基于化学成分相似性的川贝母茎叶药效研究

戴 静，刘博文，刘晓凤，杨 杰，王执一，邓 妍，徐玉玲*，刘 涛

基于化学成分相似性的川贝母茎叶药效研究

戴 静1，刘博文1，刘晓凤2，杨 杰3，王执一1，邓 妍1，徐玉玲1*，刘 涛4, 5

1. 成都大学 四川抗菌素工业研究所，四川 成都 610106 2. 四川天一学院，四川 德阳 618000 3. 四川康晨生物科技有限公司，四川 成都 611630 4. 四川省抗病毒中药产业化工程技术研究中心，四川 成都 610106 5. 成都大学食品与生物工程学院，四川 成都 610106

在化学成分指引下对川贝母茎叶的药效作用进行研究，为川贝母茎叶的综合开发利用提供依据。采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）方法检测川贝母茎叶及鳞茎中的化学成分，比较两者的相似性，推测川贝母茎叶的功效。选择两者有代表性的30个共有化学成分，采用网络药理学方法研究川贝母茎叶对肺炎、支气管炎、支气管哮喘的作用靶点及其机制，并通过动物实验对其进行药效验证。检测得到川贝母茎叶与鳞茎共有成分759个，筛选前30种主要化学成分，搜索得到药物潜在靶点共1816个；检索得到支气管哮喘靶点2358个、肺炎靶点5014个、支气管炎靶点1964个；川贝茎叶对肺炎、支气管炎、支气管哮喘的共同靶点有333个，基因本体（gene ontology，GO）功能富集分析得到GO条目762个（＜0.05），其中生物过程条目617个、细胞组成条目50个、分子功能条目95个，分别占81%、7%、12%；涉及的京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）信号通路主要有代谢通路和癌症通路等。氨水引咳实验及化痰实验结果显示，茎叶水提组与可待因组和急支糖浆组比较，咳嗽次数无显著差异，均能显著增加小鼠酚红排泌量。川贝母茎叶与鳞茎化学成分基本相同，可能与鳞茎具有相似的功效，川贝茎叶中的异鼠李素-7--葡糖苷（isorhamnetin-7--glucoside）、精胺（spermine）、-乙酰基--色氨酸（-acetyl--tryptophan）、γ-亚麻酸（γ-linolenic acid）等成分可能通过CCND1、EP300、CDK2、INS、EGF、CDC42、DNMT1、PARP1等靶点，调节代谢通路和癌症通路等信号通路，发挥其止咳化痰作用，可为川贝母茎叶的进一步开发利用提供依据。

川贝母；UPLC-MS/MS；网络药理学；止咳化痰；异鼠李素-7--葡糖苷；精胺；-乙酰基--色氨酸；γ-亚麻酸

川贝母为百合科植物川贝母D. Don、暗紫贝母Hsiao et K. C. Hsia、甘肃贝母Maxim、梭砂贝母Franch.、太白贝母P. Y. Li或瓦布贝母Hsiao et K. C. Hsia var.(S. Y. Tang et S. C. Yue) Z. D. Liu, S. Wang et S. C. Chen 的干燥鳞茎，为我国传统可用于保健食品的名贵中药材，具有清热润肺、化痰止咳、散结消痈之功效[1-3]。川贝母主产于我国四川甘孜州、阿坝州及青海、甘肃和西藏交界地区，主要生长在山坡草丛或阴湿的小灌木丛中。川贝母为3～4年生草本植物，由于生长环境特殊且种子休眠期长、自然萌发率低、野生资源过度采挖等原因而日趋濒危[4]。由于川贝母疗效显著，使用安全，市场需求日益增大，随之栽培技术发展及种植基地的扩大，川贝母年产量可达上千吨，其茎叶生物蕴藏量较大，每年在产地均自然枯苗未得到开发利用，造成了资源浪费[5-7]。吴启秀等[8]通过HPLC-ELSD法发现川贝母地上部分的生物碱成分与鳞茎的大部分相同，但未见系统的化学成分比较研究。药物中所含的化合物是其药效活性的物质基础，目前多数研究基于一种或几种代表性化合物相似性对药物的药效进行预测，其科学性有待进一步研究。

