基于动态代谢轨迹分析发现黄芪桂枝五物汤治疗气虚血瘀型糖尿病周围神经病变的机制

《Journal of Ethnopharmacology》:Discovery of the mechanism of Huangqi Guizhi Wuwu Decoction in the treatment of Diabetic Peripheral Neuropathy with Qi Deficiency and Blood Stasis based on the dynamic metabolic trajectory analysis

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月20日 来源:Journal of Ethnopharmacology 6.8

编辑推荐:

   •建立了DPN综合征模型,并运用ASCA追踪动态代谢变化。所有ASCA标记物均在常规检测结果的合理范围内,证实了其具有更精确的时间依赖性解析能力。•从142种体外成分中,通过多组学关联分析和网络分析,筛选出8种核心物质和3个关键靶点。•本研究整合了尿液代谢组学、血清药物化学和

  
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    建立了DPN综合征模型,并运用ASCA追踪动态代谢变化。所有ASCA标记物均在常规检测结果的合理范围内,证实了其具有更精确的时间依赖性解析能力。
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    从142种体外成分中,通过多组学关联分析和网络分析,筛选出8种核心物质和3个关键靶点。
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    本研究整合了尿液代谢组学、血清药物化学和网络药理学方法,揭示了黄芪桂枝五物汤(HGWD)治疗气虚血瘀型DPN的药效物质基础与作用机制,为中医药现代化提供了一种策略。

引言

糖尿病周围神经病变(DPN)是糖尿病(DM)最常见且致残性强的慢性并发症之一。其临床特征表现为疼痛、麻木和感觉丧失,严重损害患者的生活质量(Elafros et al., 2022)。在中医学中,DPN一般归属于"血痹"范畴,其核心病机被认为是久病糖尿病导致气虚血瘀,使肢体经络失于濡养所致(Han et al., 2025; Li et al., 2013)。
黄芪桂枝五物汤(HGWD)是汉代张仲景在《金匮要略》中首次记载的经典方剂,是治疗血痹的代表性处方。HGWD由五味药材组成:黄芪、桂枝、赤芍、生姜和大枣。该方传统上用于治疗补气、温经、调和营卫、活血通络以化滞,这与DPN的病机高度一致。既往研究表明,HGWD可促进神经修复(M. Zhang et al., 2025)、改善微血管结构(Jiang et al., 2025),并对DPN具有治疗作用(Zhang et al., 2024)。然而,尽管其疗效前景可观,HGWD在DPN中的作用机制的药效物质基础和分子机制仍不明确,这限制了其进一步开发、产业化应用和制剂创新。
中药药理学(Chinmedomics)是一种新兴的研究策略,在中医理论指导下,依据方证对应原则,将代谢组学与血清药物化学相结合。通过将证候特异性生物标志物的逆转与血中吸收成分相关联,Chinmedomics为中医药方剂中疗效相关成分的鉴定提供了一种系统性方法(Han et al., 2020)。然而,在DPN的发生和发展过程中,代谢紊乱并非静止不变的,而是随着疾病进展呈现动态变化。传统的代谢组学方法,如主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA),虽然在识别组间差异代谢物方面效果良好,但在将时间作为独立因素纳入分析模型方面能力不足(Liu et al., 2019)。仅基于这些传统方法的横断面比较可能会掩盖时间与治疗之间的交互效应,无法捕捉代谢物的时间波动模式,从而限制了对疾病相关代谢重编程的全面理解(Stanimirova et al., 2020)。
为克服这一局限性,本研究引入了方差同时组分分析(ASCA),该方法将实验设计因素(包括时间和表型)视为自变量。ASCA能够分解代谢组学数据中不同因子的主效应和交互效应,在控制个体差异的同时,识别随时间动态变化的关键代谢通路(Smilde et al., 2005; Veshkini et al., 2022)。ASCA与PCA及OPLS-DA的联合应用,使我们能够从时间依赖性代谢重编程的角度阐释HGWD干预气虚血瘀型DPN的机制。该方法为中医药方剂的动态疗效评价提供了一种新颖的分析策略。
本研究采用尿液代谢组学筛选差异代谢物,通过动态轨迹分析鉴定潜在生物标志物,并探究其时间变化模式。通过分析HGWD给药期间的尿液代谢谱及相关尿液生物标志物的时间依赖性变化,评价并阐明HGWD对气虚血瘀型DPN的治疗效果。同时,运用血清药物化学鉴定与HGWD疗效密切相关的血中吸收成分。随后,对血中吸收成分、尿液生物标志物和药效学指标进行相关性分析。最后,验证筛选出的核心化合物对其对应靶点的作用效果,进一步阐明HGWD治疗气虚血瘀型DPN的药效物质基础和作用机制。

