文章標(biāo)題：Integrated Metabolomics and Network Pharmacology Study on the Mechanism of Kangfuxiaoyan Suppository for Treating Chronic Pelvic Inflflammatory Disease
發(fā)表期刊：Frontiers in Pharmacology
影響因子：5.988
發(fā)表年份：2022.01
組學(xué)技術(shù)：代謝組學(xué)
1.百趣代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享—研究背景
慢性盆腔炎（CPID）是女性盆腔生殖器官、周圍結(jié)締組織和盆腔腹膜的慢性炎癥，可導(dǎo)致不孕、異位妊娠或慢性盆腔疼痛。代謝組學(xué)分享，左氧氟沙星或甲硝唑等抗生素主要用于治療CPID，但由于耐藥性和副作用，治療效果并不理想。因此，有必要開(kāi)發(fā)新的替代藥物來(lái)治療CPID。
康復(fù)消炎栓（KFXYS）是一種常用治療CPID的中成藥（《中藥治療常見(jiàn)病臨床應(yīng)用導(dǎo)則》標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目組，2020）。代謝組學(xué)分享，KFXYS方劑由苦參、穿心蓮、紫草根、敗醬草、蒲公英、紫草、蘆薈和豬蹄散組成。作者先前的研究表明，KFXYS可以緩解CPID患者子宮腫脹的程度，抑制炎癥因子的分泌，增加免疫因子指數(shù)，其療效已經(jīng)得到驗(yàn)證，但其作用機(jī)制尚不清楚。
作者在該研究
圖1. KFXYS治療CPID的作用機(jī)制示意圖
2.百趣代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享—研究設(shè)計(jì)
3.百趣代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享—研究結(jié)果
（1）KFXYS對(duì)CPID大鼠炎癥指標(biāo)的逆轉(zhuǎn)作用
作者測(cè)定了子宮組織中IL-1、IL-6、IL-10及TNF-α的水平。如圖2A所示，與假手術(shù)組相比，模型組的子宮指數(shù)顯著升高，結(jié)果表明CPID模型建立成功。代謝組學(xué)分享，與模型組相比，施用KFXYS后子宮指數(shù)顯著下降，表明KFXYS能有效改善CPID模型大鼠的子宮腫脹程度。此外，在子宮組織勻漿中，模型組IL-6顯著下降，IL-1顯著升高。在KFXYS處理組，這些指標(biāo)得到了顯著改善。研究表明，KFXYS具有逆轉(zhuǎn)炎癥指數(shù)的作用（圖2B-E）。
圖2. KFXYS對(duì)炎癥指數(shù)的逆轉(zhuǎn)作用
（2）研究KFXYS吸收進(jìn)血液中的成分研究
①鑒定吸收到KFXYS血液中的成分
作者利用高分辨率質(zhì)譜法鑒定出KFXYS的80種高響應(yīng)化學(xué)成分和43種弱響應(yīng)化學(xué)成分。代謝組學(xué)分享，通過(guò)開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)二元比較的方法，以鑒定吸收到血液中的KFXYS的成分（圖3），共鑒定出60種KFXYS衍生化合物，包括10種原型化合物（表1）和50種代謝物。根據(jù)代表性對(duì)照品建立的代謝規(guī)律，作者推測(cè)這60個(gè)成分主要來(lái)源于SFR、AH、TH和VH，主要包括生物堿類、黃酮類和有機(jī)酸類等。
圖3. 在正離子模式下提取離子色譜圖
表1. 血液中KFXYS的原型成分
②血液中KFXYS主要成分的藥代動(dòng)力學(xué)研究
作者在結(jié)果中發(fā)現(xiàn)只有以下六種成分在體內(nèi)表現(xiàn)出良好的ADME行為。因此，推測(cè)苦參堿，索果果平，蘆薈素，七葉皂苷和7-羥基-4′-甲氧基異黃酮及其代謝物可能是KFXYS的潛在藥用成分。
圖4. 血液中6種藥用成分的ADME分析
（3）KFXYS治療CPID的機(jī)制研究
①與KFXYS炎癥指標(biāo)相關(guān)的差異代謝物的研究
作者將KFXYS組和模型組具有相反趨勢(shì)的代謝物被定義為最終的差異代謝物。如表2所示，共篩選和鑒定了16種最終差異代謝物。
圖5. 謝組學(xué)分析
表2. 差異代謝物