超高效液相色谱（ultra performance liquid chromatography，UPLC）借助于HPLC的理论及原理，涵盖了小颗粒填料、非常低系统体积及快速检测手段等全新技术，增加了分析的通量、灵敏度及色谱峰容量；质谱分析是通过制备、分离、检测气相离子来检测化合物的一种专门技术，是一种同时具备高特异性和高灵敏度的普适性方法；超高效液相色谱-串联质谱（ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry，UPLC-MS/MS）联用技术具有分析速度快、特异性强、灵敏度高、准确度高、稳定性高和多指标同时分析等特点，已成为小分子物质（包括目标物及其代谢产物）定量分析的首选方法。网络药理学是从整体上探索药物与疾病的相关性，其利用计算机模拟和各种数据库筛选药物分子作用靶点，预测其信号通路和作用机制，采用相关软件进行化合物-靶标-通路网络可视化，经过拓扑参数分析筛选关键节点[9-11]，可对中药的药效和作用机制进行理论预测。本研究采用UPLC-MS/MS方法对川贝母茎叶及鳞茎中的化学成分进行了测定，比较其差异，根据化学成分的相似性来推测茎叶的主要功效，并通过网络药理学对川贝茎叶对肺炎、支气管炎、支气管哮喘的作用机制进行初步探究，采用动物药理实验对其药效进行验证，以期为川贝茎叶的开发利用提供依据。

1 仪器与材料

1.1 仪器

Shimadzu Nexera X2超高效液相色谱（日本岛津公司）；Applied Biosystems 4500 QTRAP串联质谱（美国应用生物系统公司）；Scientz-100F冻干机（宁波新芝生物科技股份有限公司）；Retsch研磨仪[MM 400，弗尔德（上海）仪器设备有限公司]；LabServ移液枪（广州誉维生物科技仪器有限公司）；高速多功能粉碎机（永康市铂欧五金制品有限公司）。

1.2 材料与试剂

川贝母茎叶（批号20200918B2，四川康晨生物科技有限公司），经成都大学刘涛研究员鉴定为川贝母D. Don的茎叶；川贝母药材（批号20200918B1，四川康晨生物科技有限公司），经成都大学刘涛研究员鉴定为川贝母D. Don的鳞茎；甲醇（色谱纯，Merck）；乙腈（色谱纯，Merck）。苯酚红（批号20190801，天津市天新精细化工开发中心）；氨水（批号2016080501，成都市科龙化工试剂厂）；磷酸可待因（批号20180433，青海制药厂有限公司）；急支糖浆（批号18110256，太极集团重庆涪陵制药厂有限公司）；盐酸溴己新（批号20190322，浙江万邦药业有限公司）；水为怡宝纯净水。

1.3 动物

SPF级昆明种小鼠80只，体质量（20±2）g，雌雄各半；均购于成都达硕实验动物有限公司，许可证号：SCXK（川）2015-030。所有动物实验遵循国家或机构的有关实验动物管理和使用的规定，均符合3R原则。

2 方法

2.1 UPLC-MS/MS检测

2.1.1 色谱条件 色谱柱Agilent SB-C18柱（100 mm×2.1 mm，1.8 µm）；流动相：水（含0.1%甲酸，A）-乙腈（含0.1%甲酸，B）；洗脱梯度：0～9 min，5%～95% B；9～10 min，95% B；10～11.1 min，95%～5% B；11.1～14 min，5% B；体积流量0.35 mL/min；柱温40 ℃；进样量4 μL。

