人参总皂苷改善脾虚证大鼠的运动耐力：基于血清与肝脏线粒体富集组分的整合代谢组学研究

《Journal of Ethnopharmacology》：Total Ginsenosides from Panax ginseng Improve Exercise Tolerance in Rats with Spleen Qi Deficiency-like Features: Integrated Metabolomics of Serum and Hepatic Mitochondria-enriched Fractions

　　### 摘要• TGS 改善了模型大鼠的体能表现和线粒体生物能量学指标。• 血清和富含线粒体的代谢组学揭示了协调的代谢变化。• TGS 部分正常化了脂肪酸氧化相关和回补代谢。### 引言人参 *Panax ginseng* C.A.Mey.（人参）在传统中医中用于补气健脾。《中国药典》将其适应症列为脾虚导致的食欲不振和久病后的虚弱（中国药典委员会，2025），反映了其传统用于改善食欲不振和体虚的用途。在中医（TCM）理论中，脾主运化水谷精微并充养肌肉四肢，因此脾虚可导致食欲不振和肢体无力。这些概念为探究人参成分在营养供给与体力需求失衡时能否缓解体虚提供了民族药理学依据。以往研究将食物限制与强迫游泳结合建立疲劳动物模型，并以体重和游泳耐力评估其特征（Liu 等，2011）。禁食结合强迫游泳也用于建立大鼠脾虚气弱模型，以体重和肢体力量为评价指标（Liu 等，2021）。本研究采用饮食限制与负重游泳结合，考察脾虚相关的部分体虚特征。通过体重增长、前肢握力和游泳至力竭时间评估生长和体能表现。这些指标将传统治疗背景下的体虚症状转化为可量化的实验结局，为评估人参效果提供了基础。体能表现受能量底物可用性、ATP 生成和氧化还原状态影响。因此，能量代谢和线粒体状态为解读这些功能变化提供了生物学背景。人参皂苷是人参的主要生物活性成分，据报道人参皂苷 Rc 通过 SIRT1 相关作用促进心肌细胞和神经元的能量代谢（Huang, Q. 等，2021）。SIRT1 可通过去乙酰化调控 PGC-1α，将营养状态与代谢调控联系起来（Rodgers 等，2005）。这些发现为理解人参皂苷在能量代谢方面的作用提供了线索。然而，总皂苷（TGS）在类似脾虚状态下的功能变化与代谢响应，及其与 SIRT1 和 PGC-1α 表达的关系，仍有待阐明。以往采用血清代谢组学的研究已描述了人参干预后脾虚相关表型大鼠的代谢变化（Liu 等，2022）。血清代谢谱反映循环底物状态，而肝线粒体富集分数的分析可进一步表征与底物处理、碳骨架转化和辅因子依赖过程相关的代谢物，为循环变化伴随的肝亚细胞代谢响应提供补充信息。亚细胞代谢组学研究显示，区室特异性分析可揭示从全样本分析中难以获得的代谢信息（Chen 等，2016）。肝脏在糖原储存和全身底物代谢中的作用也使其成为连接循环代谢变化与组织能量状态的重要组织。因此，本研究并行分析了血清和肝线粒体富集分数，以考察脂肪酸、有机酸和辅因子相关代谢物的变化，将循环底物状态与肝脏底物处理和能量相关代谢联系起来。本研究评估了 TGS 能否改善大鼠的脾虚样特征，并表征了伴随功能改善的代谢变化。整合血清代谢组学和肝线粒体富集分数代谢组学，以考察循环底物状态与肝脏能量相关代谢之间的关系。此外，测定了肝脏 SIRT1 和 PGC-1α 的蛋白表达，并在油酸处理的 HepG2 细胞中进行实验，以在细胞水平验证 TGS 对脂质积累和线粒体膜电位的影响。### 片段#### 材料TGS（批号 S25997）购自上海源叶生物科技有限公司（中国上海）。人参皂苷单体标准品，包括 Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc、Rb2、Rb3、Rd、Rd2 和 F4（均购自上海源叶生物科技有限公司，中国上海），Rg3（购自深圳泓扬生物科技有限公司，中国深圳），以及 Rk1（购自上海宝曼生物科技有限公司，中国上海），纯度均不低于 98%，用于 UPLC-MS 定量分析。甲醇和#### UPLC-MS 分析 TGS采用 UPLC–MS 测定 TGS 中的人参皂苷。化合物通过分子式信息、保留时间和 MS/MS 碎片进行鉴定和定量。所定量人参皂苷的色谱峰分离良好（图 1）。12 种人参皂苷在 0.5–50 μg/mL 范围内具有良好的线性（R2 > 0.9961），回收率为 99.85%–100.09%。日内精密度在 2.27% 以内（RSD）。检出限和定量限分别为 0.17 μg/mL 和 0.50 μg/mL，支持#### 讨论本研究显示，TGS 改善了慢性食物限制和反复负重游泳大鼠的体能表现。模型组表现出体重增长受抑、握力降低和游泳至力竭时间缩短，与营养供给受限和持续体力消耗相符。TGS 治疗显示出剂量相关改善趋势，其中 TGS-H 组效果最显著，而 TGS-L 组变化不大。模型#### 结论TGS 改善了由食物限制和反复负重游泳诱导的脾虚样特征大鼠的握力和游泳耐力。这些效应伴随肝脏能量相关指标的变化、氧化应激减轻和线粒体结构异常减少。TGS-H 治疗后，多种血清氨基酸向对照组水平转变，而肝脏中选择的脂肪酸降低和选择的有机酸升高#### 伦理审批与知情同意所有动物实验程序均经长春中医药大学实验动物伦理委员会批准（伦理批准号：2021358），并按照《实验动物管理条例》进行。#### 出版同意所有作者均已批准发表本文。#### CRediT 作者贡献声明**李慧**：撰写—原稿，方法学，调查研究，资金获取，形式分析，数据整理，概念化。 **赵万通**：验证，调查研究，资金获取，数据整理。 **傅小桐**：验证，调查研究，概念化。 **葛萌**：方法学，形式分析，数据整理。 **王杰林**：可视化，验证，数据整理。 **吴伟**：撰写—审阅与编辑，资金获取，概念化#### 未引用参考文献Huang 等，2021。#### 伦理声明本研究按照 ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究经长春中医药大学实验动物伦理委员会批准。（批准号：2021358）#### 利益冲突作者声明本研究不存在财务或非财务利益冲突。#### 数据可用性声明支持本研究结果的数据可从通讯作者处合理索取。#### 竞争利益声明作者声明不存在与本文发表相关的利益冲突。#### 致谢本工作得到吉林省科学技术厅（YDZJ202501ZYTS720）、吉林省教育厅（JJKH20260665KJ）以及大学生创新创业训练计划（202510199027）的资助。李慧 | 赵万通 | 傅小桐 | 葛萌 | 王杰林 | 吴伟