代谢组学在兽用中草药中的研究进展

杨劝生 赵强

（1.甘肃工业职业技术学院 化工学院，甘肃 天水 741025；2.天水师范学院 生物工程与技术学院，甘肃 天水 741001）

代谢组学（Metabonomics）是系统生物学的重要组成部分，起源于上世纪70年代，由英国伦敦帝国理工大学Jeremy Nicholson教授提出的，是继基因组学（Genomics）、转录组学（Transcriptomics）和蛋白质组学（Proteomics）之后新近发展起来的一门新兴学科。随着代谢组学的研究目标开始集中，主要针对药物在机体内的代谢轮廓进行研究，并与基因组学的相关研究进行联系，再基于生物体系的整体研究，对机体内代谢物进行分类，分为代谢物靶标分析、代谢组学、代谢轮廓分析、和代谢物指纹分析。代谢组学是通过现代的分析方法，对某一种生物或者细胞，就其在特定的生理时期产生的所有代谢产物，同时进行定性分析和定量分析，以此寻找代谢物与生理、病理变化相对关系，进而对机体的种动态变化进行整体性分析，研究真个机体内源性代谢物的代谢途径，以及机体受到刺激后的各种生理生化的变动，量化机体内源性代谢物的变化规律，获悉代谢物的变化轨迹，最终反映某种生理或病理过程中所发生的变化。最终就中药药物成分的安全性进行评价和分析，并对疾病相关标志物进行筛选，同时对药物的代谢进行整合。代谢组学做为系统生物学的重要一部分，其主要是研究生物的整体、系统或器官的内源性代谢物。代谢组学以小分子为研究对象，具有检测方便、无需要特征化的数据库、分析方便和测定的代谢物具有通用性等特点。

一、代谢组学在兽用中草药中的应用

中（兽）医学经过数千年的临床实践和研究，形成了整体观、辨证观、系统的指导思想，强调天人合一，调节平衡。代谢组学是以组群指标为基础进行分析，以高通量检测和数据处理为主要手段，以信息建模与系统整合为目标，可以从整体上研究并治疗和预防疾病，并适用于中药多组分、多靶点整体综合效应的药效评价体系和研究方法，进而推测中药发挥某种药理作用机制，这与中医药的整体观念这种思维方式相一致。利用代谢组学的方法，可以鉴别中药的指纹图谱，可以检测药物的活性成分，这对中药的研究来说，具有有很大的推动作用。陈文学等运用代谢组学的方法，并复制大鼠脑缺血模型，考察当归治疗治疗效果，经过表明，大鼠发生脑缺血时，大多代谢物含量相对于正常组偏低，进行治疗后，代谢物的含量都有不同程度的回调。

二、代谢组学在疾病研究中的应用

生物体做为一个完整的系统，外界环境等因素会对机体的影响，就会使的机体在整体水平上进行调控，进而代谢物会因相关的变化而产生变化。机体组织中的代谢物质和生物体液中的代谢物质都一直处于一个动态的变化过程中，并且保持一个相对动态平衡。在相应的生理条件下，对机体的代谢物谱进行正确认识，是研究机体病理病变机制的根本保证，而代谢组学的研究方法，则可以帮助研究机体组织、体液中的代谢产物，进而综合分析研究机体的调控特点。

Brindle等人基于代谢组学的研究方法，采用NMR检测技术，就高血压患者的血清代谢物谱图进行了研究，结果表明，患者与正常人的血清代谢物谱图存在明显的差异，并发现患者血清代谢物存在异常，得知脂蛋白颗粒的组成出现明显的变化。Tracy L等运用代谢组学的分析方法，采用利用氢谱（1H-NMR）的分析技术，对荷瘤小鼠及正常对照组的血清进行系统分析，发现此方法可以准确的将两组血清进行区分，这对肿瘤的早期诊断，具有中药的意义。

三、代谢组学在毒理学中的应用

所谓毒理学，是研究一些非内源性的物质对机体产生不利作用的一门学科。在毒理学的传统研究中，就其毒理性损伤评价，主要是采用病理学检查的方法，但是，这种检查的方法对毒理性损伤程度很难进行量化性的描述，即使采用定性描述的方法，也会由于操作人员的不同，会形成主观性的偏差，这很难完成现今的毒理学的平价，同时这传统的方法自身也存在不少问题。将代谢组学应用于毒理学的修改研究，可以更为精准的对相关物质进行毒理学评价，进而可以使人对其自身的生存环境进行更换的了解，还可以对影响人类遗传变化的因素进行研究分析。这可以通过研究机体的内源性代谢物质的变化，来确定正常和中毒的代谢物的差异，进而建立代谢物图谱，比较寻找潜在的生物标志物，利用代谢图谱和寻找到的潜在生物标志物，结合代谢组学的分析方法，对目标生物进行检测分析，最终可以判断目标生物是否中毒，同时也可以判定其中毒的程度。Robertson等基于NMR和模式识别技术，对肝、肾内的毒性物质进行代谢组学评价，用以确立相应的代谢物图谱。

四、小结

从现代化研究的水平将中药兽用中草药的临床研究结果，与代谢组学研究的结果进行整合，寻找疾病发生的相关通道的研究模式，从代谢网络的层次上，阐明兽用中草药在中兽医临床的作用过程，并为兽用中草药的使用提供合理性和科学性的依据，从而使机体的内环境以及内环境和外环境之间达到新的均衡。