2.1.2 质谱条件 线性离子阱（LIT）和三重四极杆（QQQ）扫描是在三重四极杆线性离子阱质谱仪（Q TRAP），AB4500 Q TRAP UPLC/MS/MS系统上获得的，该系统配备了ESI Turbo离子喷雾接口，可由Analyst 1.6.3软件（AB Sciex）控制运行正负两种离子模式。ESI源操作参数如下：离子源，涡轮喷雾；源温度550 ℃；离子喷雾电压（IS）5500 V（正离子模式）/−4500 V（负离子模式）；离子源气体I（GSI）、气体II（GSII）和帘气（CUR）分别设置为344.7、413.7、172.4 kPa，碰撞诱导电离参数设置为高。在QQQ和LIT模式下分别用10、100 μmol/L聚丙二醇溶液进行仪器调谐和质量校准。QQQ扫描使用多反应监测（multiple reaction monitoring，MRM）模式，并将碰撞气体（氮气）设置为中等。通过进一步的碰撞能量（DP）和去簇电压（CE）优化，完成了各个MRM离子对的DP和CE。根据每个时期内洗脱的代谢物，在每个时期监测一组特定的MRM离子对。

2.1.3 供试品溶液的制备 川贝母及川贝母茎叶样品用高速粉碎机粉碎后过3号筛，过筛后样品放置于冻干机中真空冷冻干燥；利用研磨仪研磨（30 Hz，1.5 min）至粉末状；称取100 mg的粉末，溶解于1.2 mL 70% 甲醇提取液中；每30分钟涡旋1次，每次持续30 s，共涡旋6次，样本置于4 ℃冰箱过夜；12 000 r/min离心10 min后，吸取上清，用0.22 μm微孔滤膜滤过样品，并保存于进样瓶中，用于UPLC-MS/MS分析。质控样本（QC）由川贝母鳞茎、川贝母茎叶样本提取物等量混合制备而成。

2.1.4 质谱数据处理 定性定量原理：基于嘉兴迈维代谢生物科技有限公司自建数据库MWDB（metware database），根据二级谱信息进行物质定性，分析时去除了同位素信号，含K+、Na+、NH4+的重复信号，以及本身是其他更大相对分子质量物质的碎片离子的重复信号。

代谢物定量是利用三重四级杆质谱的MRM模式分析完成（图1）。MRM模式中，四级杆首先筛选目标物质的前体离子（母离子），排除掉其他相对分子质量物质对应的离子以初步排除干扰；前体离子经碰撞室诱导电离后断裂形成很多碎片离子，碎片离子再通过三重四级杆过滤选择出所需要的1个特征碎片离子，排除非目标离子干扰，使定量更为精确，重复性更好。获得不同样本的代谢物质谱分析数据后，对所有物质质谱峰进行峰面积积分，并对其中同一代谢物在不同样本中的质谱出峰进行积分校正[9-10]。

Q1代表母离子，Q3代表子离子

基于代谢数据库，对样本的代谢物进行了质谱定性定量分析。通过三重四级杆筛选出每个物质的特征离子，在检测器中获得特征离子的信号强度（CPS），用MultiaQuant软件打开样本下机质谱文件，进行色谱峰的积分和校正工作，每个色谱峰的峰面积代表对应物质的相对含量，最后导出所有色谱峰峰面积积分数据保存[11-13]。

2.2 网络药理学预测

2.2.1 数据库与软件 运用的数据库有PharmMapper数据库（http://lilab-ecust.cn/pharmmapper/submitfile. html）；PubChem数据库（https://pubchem.ncbi.nlm. nih.gov/)；Uniprot数据库（https://www.uniprot.org/）；GeneCards数据库（https://www.genecards.org/）；STRING数据库（https://string-db.org/cgi/input.pl）；DAVID（https://david.ncifcrf.gov/）；VENNY（https:// bioinfogp.cnb.csic.es）；运用的软件有数据分析和做图软件Cytoscape 3.6.0.prism 6。

2.2.2 核心靶标获取 根据色谱峰面积，筛选出30种主要化学成分，通过PubChem数据库，检索得到化学成分的3D结构，在PharmMapper数据库中检索得到化学成分对应靶点的UniprotID，运用DAVID数据库，导入UniprotID，转化为基因名；根据咳嗽相关的临床表型合集，查找临床表现的英文词条，以支气管哮喘（bronchial asthma）、支气管炎（bronchitis）、肺炎（pneumonia）为检索词，通过GeneCards 数据库进行疾病靶点预测分析，建立咳嗽的相关基因集。利用Venny2.0网站找出成分基因与疾病基因的交集基因。

