代謝組學在獸用中草藥中的研究進展

楊勸生 趙強

（1.甘肅工業職業技術學院 化工學院，甘肅 天水 741025；2.天水師范學院 生物工程與技術學院，甘肅 天水 741001）

代謝組學（Metabonomics）是系統生物學的重要組成部分，起源于上世紀70年代，由英國倫敦帝國理工大學Jeremy Nicholson教授提出的，是繼基因組學（Genomics）、轉錄組學（Transcriptomics）和蛋白質組學（Proteomics）之后新近發展起來的一門新興學科。隨著代謝組學的研究目標開始集中，主要針對藥物在機體內的代謝輪廓進行研究，并與基因組學的相關研究進行聯系，再基于生物體系的整體研究，對機體內代謝物進行分類，分為代謝物靶標分析、代謝組學、代謝輪廓分析、和代謝物指紋分析。代謝組學是通過現代的分析方法，對某一種生物或者細胞，就其在特定的生理時期產生的所有代謝產物，同時進行定性分析和定量分析，以此尋找代謝物與生理、病理變化相對關系，進而對機體的種動態變化進行整體性分析，研究真個機體內源性代謝物的代謝途徑，以及機體受到刺激后的各種生理生化的變動，量化機體內源性代謝物的變化規律，獲悉代謝物的變化軌跡，最終反映某種生理或病理過程中所發生的變化。最終就中藥藥物成分的安全性進行評價和分析，并對疾病相關標志物進行篩選，同時對藥物的代謝進行整合。代謝組學做為系統生物學的重要一部分，其主要是研究生物的整體、系統或器官的內源性代謝物。代謝組學以小分子為研究對象，具有檢測方便、無需要特征化的數據庫、分析方便和測定的代謝物具有通用性等特點。

一、代謝組學在獸用中草藥中的應用

中（獸）醫學經過數千年的臨床實踐和研究，形成了整體觀、辨證觀、系統的指導思想，強調天人合一，調節平衡。代謝組學是以組群指標為基礎進行分析，以高通量檢測和數據處理為主要手段，以信息建模與系統整合為目標，可以從整體上研究并治療和預防疾病，并適用于中藥多組分、多靶點整體綜合效應的藥效評價體系和研究方法，進而推測中藥發揮某種藥理作用機制，這與中醫藥的整體觀念這種思維方式相一致。利用代謝組學的方法，可以鑒別中藥的指紋圖譜，可以檢測藥物的活性成分，這對中藥的研究來說，具有有很大的推動作用。陳文學等運用代謝組學的方法，并復制大鼠腦缺血模型，考察當歸治療治療效果，經過表明，大鼠發生腦缺血時，大多代謝物含量相對于正常組偏低，進行治療后，代謝物的含量都有不同程度的回調。

二、代謝組學在疾病研究中的應用

生物體做為一個完整的系統，外界環境等因素會對機體的影響，就會使的機體在整體水平上進行調控，進而代謝物會因相關的變化而產生變化。機體組織中的代謝物質和生物體液中的代謝物質都一直處于一個動態的變化過程中，并且保持一個相對動態平衡。在相應的生理條件下，對機體的代謝物譜進行正確認識，是研究機體病理病變機制的根本保證，而代謝組學的研究方法，則可以幫助研究機體組織、體液中的代謝產物，進而綜合分析研究機體的調控特點。

Brindle等人基于代謝組學的研究方法，采用NMR檢測技術，就高血壓患者的血清代謝物譜圖進行了研究，結果表明，患者與正常人的血清代謝物譜圖存在明顯的差異，并發現患者血清代謝物存在異常，得知脂蛋白顆粒的組成出現明顯的變化。Tracy L等運用代謝組學的分析方法，采用利用氫譜（1H-NMR）的分析技術，對荷瘤小鼠及正常對照組的血清進行系統分析，發現此方法可以準確的將兩組血清進行區分，這對腫瘤的早期診斷，具有中藥的意義。

三、代謝組學在毒理學中的應用

所謂毒理學，是研究一些非內源性的物質對機體產生不利作用的一門學科。在毒理學的傳統研究中，就其毒理性損傷評價，主要是采用病理學檢查的方法，但是，這種檢查的方法對毒理性損傷程度很難進行量化性的描述，即使采用定性描述的方法，也會由于操作人員的不同，會形成主觀性的偏差，這很難完成現今的毒理學的平價，同時這傳統的方法自身也存在不少問題。將代謝組學應用于毒理學的修改研究，可以更為精準的對相關物質進行毒理學評價，進而可以使人對其自身的生存環境進行更換的了解，還可以對影響人類遺傳變化的因素進行研究分析。這可以通過研究機體的內源性代謝物質的變化，來確定正常和中毒的代謝物的差異，進而建立代謝物圖譜，比較尋找潛在的生物標志物，利用代謝圖譜和尋找到的潛在生物標志物，結合代謝組學的分析方法，對目標生物進行檢測分析，最終可以判斷目標生物是否中毒，同時也可以判定其中毒的程度。Robertson等基于NMR和模式識別技術，對肝、腎內的毒性物質進行代謝組學評價，用以確立相應的代謝物圖譜。

四、小結

從現代化研究的水平將中藥獸用中草藥的臨床研究結果，與代謝組學研究的結果進行整合，尋找疾病發生的相關通道的研究模式，從代謝網絡的層次上，闡明獸用中草藥在中獸醫臨床的作用過程，并為獸用中草藥的使用提供合理性和科學性的依據，從而使機體的內環境以及內環境和外環境之間達到新的均衡。