊方法進行數(shù)據(jù)降維和信息挖掘。可采取監(jiān)督型(supervised)或非監(jiān)督型(unsupervised)方法分析數(shù)學(xué)算法前處理后得到的數(shù)據(jù)矩陣來發(fā)掘蘊涵著的有效信息,前者有主成分分析(PCA)、聚類分析(CA)等,后者包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)、偏最小二乘-判別分析(PLS-DA)等,每種方法均有其各自特點,通過比較、整合可以得到更完整的結(jié)果。Crockford等在進行毒理學(xué)研究時,采用了SHY(statisticalhetero-spectroscopy)方法對NMR與MS數(shù)據(jù)進行了整合,為生物標志物的發(fā)現(xiàn)提供了一個系統(tǒng)生物學(xué)工具。另外,LC-MS和GC-MS數(shù)據(jù)的融合也有報道。隨著現(xiàn)代自然科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,各種基于整體的研究,如蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)、基因組學(xué)等不斷出現(xiàn)相互交叉,通過整合研究數(shù)據(jù),可以更為全面和深刻地闡明生物網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性,準確理解代謝物與蛋白質(zhì)、代謝物與基因之間的關(guān)系。采用代謝組學(xué)技術(shù)方法結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法探究復(fù)雜中醫(yī)藥系統(tǒng)病證物質(zhì)基礎(chǔ)、可能的作用機制以及功效物質(zhì)基礎(chǔ)、分子靶標等,為快速發(fā)現(xiàn)中藥創(chuàng)新藥物提供了基礎(chǔ)與可能。3謝組理論在中醫(yī)學(xué)中的一些科學(xué)問題研究中的應(yīng)用3.1中醫(yī)代謝組學(xué)和證候研究的內(nèi)在相通性研究中醫(yī)“證候”是指疾病發(fā)生和演變過程中某階段以及患者個體所處特定內(nèi)、外環(huán)境本質(zhì)的反映,其以相應(yīng)的癥、舌、脈、形、色、神表現(xiàn)出來,能夠不同程度地揭示病因、病位、病性、邪正盛衰、病勢等病機內(nèi)容,是診察和思辨所得。在疾病發(fā)生發(fā)展過程中,具有各個內(nèi)在聯(lián)系的一組癥狀和體征,可將其稱為“證候”,如風(fēng)寒表實證具有發(fā)熱惡寒、頭痛、身痛、無汗、脈浮緊、舌苔薄白等癥狀和體征。每一個“證”均有其外候與內(nèi)涵,外候是疾病及其病理的外在表現(xiàn),是中醫(yī)通過望、聞、問、切四診所獲得整體信息和診斷、治療的主要依據(jù)。其內(nèi)涵在于生物體外在表象的背后蘊藏著疾病發(fā)生的病因病機、病理變化等生物體內(nèi)在的變化信息,是開展研究工作的主要方向。生物體受刺激后而發(fā)生的病理變化過程中,必然影響其生物代謝網(wǎng)絡(luò)而產(chǎn)生相應(yīng)的變化,生物功能狀態(tài)的最終改變是通過代謝表現(xiàn)出來的,代謝組學(xué)對證候模型的評價起到客觀化作用,目前已廣泛應(yīng)用于中藥對證候模型的影響研究中。劉昌孝認為代謝組學(xué)是從整體的“生化表型”來把握生物體的整體功能狀態(tài),傳統(tǒng)中醫(yī)藥是從生物體的外在表象及對生物體內(nèi)在聯(lián)系的整合歸納,根據(jù)“由外及內(nèi)”的思想了解生物體的整體功能狀態(tài),二者的學(xué)術(shù)思想具有內(nèi)在相通性。