2.2.3 靶点通路分析 为进一步观察作用靶标的生物学功能，将所有交集基因导入到DAVID数据库中对其进行通路富集分析。在DAVID的基因列表通用管理面板中复制粘贴基因列表，Select Identifier选择“OFFICIAL GENE SYMBOL”，List Type设置为“Gene List”，提交基因列表；为所提交的基因列表选择对应的物种“Homo Sapiens”，选择基因本体论（gene ontology，GO）生物学过程富集分析和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）信号通路富集分析，点击“Functional Annotation Chart”获得通路富集结果[14-16]。将3种GO分析结果分别选择前20个用GraphPad Prism 6.0软件绘制柱状图。选择KEGG分析结果前20条信号通路使用Omicshare数据库（http://www.omicshare.com）绘制成气泡图。

2.2.4 PPI网络构建 根据KEGG信号通路富集分析结果，选择前30个通路，整理出对应基因，上传到STRING数据库中，选择“Multiple proteins”，选择物种人类“Homo sapiens”，点击“search”，保存分析结果图片及文件。

2.2.5 “成分-靶标-通路”网络构建及分析 根据KEGG信号通路富集分析结果前30个通路对应基因，找出对应化学成分，再根据PPI网络文件，构建成分、核心靶标和关键通路之间相互作用关系表，导入Cytoscape 3.6.0软件中，运用Cytoscape 3.8.0软件构建“药材-成分-靶标-通路”网络图，并进行可视化分析，进一步探讨川贝母茎叶止咳作用的分子机制。

2.3 药效实验

2.3.1 川贝母茎叶水提物制备 在5 L圆底烧瓶中加入300.0 g川贝母茎叶，加入3 L水，浸泡1 h，开始加热，回流提取1 h，将提取液滤过，80 ℃减压浓缩成浸膏，再80 ℃减压干燥得到水提取物21.641 3 g。

2.3.2 小鼠氨水引咳实验 取昆明种小鼠40只，适应性喂养3 d后，随机分为4组，每组10只，雌雄各半。分别为模型组（纯化水）、川贝母茎叶水提组（0.50 g/kg）、可待因组（12 mg/kg）和急支糖浆组（0.02 mL/g）。均ig给药，剂量为0.02 mL/g，连续7 d，于末次给药1 h后，将小鼠置于自制密闭玻璃容器内，超声雾化喷入氨水，20 s后立即取出小鼠，记录小鼠咳嗽潜伏期和3 min内咳嗽次数。

2.3.3 小鼠酚红排泌实验 取昆明种小鼠40只，适应性喂养3 d后，随机分为4组，每组10只，雌雄各半。分别为模型组（纯化水），川贝母茎叶水提组（0.50 g/kg）、溴己新组（4.8 mg/kg）和急支糖浆组（0.02 mL/g）。各组动物ig给予相应药物，对照组给予等量蒸馏水，1次/d，连续给药3 d，第3天ig给药30 min后，ip一定质量浓度酚红10 μL（0.5 mg）/g体质量，注射后30 min，处死动物，剥离气管周围组织，剪下自甲状软骨至气管分支处的一段气管，放入盛有2 mL 0.9%氯化钠溶液试管中，加0.1 mL氢氧化钠（1 mol/L），于546 nm波长处测定吸光度（）。以酚红质量浓度（0.1、0.3、0.5、2.5、5.0、12.5 mg/L）为横坐标（），对应值为纵坐标（），绘制标准曲线，得曲线方程＝0.102 68＋0.019 69，＝0.999 9，由标准曲线法计算酚红排泌量。

3 结果

3.1 川贝母茎叶成分检测

3.1.1 质谱数据定性定量分析 利用软件Analyst 1.6.3处理质谱数据。得到混样QC样本的总离子流图（total ions current，TIC），见图2。MRM代谢物检测多峰图（多物质提取的离子流谱图，XIC），见图3。

图2 混样QC样品质谱分析总离子流图

图3 MRM代谢物检测多峰图

为了比较所有检测到的代谢物中每个代谢物在不同样本中的物质含量差异，根据代谢物保留时间与峰形的信息，对每个代谢物在不同样本中检测到的质谱峰进行校正，以确保定性定量的准确。图4展示了随机抽取的代谢物（-threo-3-methyl- aspartate）在不同样本中的定量分析积分校正结果。

