代谢组学在糖尿病中医药探究中应用现状

1、代谢组学在糖尿病中医药探究中应用现状关键词：代谢组学；糖尿病；中医证型；中药；综 述中图分类号：r259. 871文献标识码：a文章编号：1005-5304 (2014) 04-0126-04代谢组学是研究生物体在受到外界刺激或扰动后其代 谢产物种类、数量及其变化规律的学科，它以一类指标分析 为基础，运用高通量的检测手段和数据分析方法，定性定量 地研究生物体的代谢终端产物，以求获得相关的生物标记代 谢物，从而揭示生物体在疾病时的整体状态。这种将生物体 视为整体系统，运用代谢组学和全面性系统策略研究疾病发 展过程的观念与中医学“整体观念”有着本质的相通性，因 此，21世纪代谢组学很快运用于中医药

2、研究中，并取得了一 定成果。兹就近年来代谢组学在糖尿病（dm）领域中的中医 药研究概况介绍如下。1代谢组学在糖尿病研究中的优势dm是严重威胁人类健康的常见代谢性疾病，其慢性并发症致死致残率很高，伴随着社会的发展，其发病率越来越高 且年轻化趋势明显。中医药治疗dm有重要价值，但dm复杂 的发病机制和中药治疗的药物基础不明确也阻碍了中医药 对dm的研究。在“代谢组学”概念提出之前，nicholson等 1实验性地运用核磁共振（nmr）技术分析正常人和dm患 者的尿液和血液，并发现dm患者样品中某些代谢物与正常 人样品中的含量存在明显差异。这一意外发现，对中医药dm 研究有着非同一般的启示意义。作为

3、典型的代谢性疾病，dm的发生主要包括代谢紊乱和 内分泌失调两个方面，其发展过程伴随着糖、脂、蛋白质等 诸多物质代谢异常。正因如此，其他研究方法很难全方位把 握dm各个发展阶段内源性代谢物的变化。代谢组学可以对 生物系统代谢物进行全面分析，也可以对代谢物因内源性和 外源性影响而发生的暂时变化进行分析和概括，并以其高精 密度的仪器、数据分析方法和化学计量手段保证疾病研究要 求的可靠性。在疾病研究中相比于基因组学、蛋白组学有其 独特优势，在dm的研究中优势更明显。2代谢组学用于糖尿病中医证型研究作为一种慢性疾病，dm的发展往往伴随着糖、脂肪及蛋白质等诸多物质代谢紊乱。因此，从众多代谢产物中找到dm

4、相关的代谢物质对疾病机理的研究十分重要。戴氏2利用nmr的代谢组学方法，初步建立了 dm尿液和血液的代谢模型, 发现乳酸、肌酉匕 柠檬酸及牛磺酸等为dm的特征代谢物质。这对dm中医证候的研究具有一定意义。有人通过对233篇dm中医证候的文献分析，发现气阴两虚、阴阳俱虚、阴虚热盛和气虚血瘀为出现频率最高的4种证型3。而张氏4在 研究了 dm的中医证候后，认为肾虚痰瘀是dm重要的病理结 果，也是其并发症的致病因素。2.1气阴两虚气阴两虚证是由于脾虚水谷精微运化功能不足，肾温 煦、滋养功能失常所致。一般认为，dm以阴虚为本，其病位 多在肺、脾、肾，而以脾、肾虚损为主；dm的证候多表现为 虚实夹杂，而

5、气阴两虚是其病情迁延的常见证候5。陈氏 6运用气相色谱-质谱联用(gc-ms)的代谢组学检测方法 分析dm早期气阴两虚证与健康对照组存在的内源性代谢产 物差异。结果表明，dm气阴两虚者上调的代谢产物有2-轻 基丁酸、葡萄糖、尿素、半乳糖、棕扌闾酸和硬脂酸，下调的 代谢产物有甘氨酸。说明dm气阴两虚证与脂代谢、糖代谢 以及蛋白质代谢紊乱有关。2.2阴阳两虚阴阳两虚多发生于dm的中后期。虽然dm致病因素多， 但多由阴虚燥热所致。气随阴伤导致气阴两虚，而气虚损伤 于阳最终可致阴阳俱虚之证。部氏7通过研究阴阳俱虚2 型dm大鼠模型的建立标准，发现阴阳俱虚dm的大鼠血清三 酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白

6、、血浆皮质醇水平、血栓 素b2水平升高，胰岛素水平、游离三碘甲腺原氨酸、6-酮 前列腺素la水平降低。提示阴阳俱虚可能与dm脂代谢、 蛋白质代谢及胰岛功能紊乱有关。2. 3阴虚热盛中医认为，dm （消渴）初期积热伤阴，阴虚燥热为本病 的主要病机。随着病情的发展，燥热伤阴导致气虚，出现气 阴两虚证候；阴损及阳，继而在疾病后期出现阴阳俱虚的症 状。因此，消渴初期对阴虚热盛的治疗就显得十分关键。有 文献资料表明，阴虚热盛型dm大鼠的血糖、血清三酰甘油、 总胆固醇、低密度脂蛋白及血浆皮质醇水平显著高于正常大 鼠。此外，血栓素b2也高于正常大鼠，而6-酮前列腺素1 a 则低于正常水平8。由此可以推断，阴

