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制草乌在治疗风寒湿痹、关节疼痛等疾病方面效果显著,但其作用机制并不十分明确。本论文以制草乌为研究对象,以佐剂型关节炎为疾病模型,围绕制草乌治疗关节炎的作用机制这一研究主线,基于液质联用技术的尿液代谢组学研究方法分析制草乌及其部位药对佐剂型关节炎大鼠干预后尿液中代谢轮廓变化,进而阐明其治疗佐剂型关节炎的整体作用机制,并以活性部位为导向,通过pH-区带逆流色谱法分离乌头类生物碱化合物。包括以下三部分研究内容: (1)药效学评价结合基于液质联用技术的尿液代谢组学研究方法对制草乌治疗佐剂型关节炎大鼠的药效和作用机制进行研究。利用血清生化指标和组织学检验方法分别对抗氧化活性和关节损伤程度进行评估。结果表明制草乌能显著提高佐剂型关节炎大鼠血清中超氧化物歧化酶(SOD)活力,降低脂质过氧化产物丙二醛(MDA)的含量和血清中一氧化氮(NO)含量。采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)方法,并运用正交偏最小二乘法-判别分析(OPLC-DA)和主成分分析(PCA)方法对质谱数据进行分析,寻找出不同组别大鼠尿液中的差异性代谢物,并确定潜在的生物标志物,共鉴定出与制草乌治疗相关的17个潜在生物标志物。它们主要涉及苯丙氨酸代谢、色氨酸代谢、牛磺酸代谢等12个代谢通路,表明制草乌在佐剂型关节炎治疗中主要通过调节肠内菌群代谢、氨基酸代谢和能量代谢等发挥药效作用。 (2)对制草乌中单酯型生物碱部位、双酯型生物碱部位和脂型生物碱部位进行分离制备,然后对各部位药治疗佐剂型关节炎的作用机制进行代谢组学研究,其方法与制草乌的研究方法相同。经药效学研究发现,各部位药对佐剂型关节炎均有较好的治疗作用,其中以单酯型生物碱部位治疗效果最佳。利用统计学分析方法,发现22个与部位药治疗佐剂型关节炎相关的潜在生物标志物,其中17个潜在生物标志物与制草乌治疗组相同,其余5个生物标志物只与部位药治疗组相关,分别为泛酸、烟尿酸、皮质酮、吲哚葡萄糖醛酸和四氢皮质醇,它们主要涉及色氨酸代谢、泛酸代谢、类固醇类激素的合成和肠内菌代谢通路。研究结果表明,三种部位药均对能量代谢,苯丙氨酸代谢,牛磺酸代谢具有一定调节作用。不同的是单酯型部位药还对色氨酸代谢、肠内菌代谢、泛酸代谢起主要调节作用,并且其整体调节作用与制草乌治疗组调节的代谢通路大体一致;双酯型部位药对类固醇类激素代谢具有调节作用;脂型部位药对色氨酸代谢、泛酸代谢、类固醇类激素代谢通路起主要调节作用。综合药效学及代谢组学研究结果,发现单酯型生物碱部位为制草乌的主要药效部位。 (3)采用TBE-300B半制备型高速逆流色谱仪分离制草乌中有效部位药中的化合物。通过碱性炮制草乌法及液-液萃取方法富集生物碱,获得精制样品。运用pH-区带逆流色谱法进行分离制备,选用的最佳两相溶剂体系为正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水(3∶5∶4∶5,v/v),上层有机相添加3mM三乙胺作为保留碱,下层水相添加3mM盐酸作为洗脱酸。最终从精制样品中成功分离出六种乌头类生物碱,其中,两种脂型生物碱被首次分离,它们为8-亚油酰-14-苯甲酰乌头原碱(5.31mg,纯度为90.28%),8-棕榈酰-14-苯甲酰乌头原碱(4.29mg,纯度为84.03%)。三种单酯型生物碱和一种乌头胺也同时被分离获得;三种单酯型生物碱分别为14-苯甲酰中乌头碱(5.52mg,纯度为97.27%),14-苯甲酰乌头碱(7.71mg,纯度为98.3%),苯甲酰去氧乌头碱(3.03mg,纯度为95.61%);一种乌头胺,尼奥宁(3.73mg,纯度为93.04%)。