3.1.2 川贝母茎叶成分鉴定 在UPLC-MS/MS检测条件下，对数据进行分析得出，从川贝母鳞茎中检测了767个化学成分，从川贝母茎叶中检测了833个化学成分，交集成分759个，占总成分90.2%，见图5，占川贝母鳞茎成分的98.96%，表明茎叶与鳞茎可能有相同的清热润肺、化痰止咳、散结消痈的功效[17-18]，在临床上可用于肺炎、支气管炎、支气管哮喘的治疗。根据峰面积显示，交集成分主要有生物碱、有芬酸类、氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物等，包括2-甲基-3-氧代琥珀酸、鄂贝乙素、2-(甲酰氨基)苯甲酸、3-羟基-3-甲基谷氨酸、西贝母碱等。根据其峰面积大小进行排序，再参考《中国药典》2020版一部“川贝母”项下质量标准中定量测定指标，筛选出30种主要成分，如表1所示。

图中为随机抽取的代谢物在不同样本中的定量分析积分校正结果，峰面积代表物质在样本中相对含量，cps为某代谢物离子检测的离子流强度

图5 川贝母与川贝母茎叶化合物交集

3.2 网络药理学结果

3.2.1 核心靶标获取 将筛选出的30种主要化学成分，通过PharmMapper数据库搜索得到药物潜在靶点共1816个，主要包括基因组多蛋白、细胞分裂蛋白ftsZ同源物1、无机焦磷酸酶、脱氧苏氨酸合酶、FKBP12-雷帕霉素复合物相关蛋白等；通过GeneCards数据库检索得到支气管哮喘靶点2358个、肺炎靶点5014个、支气管炎靶点1964个，通过Venny2.0得出主要成分对肺炎、支气管炎、支气管哮喘的交集基因有333个（图6），包括GLRB、ANXA1、VDR、DNMT1、GCDH、MERTK、ECE1、SYP、TPO、NMT1等，对应靶点包括髓过氧化物酶、膜联蛋白A5、肌红蛋白、补体C2、溶菌酶、芳基硫酸酯酶A、乳铁蛋白、腺苷同型半胱氨酸酶、去铁素、膜联蛋白A4等。

表1 川贝母茎叶与鳞茎主要交集成分

*表示存在同分异构体

*indicates the presence of isomers

图6 成分基因与疾病基因交集

3.2.2 靶点通路分析 DAVID中GO功能富集分析得到GO条目762个（＜0.05），其中包括代谢过程、有机物代谢过程、有机氮化合物代谢过程、氮化合物代谢过程、细胞代谢过程、初级代谢过程、对刺激的反应、多细胞生物过程的调控、对有机物质的反应、发展过程等生物过程（biological process，BP）条目617个，包括细胞质、细胞内受体、胞质溶胶、细胞器腔、细胞器、膜结合细胞器等细胞组成（cellular component，CC）条目50个，包括结合、催化活性、蛋白质结合、有机环状化合物结合、离子结合、杂环化合物结合、小分子结合等分子功能（molecular function，MF）条目95个，分别占81%、7%、12%。分别选择前20个用GraphPad Prism 6.0软件绘制柱状图，结果见图7。KEGG通路富集筛选得到125条信号通路（＜0.05），涉及代谢途径、癌症的途径、病毒致癌、前列腺癌、Ras信号通路、Rap1信号通路、百日咳、局灶性粘连、EB病毒感染结核等。选择前30条信号通路，使用Omicshare 数据库绘制气泡图，见图8，前30条通路的PPI网络图见图9，具体信息见表2。

