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網絡藥理學結合代謝組學研究腎炎康復片治療糖尿病腎病的作用機制
糖尿病腎病（DN）是由糖尿病引起的嚴重的微血管并發癥之一，其主要預防和治療方法是控制血糖和血壓，改善紊亂的脂質代謝，并通過藥物緩解和減輕臨床表現。糖尿病腎病的發病機制是多樣且復雜的，這給治療帶來了巨大的挑戰。因此，研究臨床有效藥物的治療機理是探索糖尿病腎病的發病機理并尋找有效預防和治療藥物的重要途徑。
腎炎康復片（SYKFT）由13味中藥組成，包括西洋參、人參、地黃、杜仲（炒）、山藥、白花蛇舌草、黑豆、土茯苓、益母草、丹參、澤瀉、白茅根和桔梗，是由傳統處方腎氣丸演變而來。腎氣丸最早收錄于2000多年前的《金匱要略》（東漢著名醫學家張仲景所著《傷寒雜病論》的雜病部分，也是我國現存最早的一部論述雜病診治的專書）。2007年，腎炎康復片被國家食品藥品監督管理局列為國家二級中藥保護品種。有臨床證據表明腎炎康復片對糖尿病腎炎有良好的治療作用，且無明顯的不良反應，但治療機理尚不清楚。
代謝組學從代謝物的總體水平出發，是一種研究機制不明的復雜疾病發病機制和藥物作用機理的有效工具；也是一種通過高通量檢測技術定性或定量分析組織或生物體液中小分子代謝物的方法，以顯示生物體對外界刺激或疾病的反應變化，并為預防和治療疾病提供了新的可能。
隨著系統生物學的興起，網絡藥理學借助于大數據來可視化復雜體系之間的聯系，為疾病治療機制的研究提供新的思路和方法。從整體的角度來看，網絡藥理學將化學成分，藥物靶標和疾病建立起科學的評估系統，能有效發現藥物（尤其是復雜藥物）的有效組成和作用機理。因此，網絡藥理學已經成為研究中草藥與疾病之間關系的強大工具。
2021年4月，天津中醫藥大學陳曉鵬副研究員課題組在Journal of Ethnopharmacology (IF 3.7)發表研究論文（https://doi.org/10.1016/j.jep.2021.113817），報道了采用網絡藥理學結合代謝組學技術思路，研究腎炎康復片治療糖尿病腎病機制的工作。
圖片來源：天津中醫藥大學陳曉鵬副研究員課題組
首先，研究團隊對腎炎康復片中包含的化學成分進行了定性研究。基于高分辨質譜數據，腎炎康復片中75種化學成分被有效鑒定。通過網絡藥理學篩查發現了總共36個潛在活性成分和160個與糖尿病腎病有關的靶標。其次，研究團隊以小鼠為模型生物，以其尿液為分析對象，設計了模型組、正常組和給藥組的代謝組學實驗，并通過高分辨質譜數據和多元統計學分析鑒定了與糖尿病腎病相關的38個生物標志物。然后，通過生物標志物富集的代謝路徑分析發現，不飽和脂肪酸的生物合成以及淀粉和蔗糖代謝是其最相關的代謝途徑，并找到了與上述路徑相關的蛋白酶。最后，結合網絡藥理學和代謝組學的結果，發現己糖激酶2（HK2）和麥芽糖酶葡糖淀粉酶（MGAM）是共同的靶標。這意味著它們可能是腎炎康復片治療糖尿病腎病的關鍵靶標。
研究團隊通過網絡藥理學和代謝組學的聯合策略，發現了生物標志物，藥物活性成分和關鍵靶基因之間的潛在相關性，進一步驗證了生物標志物的準確性。該方法將有助于增進對治療糖尿病腎病復雜機制的了解，從而為提高治療效果和開發新的預防和治療藥物提供了可能。這也為闡明中藥及復方的有效成分和作用機理提供了新的研究工具。
在本研究工作中，采用的高分辨質譜是島津液質四極桿飛行時間質譜（LC-QTOF），型號為LCMS-9030。LCMS-9030具有準確度高、穩定性好、靈敏度高和采集速度快的特點，為研究工作提供了長期穩定的高分辨質譜數據和高置信度的化合物鑒定結果。
參考文獻：
Wang, X., He, Q., Chen, Q., Xue, B., Wang, J., Wang, T., Liu, H., Chen, X., Network pharmacology combined with metabolomics to study the mechanism of Shenyan Kangfu Tablets in the treatment of diabetic nephropathy, Journal of Ethnopharmacology, 2021, (270), 113817