收集某一證侯群的尿液或者血清樣本,通過現(xiàn)代分析技術(shù)建立相應(yīng)指紋圖譜,對其代謝輪廓分析可獲取表征“證候”的客觀生物標記物,最終建立其代謝靶點。王廣基等基于GC-TOF/MS代謝組學(xué)方法,對痰阻心脈型和氣陰兩虛型冠心病患者血漿中小分子化合物進行全面檢測分析,以探索兩者血漿內(nèi)源性化合物的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩證型間多個內(nèi)源性代謝物的量存在明顯差異,并分析發(fā)現(xiàn)與能量、氨基酸和核苷酸代謝異常相關(guān),表明代謝組學(xué)方法可區(qū)別兩證型冠心病,代謝組學(xué)的整體數(shù)據(jù)和標志物信息均顯示出痰阻心脈和氣陰兩虛型冠心病的差異,提示代謝組學(xué)研究的體內(nèi)小分子化合物可能正是中醫(yī)分型的內(nèi)在物質(zhì)基礎(chǔ),為進一步研究探索提供了科學(xué)依據(jù)。羅和古等以慢性束縛法建立肝郁脾虛大鼠模型,采用NMR技術(shù)分析表明,正常組、模型組代謝產(chǎn)物具有明顯差異,涉及能量、脂肪及蛋白質(zhì)代謝異常,從而提出中醫(yī)證候是機體對體內(nèi)、外各種環(huán)境變化和致病因素作出的一種功能狀態(tài)反應(yīng),其外象表現(xiàn)為一組有相互關(guān)聯(lián)的癥狀和體征群,其本質(zhì)是機體失衡而導(dǎo)致的代謝或其生物網(wǎng)絡(luò)的改變。3.2代謝組學(xué)研究見表1,2,5,10方劑是中醫(yī)臨床治療的主要形式和手段,是在“辨證立法”的基礎(chǔ)上通過配伍組方形成的“有制之師”,并賦予一定的劑型,從而適應(yīng)功能主治,實現(xiàn)臨床干預(yù)效應(yīng)。方劑在其效應(yīng)物質(zhì)基礎(chǔ)上通過多組分發(fā)揮多途徑、多靶點、有機整合的治療效應(yīng),從而在慢性、多因素復(fù)雜疾病中體現(xiàn)出優(yōu)于單成分、單靶點藥物的療效優(yōu)勢,已得到中西方醫(yī)藥界的重視和認可。經(jīng)典的藥理學(xué)方法結(jié)合生物化學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù),通過多靶點相互作用可發(fā)現(xiàn)作用靶點和受體。然而,方劑多成分、多靶點、多代謝途徑的復(fù)雜體系,單一的藥理模型研究方法往往難以全面詮釋方劑藥味與藥味間以及藥物與多靶點、多受體之間的相互作用。而代謝組學(xué)從整體觀出發(fā),基于藥物治療對機體狀態(tài)的改變最終體現(xiàn)在代謝組層面的認識,通過反應(yīng)代謝網(wǎng)絡(luò)中多生化途徑的整體代謝物譜的差異認識其變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)藥物作用靶點和受體,從而詮釋方劑整體性作用機制。王喜軍等利用現(xiàn)代多維聯(lián)用色譜技術(shù),研究不同配伍茵陳蒿湯口服后體內(nèi)成分及其動態(tài)變化規(guī)律,闡釋了茵蒿湯有效成分的體內(nèi)變化,同時利用代謝組學(xué)對整體代謝輪廓的描述,評價中藥成分及其代謝產(chǎn)物輸入的調(diào)整帶來整體效應(yīng)的變化。Su等基于代謝組學(xué)探討了寒凝血瘀原發(fā)性痛經(jīng)(PDM)患者的血漿和尿液整體代謝物譜特征和基因表達差異,發(fā)現(xiàn)PDM患者機體代謝、基因表達水平均存在差異,分析鑒定了寒凝血瘀證候PDM患者血漿中19個潛在生物標志物,尿液中16個潛在生物標志物,機體內(nèi)神經(jīng)鞘脂類代謝、甾體激素合成以及甘油磷脂代謝發(fā)生異常,經(jīng)少腹逐瘀湯干預(yù)后對受到干擾的生物網(wǎng)絡(luò)具有調(diào)節(jié)作用,對14個潛在生物標志物(血漿中8個,尿液中6個)具有顯著調(diào)節(jié)作用。