章节摘要

药物与试剂

HGWD方剂所用的中药饮片采购自哈尔滨医药集团世一堂中药饮片有限公司(中国哈尔滨),包括黄芪(产地:内蒙古,批号:2312110S)、赤芍(产地:黑龙江,批号:2401038S)、桂枝(产地:广东,批号:2401015S)、大枣(产地:河南,批号:2402032S)和生姜(产地:山东,批号:2404009S)。

HGWD的HPLC指纹图谱分析

在10批HGWD中总共鉴定出14个共有峰。其中,峰1、2、3和5归属于赤芍;峰4、7和14归属于黄芪;峰10、12和13归属于桂枝。峰8和9为桂枝、赤芍、生姜和大枣的共有峰,而峰11为黄芪和桂枝的共有峰。通过与对照品比对,峰3被鉴定为芍药苷,峰

讨论

本研究基于UHPLC-QE-Orbitrap-MS技术结合ASCA动态代谢轨迹分析,初步阐明了HGWD在缓解尿液代谢紊乱、从而改善气虚血瘀型DPN方面的治疗效果、物质基础和关键靶点。我们的研究结果证实,HGWD能减轻氧化应激和炎症反应,缓解神经功能缺陷和病理损伤,并有助于恢复代谢

结论

本研究表明,黄芪桂枝五物汤治疗糖尿病周围神经病变的疗效是由一系列核心成分介导的,包括芍药苷、黄芪甲苷和槲皮素。这些成分协同作用于包括ABCB1/P-糖蛋白、MMP2和PTPN1/PTP1B在内的关键靶点,从而调控代谢通路、氧化应激和炎症反应。通过整合系统层面的发现与功能分子验证,本研究

CRediT作者贡献声明

刘子怡:可视化、验证。张新月:软件、数据整理。汝书怡:资金获取、形式化分析。项雨洁:可视化、监督、形式化分析。严丽:原稿撰写、可视化、软件、概念构思。方程:软件、方法学。王旭:审阅与编辑、方法学。吴秀红:审阅与编辑、资源、项目管理、方法学、资金获取、概念构思。温靖宇:验证,

未引用文献

Kozie? and Urbanska, 2023; Li et al., 2024; Yang et al., 2022; Zhang et al., 2025.

伦理声明

本研究按照ARRIVE(体内实验报告规范)指南进行。本研究经黑龙江中医药大学伦理委员会批准。(批准编号:2024032932)

作者同意声明

以下署名的作者特此声明,本作品为原创作品,此前未曾发表,也未在其他地方提交发表。
所有署名作者均已审阅并批准本手稿,且未遗漏任何符合作者资格的个人。作者署名顺序已由所有署名作者相互协商确定。
我们了解通讯作者将作为编辑流程的唯一联系人,并负责更新

伦理审批

所有动物实验操作均符合《赫尔辛基宣言》的规定。本研究方案经黑龙江中医药大学伦理委员会审查并批准(批准编号:2024032932)。

利益冲突声明

所有作者确认,与本文发表不存在利益冲突。

资金支持

黑龙江省科技重大专项计划(2024ZX12C16);中国黑龙江省自然科学基金(批准号:JQ2023H003)。

利益冲突声明

?作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报道的工作。
温靖宇|严丽|项雨洁|王旭|方程|汝书怡|张新月|刘子怡|吴秀红
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