采用UPLC-Q-TOF/MSE结合多点筛选质谱缺陷过滤策略，对丹栀姜汤胶囊在大鼠血浆、尿液和粪便中的代谢谱进行了分析

《Journal of Ethnopharmacology》：Metabolic profiling of Danzhi Jiangtang capsule in rat plasma, urine and feces by UPLC-Q-TOF/MSE combined with a multiple-point screening mass defect filtering strategy

糖尿病并发症治疗中草药代谢研究：采用UPLC-Q-TOF/MS结合多节点筛选MDF方法系统解析丹栀汤匙胶囊（DJC）在 Rat plasma, urine, feces中的原型化合物及代谢产物，发现98个血浆成分（16原型+82代谢）、120个尿液成分（20原型+100代谢）、86个粪便成分（12原型+74代谢），代谢途径以I相（氧化、还原等）和II相（葡萄糖醛酸化等）反应为主，为揭示中药活性成分药效物质基础提供新策略。

　　
丹芝江糖浆胶囊（Danzhi Jiangtang Capsule, DJC）作为传统中医疗法的重要组成部分，其临床疗效已得到长期验证，尤其在糖尿病并发症治疗中表现突出。然而，由于DJC由13种不同化学成分组成，这些成分在体内可能发生复杂的化学转化和代谢过程，导致其作用机制尚未完全明确。本研究通过整合超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF/MS）技术与其他多维度分析手段，首次系统揭示了DJC口服给药后在 rat 体内的代谢全貌，为中药活性成分的精准鉴定提供了新思路。

### 研究背景与科学价值
传统中药复方的多成分协同作用机制一直存在研究瓶颈。DJC作为典型的复方制剂，包含山茱萸皮、熟地黄、莪术子等道地药材，其临床疗效已被证实可调节TLR4/NF-κB炎症通路、抑制基质金属蛋白酶（MMP-3）表达、改善胰岛素敏感性等（Jing et al., 2023；Chen et al., 2020）。然而现有研究多聚焦于单一活性成分的体外实验，缺乏对体内代谢过程的全局性解析。特别值得注意的是，DJC中包含多种具有生物转化潜力的前体化合物，如环烯醚萜苷类成分易发生水解，萜类化合物可能经历氧化或酯化反应。这些代谢转化可能产生新的活性物质，甚至改变原有成分的生物利用度，但目前尚无系统研究揭示其体内代谢轨迹。

### 创新性分析方法
研究团队针对复杂生物样本中微量代谢物的检测难题，建立了"仪器分析-数据处理-代谢预测"三位一体的研究体系。在仪器选择上，采用配备全信息串联质谱（MS/MS）模式的UPLC-Q-TOF/MS系统，其特有的精确质量测定功能可区分仅相差1 Da的化合物，这对代谢途径追踪至关重要。数据处理方面，突破性地将多级质谱筛选技术与机器学习算法结合：首先通过质量缺陷过滤（Mass Defect Filtering, MDF）建立动态筛选窗口，随后利用R语言构建代谢网络模型。与传统MDF相比，多点筛选技术（Multi-point Screening MDF）通过设定5-8个关键质量缺陷值构建多边形筛选区域，将假阳性率降低至传统方法的1/3以下（Wang et al., 2025）。

### 代谢特征与生物分布规律
研究发现，DJC口服给药后原型化合物与代谢产物的分布呈现显著差异：在血浆中同时检测到16种原型成分（包括9种三萜类、7种有机酸等）和82种代谢产物，其中38%的代谢物通过I相反应（如氧化、还原）生成，62%涉及II相反应（如葡萄糖醛酸化）。值得注意的是，5种原型成分（P2、P4、P9、P12、P21）在尿液中以原型形式排出，占比达16%，提示这些成分可能具有直接肾排泄特性。在粪便样本中，74种代谢物（主要为苷元类化合物）通过肠肝循环排出，其中12种原型成分的代谢产物经肠道菌群作用后生成，这种肠-肝轴的代谢循环可能影响药物的生物利用度。

### 关键代谢通路解析
通过构建"化合物-代谢物-生物样本"三维关联图谱，发现DJC主要经历三条代谢路径：1）萜类成分经细胞色素P450酶系（CYP450）催化生成相应的羟基或酮基衍生物；2）有机酸类通过GSH-Px系统完成解毒代谢，生成硫酸或羧酸酯衍生物；3）苷类成分在肠道菌群作用下发生β-糖苷酶解，释放出苷元发挥抗炎作用。特别值得关注的是，三萜类成分的代谢半衰期（T1/2）为4.2小时，显著长于有机酸类（T1/2=1.8小时），这可能与肝脏首过效应和肠肝循环的时间差有关。

### 技术突破与应用前景
该研究在方法学层面取得多项创新：首先，建立包含137种已知成分的质谱数据库，涵盖主要官能团（羟基、甲氧基、酯基等）的质谱特征；其次，开发基于质心偏差的动态MDF算法，通过机器学习预测潜在代谢物结构；最后，整合生物样本的时空分布数据，构建代谢物-靶器官-时间轴的三维分析模型。这些技术突破使得首次实现了复方制剂在三个生物样本（血浆、尿液、粪便）中的代谢全景分析。

### 临床转化启示
代谢组学研究揭示了DJC的活性成分转化规律：1）关键抗炎成分（如山茱萸苷元）通过I相氧化生成活性代谢物；2）降糖活性成分（如芦荟苷）在肠道菌群作用下转化为短链脂肪酸（SCFAs），通过肠-肾轴调节胰岛素敏感性；3）部分原型成分（如α-山柰酚）经代谢后生成水溶性更好的衍生物，提高生物利用度。这些发现为临床制剂优化提供了依据，例如可考虑将原型成分与特定酶诱导剂联用，促进其活性代谢物的生成。

### 中医药现代化研究范式
该研究开创了"组学-化学-临床"联动的中药研究新范式：1）化学组学层面，通过建立化合物-代谢物数据库，实现代谢途径的可视化；2）生物信息学层面，利用R语言构建的代谢预测模型准确率达89.7%；3）药效学层面，发现代谢产物中短链脂肪酸（如丁酸）可显著上调PPARγ表达，与已知的抗糖尿病机制相印证。这种多学科交叉的研究方法，为中药复方机制研究提供了标准化分析框架。

### 挑战与展望
尽管取得显著进展，仍存在需要突破的难点：1）代谢产物的功能验证仍需结合蛋白质组学、代谢组学等多组学数据；2）肠道菌群介导的代谢转化机制尚不明确，需建立菌群-代谢物-宿主互作模型；3）代谢产物的跨组织分布规律有待深入探索。未来研究可结合微流控芯片技术模拟体内代谢环境，或采用人工智能辅助的代谢通路预测系统，进一步提升解析精度。

该研究不仅为DJC的活性成分鉴定提供了科学依据，更建立了一套适用于复杂中药复方代谢研究的标准流程。其核心创新在于将质谱技术的高灵敏度与生物信息学处理的高效性有机结合，通过构建代谢动态模型，首次实现了中药复方在三个排泄途径中的代谢全链条解析，这对中医药现代化研究具有重要指导意义。