Liu等應(yīng)用代謝組學(xué)方法,基于UPLC-QTOF/MS的數(shù)據(jù),建立了PCA模型,探討了氣滯血瘀原發(fā)性痛經(jīng)患者的血漿和尿液整體代謝物譜特征,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)PDM患者機體代謝水平存在差異,并分析鑒定了氣滯血瘀證候PDM患者血漿中7個潛在生物標志物,尿液中8個潛在生物標志物。機體內(nèi)鞘脂類代謝、類固醇激素的合成、甘油磷脂的代謝發(fā)生異常,經(jīng)香附四物湯干預(yù)后對受到干擾的生物網(wǎng)絡(luò)具有調(diào)節(jié)作用,對15個潛在生物標志物具有顯著調(diào)節(jié)作用。Wang等采用代謝組學(xué)方法,分析由甲狀腺素和利血平聯(lián)合制備的雄性腎陰虛大鼠體內(nèi)小分子代謝產(chǎn)物的排泄模式,以及傳統(tǒng)中藥復(fù)方六味地黃丸對其治療效果。研究結(jié)果顯示,經(jīng)六味地黃丸給藥后,已變化的腎陰虛大鼠的代謝物譜可恢復(fù)到基線,顯示六味地黃丸的療效顯著。Liang等基于UPLC/TOF-MS代謝組學(xué)方法,研究比較人參、丹參以及雙龍方對心肌梗死大鼠的治療干預(yù)作用,采用PCA、PLS-DA分析,并經(jīng)血清生化指標和組織病理學(xué)分析證實,雙龍方的協(xié)同治療效果優(yōu)于人參和丹參單味給藥。同時,研究還發(fā)現(xiàn)雙龍方對心肌梗死的治療作用可能與對心肌能量代謝的調(diào)節(jié)作用有關(guān)。3.3關(guān)木通、腎毒性代謝組學(xué)的提出是基于NMR技術(shù)對藥物毒性的評價,因此,藥物安全性評價是其初衷。中藥安全性評價亦可借助代謝組學(xué)方法,獲得與毒性相關(guān)的生物標志物,發(fā)現(xiàn)毒性變化規(guī)律。Fan等基于GC-MS的代謝組學(xué)方法,初步獲得關(guān)木通致腎臟損害的“代謝物譜”,且根據(jù)不同的代謝表型能夠區(qū)分出關(guān)木通的毒性作用,研究顯示大鼠尿液、血漿中的代謝物譜與關(guān)木通毒性作用的經(jīng)時過程密切相關(guān),且能夠很好地區(qū)分機體的不同中毒狀態(tài)。Chen等以馬兜鈴酸及相關(guān)中藥作為研究對象,以HPLC-MS聯(lián)用為基礎(chǔ)的代謝組學(xué)技術(shù)研究馬兜鈴酸對機體代謝物整體輪廓的影響,獲取了馬兜鈴酸腎毒性的代謝模式特征,發(fā)現(xiàn)了新的腎毒性生物標志物,初步建立了代謝組學(xué)評價中藥腎毒性的新方法。研究還發(fā)現(xiàn)低劑量組給藥6d后,非正常態(tài)的代謝網(wǎng)絡(luò)逐漸趨向正常,提示馬兜鈴酸腎毒性與劑量選擇存在相關(guān)性。在雷公藤的毒性研究方面,Chen等運用MS研究了雷公藤多苷所引起的大鼠尿液代謝譜變化,結(jié)果顯示高劑量雷公藤多苷組的毒性呈現(xiàn)時間依賴性,毒性涉及能量代謝、膽堿代謝等方面。Aa等利用代謝組學(xué)方法研究發(fā)現(xiàn)大鼠尿液的代謝物譜與雷公藤甲素對腎臟造成的損傷密切相關(guān),利用代謝組學(xué)方法可以迅速、簡便地分析雷公藤甲素的腎毒性,可見代謝組學(xué)方法能夠從整體角度探討中藥的毒性-量-效關(guān)系和毒性機制。4明確組學(xué)學(xué)術(shù)地位,促進“證”的揭示和揭示代謝組學(xué)的主要研究體系包括生物體液、生物組織及單個細胞等,利用現(xiàn)代分析及其集成技術(shù)如NMR、LC-MS、GC-MS等進行定性、定量分析,獲取研究體系的多維數(shù)據(jù),再利用模式識別和專家