7、虚热盛型dm可能与 脂代谢、糖代谢及内分泌系统的紊乱相关。2. 4气虚血瘀阴虚是伴随dm病情发展的主要证候，阴虚日久，导致 气虚。"气为血之帅”，气虚使血液运行不畅，导致瘀滞， 即“虚气留滞"；又因气不行津，导致水湿痰饮停聚，间接 引起血流不畅而产生血瘀，即“至虚之处，必有留邪”，所 以，气虚血瘀是dm发展过程中的重要证候，也是dm并发症 发展的重要原因。李氏等9运用核磁共振谱代谢组学研究 了气虚血瘀证大鼠的尿液成分含量变化，发现柠檬酸、琥珀 酸和a-酮戊二酸含量明显下降。而这些内源性代谢物与线 粒体功能有关，提示气虚血瘀可能与糖代谢紊乱有关。2.5肾虚痰瘀肾主藏精，为先天

8、之本，肾虚往往导致阴阳两虚，进而 引起体内津液运行不畅，气滞血瘀，聚湿为痰，最终出现肾 虚痰瘀证。在dm发展中，痰瘀既是病理产物，也是致病因 素，因此，肾虚痰瘀为dm重要病机。尤氏等10通过对2 型dm肾虚痰瘀证血清代谢组学研究发现，患者血清代谢成 分中a-葡萄糖、葡萄糖和极低密度脂蛋白均有升高，而 苯丙氨酸、异亮氨酸、缄氨酸、乳酸、柠檬酸以及肌酸酉干等 较健康人低。提示患者体内的糖酵解途径和三竣酸循环被抑 制。表明dm患者后期血清代谢组变化可能与氨基酸代谢、 脂代谢和糖代谢有关。3代谢组学在糖尿病中医治疗研究中的应用中医药治疗dm以益气养阴为主，针对dm不同证候辅以 补肾健脾、滋阴清热和活血

9、化瘀之法。相比于化学药物，中 药更注重调理患者的全身机能，改善机体的气血津液。通过 辨证论治调节人体各个脏腑的功能，防治并发症，延长dm 患者的寿命。3.1复方研究复方是中医治疗疾病的主要方式，根据君臣佐使的配伍 原则，对疾病的主要病因和并发症进行针对性治疗，具有多 靶点、多层次、多环节的作用特点。中药复方治疗dm主要 通过改善患者的胰岛素抵抗，调节因dm引起的糖和脂肪代 谢紊乱，在降低血糖效率方面尚不及化学药物。中药复方与 化学药物联合使用，可减少化学药物的剂量，减轻毒副反应, 同时可以改善人体机能，提高免疫功能。3. 1. 1葛根苓连汤葛根苓连汤由葛根、黄苓、黄连和 甘草组成，功效清泻里热

10、、解肌散邪，是中医治疗急性腹泻 的经典方剂。具有抗菌、解热、抑制胃肠动力、抗心律失常、 增强机体免疫功能等药理作用。陈氏11分析了 dm模型大 鼠、正常大鼠和灌胃葛根苓连汤后大鼠尿液中的内源性代谢 物区别。通过高效液相色谱法(hplc)和液相色谱-质谱联 用技术(loms)对大鼠的尿液进行成分分析，再对检出的 化合物进行主成分分析(pca)和偏最小二乘法-判别分析 (pls-da),最终找到了 31个潜在的代谢标记物。通过代谢 组学的研究分析，发现葛根苓连汤对dm有一定的防治作用。3. 1.2金匮肾气丸 金匮肾气丸是温补肾阳的经典方 剂，由熟地黄、山药、山萸肉、茯苓、牡丹皮、泽泻、肉桂 和附子

11、组成。全方温阳药和滋阴药配伍使用，从阴引阳，滋 阴以生气，助阳以化水，补肾阳而使气化正常。现代药理研 究表明，金匮肾气丸对糖尿病引起的糖、脂代谢紊乱有调节 作用12-13 o李氏等14采用lc-ms分析了金匮肾气丸治 疗肾阳虚时总昔成分代谢变化。通过对比体内外样品色谱图 中的各色谱峰，共发现17个总昔化学成分，包括6个已知 代谢产物和3个未知的物质，其余均以原型的形式被检出。 该研究对确定金匮肾气丸治疗dm,改善糖、脂代谢的物质基 础有重要参考价值。3. 1.3交泰丸交泰丸由黄连和肉桂组成，功效清心除 烦、引火归元。黄氏15运用nmr氢谱研究了 dm大鼠和dm 患者血清的代谢组学变化，发现黄连

12、和肉桂虽然都可以降低 血糖，但机制不同。其中黄连通过影响三軽酸循环促进葡萄 糖氧化，而肉桂以调节脂肪代谢和促进葡萄糖的无氧酵解为 主。当二者配伍组成交泰丸时，与模型组比较，丙氨酸、谷 氨酸和蛋氨酸则成为主要的差异成分。说明二者在原有降糖 基础上产生了新的抑制糖异生途径，这也解释了黄连和肉桂 配伍组成交泰丸治疗dm的合理性。3.2单味中药研究现阶段单味中药治疗dm研究主要集中在治疗机制和物 质基础研究两方面。相比于中药复方，单味中药成分少，进 入机体后的环节、靶点都相对简单。代谢组学技术的运用， 对确定此类单味中药治疗dm的物质基础和治疗机制十分关 键，对中药降糖药的开发和发现新的疾病治疗方法有着重要 的意义。3. 2. 1黄连黄连具有清热燥湿、泻火解毒的功效。现 代药理研究表明，黄连对dm有一定的治疗作用。王氏等16 运用代谢组学方法研究了黄连对2型dm的治疗机理。采用 gc-ms对大鼠尿样中内源性物质进行了含量测定，发现12个 与dm有关的代谢物。喂饲黄连后，其中的7个代谢物质出 现上调，氨基丙二酸和l-抗坏血酸出现显