為了研究以上代謝物與KFXYS療效之間的相關(guān)性，將子宮組織勻漿中的炎癥指標(biāo)和16種差異代謝物進(jìn)行相關(guān)性分析以進(jìn)一步篩選代謝物（圖5G）。結(jié)果表明，炎癥指標(biāo)與白三烯A4、5-羥基吲哚乙酸、鳥(niǎo)氨酸、精氨酸等5種代謝物顯著相關(guān)，表明KFXYS可能通過(guò)調(diào)節(jié)這些直接相關(guān)的代謝物在CPID的治療中發(fā)揮作用。
代謝組學(xué)分享，利用通路分析，發(fā)現(xiàn)以上代謝物主要涉及精氨酸和脯氨酸代謝、谷胱甘肽代謝等代謝途徑。
圖6. 差異代謝物的通路分析
②基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的KFXYS潛在作用機(jī)制研究
網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)疾病靶點(diǎn)和藥物靶點(diǎn)的185個(gè)共有靶點(diǎn)是KFXYS治療CPID的潛在靶標(biāo)（圖7A）。代謝組學(xué)分享，GO富集分析用于發(fā)現(xiàn)185個(gè)潛在靶標(biāo)的潛在生物過(guò)程（BP），細(xì)胞組分（CC）和分子功能（MF）（圖7B）。在KEGG潛在靶標(biāo)富集分析中，共獲得176條通路。前10個(gè)通路如圖7C所示。
圖7. KFXYS在治療CPID的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析
（4）基于代謝組學(xué)與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)整合的KFXYS作用機(jī)制研究
代謝組學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的共同途徑是精氨酸和脯氨酸代謝，谷胱甘肽代謝，這可能是KFXYS治療CPID的關(guān)鍵途徑。并且確定了九個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)，具體如表3所示。代謝組學(xué)分享，根據(jù)具有良好AMDE行為、9個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)和2個(gè)關(guān)鍵代謝途徑的成分，構(gòu)建了KFXYS在治療CPID中的“中藥處方-單藥-化合物-關(guān)鍵靶點(diǎn)-關(guān)鍵途徑-疾病”網(wǎng)絡(luò)（圖8）。
表3. KFXYS在治療CPID方面的主要靶點(diǎn)
圖8. “中醫(yī)復(fù)方-單方-化合物-關(guān)鍵靶點(diǎn)-關(guān)鍵途徑-疾病”網(wǎng)絡(luò)圖
4.百趣代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享—總結(jié)
本研究驗(yàn)證了KFXYS對(duì)CPID大鼠炎癥指標(biāo)的逆轉(zhuǎn)作用，鑒定出KFXYS被吸收到血液中的60種成分，其中有6種成分具有良好的ADME行為。代謝組學(xué)分享，通過(guò)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)了5種與炎癥指標(biāo)相關(guān)的差異代謝物，并將這些代謝物用于代謝途徑分析。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)獲得的潛在途徑，二者的共有途徑被認(rèn)為是關(guān)鍵途徑，即精氨酸和脯氨酸代謝，谷胱甘肽代謝。利用關(guān)鍵通路中所含的蛋白質(zhì)篩選出網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)獲得的潛在靶標(biāo)，篩選出9個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)。總體而言，我們推測(cè)KFXYS的成分可能作用于關(guān)鍵蛋白質(zhì)，包括ARG1，NOS2，NOS3等，以在CPID的治療中發(fā)揮作用（圖9）。
圖9. KFXYS的可能調(diào)控機(jī)制
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