代謝組學(xué)用于中藥質(zhì)量控制及2型糖尿病診斷與藥效跟蹤研究.pdf

1、代謝組學(xué)作為后基因時代一種新興的技術(shù)和理念，在藥物的藥效和毒性評價、藥物作用機理研究、疾病診斷、轉(zhuǎn)基因食品的開發(fā)、中藥現(xiàn)代化等方面展現(xiàn)了廣闊的前景。當(dāng)前代謝組學(xué)研究中存在兩個難點同時也是熱點問題：一是細胞、組織或體液中所有代謝產(chǎn)物的定性、定量分析，二是代謝產(chǎn)物復(fù)雜數(shù)據(jù)分析體系中有用信息的提取。本論文針對這兩個問題，利用聯(lián)用色譜儀器，結(jié)合能有效提取和利用復(fù)雜二維數(shù)據(jù)系統(tǒng)中有用信息的化學(xué)計量學(xué)多元校正、多元分辨和模式識別方法，完成以下六個方

2、面的工作：橘皮不同生長期次生代謝譜中黃酮類成分和揮發(fā)油成分的變化分析；陳皮和青皮藥材的質(zhì)量控制研究；2型糖尿病患者早期診斷模型的建立及生物標記物尋找；羅格列酮治療2型糖尿病患者的血漿游離脂肪酸代謝譜的變化情況跟蹤研究；2型糖尿病患者、2型糖尿病合并冠心病患者和健康對照者之間判別模型的建立及生物標記物尋找；血糖、血壓及血漿游離脂肪酸相關(guān)關(guān)系研究。 一、將HPLC-DAD和GC-MS色譜聯(lián)用技術(shù)與化學(xué)計量學(xué)方法相結(jié)合，首次對三種不同

3、種橘皮兩類主要次生代謝產(chǎn)物——黃酮類和揮發(fā)油在整個生長期的變化情況進行全面分析。采用直觀推導(dǎo)式演進特征投影法(HELP)和交互移動窗口因子分析法(AMWFA)對重疊色譜峰進行分辨，對各組分進行定性、定量分析。用主成分分析法對不同種橘皮不同生長期的次生代謝譜進行分析，尋找其次生代謝譜變化的共性和差異性，探詢陳皮、青皮作為不同中藥使用的物質(zhì)基礎(chǔ)，為陳皮、青皮最佳采收時間的確定和質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)。 二、在中藥色譜指紋圖譜的基礎(chǔ)上，

4、利用主成分分析和偏最小二乘—線性判別分析，對不同種的陳皮、青皮標本藥材和全國11個省、市的商品藥材進行考察，建立陳皮、青皮的判別模型及質(zhì)量控制標準，并篩選出了能有效區(qū)分這兩種藥材的三個化學(xué)指標物質(zhì)，為“成對藥材”的判別和質(zhì)量控制研究開辟了新的思路。 三、采用GC-MS技術(shù)，結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法，建立2型糖尿病早期診斷模型并尋找生物標記物。本文發(fā)展了一種簡單、快速地同時測定人血漿中游離脂肪酸和酯化脂肪酸代謝譜的方法；在此基礎(chǔ)上，采用

5、化學(xué)計量學(xué)模式識別的方法，成功地建立了針對健康對照者和2型糖尿病患者的三維判別模型，所得模型具有良好的預(yù)測能力，為2型糖尿病的早期診斷提供了可能；同時，提出一種新的尋找生物標記物的方法--分類特征變量法，篩選出了潛在的特征生物標記物，為研發(fā)降糖新藥尋找藥物靶點提供了新的思路。 四、提出了基于代謝組學(xué)研究技術(shù)的藥效評價策略。利用健康對照者和2型糖尿病患者的三維判別模型，跟蹤研究羅格列酮治療2型糖尿病患者的血漿游離脂肪酸代謝譜的變化

6、情況。該方法能夠直觀地反映出患者的臨床治療效果與游離脂肪酸代謝譜的變化之間的對應(yīng)關(guān)系，為建立藥效的代謝組學(xué)評價平臺打下了堅實的基礎(chǔ)。 五、對健康對照者、2型糖尿病患者和2型糖尿病合并冠心病患者的血漿游離脂肪酸代謝譜進行判別分析，并尋找生物標記物(第七章)。利用非相關(guān)判別矢量-線性判別分析法(UDV-LDA)，建立了三類樣本兩兩之間有效的判別模型，其訓(xùn)練和預(yù)測的結(jié)果均明顯優(yōu)于PCA-LDA和PLS-LDA方法；同時利用轉(zhuǎn)換矩陣找出

7、了潛在的特征生物標記物。所得結(jié)果將有助于推動2型糖尿病及冠心病研究的發(fā)展以及二者之間相關(guān)關(guān)系的研究。 六、血糖、血壓及血漿游離脂肪酸相關(guān)關(guān)系研究(第八章)。采用多元線性回歸和去一法交互檢驗等方法，發(fā)現(xiàn)并發(fā)高血壓的患者游離脂肪酸與血糖具有明顯的線性關(guān)系。我們推測，并發(fā)高血壓的患者，脂代謝與糖代謝之間很可能存在直接的作用關(guān)系。 本論文將代謝組學(xué)研究技術(shù)與化學(xué)計量學(xué)緊密結(jié)合，對中藥陳皮、青皮及2型糖尿病進行了一些基礎(chǔ)研究，充分