图7 交集基因GO富集分析前20个通路

图8 交集基因KEGG富集分析前30个通路气泡图

图9 KEGG前30条通路基因PPI网络图

表2 川贝母茎叶与川贝母交集成分基因与咳嗽疾病交集基因KEGG通路

3.2.3 网络构建及分析 成分-靶点网络由Cytoscape 3.7.0构建得到121个节点，如图10所示，其中蓝色为对应化学成分、紫色为对应基因、绿色为对应通路。结果采用度（degree）、平均最短路径（average shortest path length，ASPL）、中介中心度（betweenness centrality，BC）和接近中心性（close to centrality，CC）排序确定关键节点，网络中度值≥中位数（成分度值中位数＝6.6，靶标度值中位数＝14.9，通路度值中位数＝15.7）的成分分别是精胺（spermine）、异鼠李素-7--葡糖苷（isorhamnetin-7--glucoside）、组蛋白醇（histidinol）、-乙酰基--色氨酸（-acetyl--tryptophan）、γ-亚麻酸（γ-linolenic acid）、2,3-二羟基苯甲酸（2,3-dihydroxybenzoic acid）、琥珀酰腺苷（succinyladenosine）、2-甲基-3-氧代琥珀酸（2-methyl-3-oxosuccinic acid）。靶标有INS、EGF、CCND1、ERBB2、EP300、IL10、CAT、MDM2、CREBBP、PTGS2、CDC42、MMP9、IGF1R、KDR、CDK2等。通路主要有代谢途径（metabolic pathways）、癌症的通路（pathways in cancer）、病毒致癌通路（viral carcinogenesis）、Ras信号通路（Ras signaling pathway）、MAPK信号通路（MAPK signaling pathway）、PI3K-Akt信号通路（PI3K-Akt signaling pathway）、Rap1信号通路（Rap1 signaling pathway）、人乳头瘤病毒感染通路（human papillomavirus infection）、花生四烯酸代谢通路（arachidonic acid metabolism）、结核（tuberculosis）、百日咳（pertussis）等，见表3。

蓝色代表川贝母茎叶与川贝母交集成分，紫色代表对应靶标，绿色代表相关通路

以上研究表明，川贝母茎叶中含有对咳嗽有效的化学成分，对肺炎、支气管炎和支气管哮喘可能具有一定药效，并通过多靶点多通路相结合的治疗机制发挥其治疗作用。

3.3 药效实验结果

3.3.1 止咳实验 采用SPSS软件进行数据方差分析，氨水引咳小鼠的影响见表4。与模型组比较，茎叶水提组、可待因组和急支糖浆组均能显著延长小鼠咳嗽潜伏期并减少小鼠咳嗽次数（＜0.05、0.01）；茎叶水提组与可待因组和急支糖浆组比较，咳嗽潜伏期无显著差异，咳嗽次数茎叶水提组与可待因比无显著差异。

表3 网络中通路的拓扑参数分析

表4 对氨水引咳小鼠的影响()

与模型组比较：*＜0.05，**＜0.01；与茎叶水提物组比较：△△＜0.01，下同

*< 0.05**< 0.01model group;△△<0.01stem and leaf water extract group,same as below

3.3.2 化痰实验 采用SPSS软件进行数据方差分析，小鼠酚红排泌量比较见表5。与模型组比较，茎叶水提组、溴己新组和急支糖浆组均能显著增加小鼠酚红排泌量（＜0.05、0.01）；茎叶水提组与溴己新组和急支糖浆组比较，有极显著差异（＜0.01）。

表5 对小鼠酚红排泌量比较()

4 讨论

我国“十三五”中医药科技创新专项规划中要求对药用资源最大化进行综合利用，川贝母作为我国传统中药材，对肺热燥咳、干咳少痰、阴虚劳嗽、痰中带血、療痂、乳痈、肺痈等临床病症具有极好的疗效[17-20]，其非药用部分茎叶药用价值的开发利用具有极其重要的意义。

药物的药效与其物质基础有相关性，药物中所含的化合物是其药效活性的物质基础，本研究采用UPLC-MS/MS方法，对川贝母茎叶及鳞茎的化学成分进行定性定量研究，测定出了近千种化合物，解决了目前仅基于一种或几种代表性化合物相似性对药物的药物的药效进行预测的问题。在本研究条件下，川贝母茎叶与其鳞茎的化合物种类重合率达到90.2%，表明两者可能具有相似的药效。

网络药理学具有整体性、系统性和注重药物与靶点间相互作用的特点，与中医药学的基本特点相吻合，可在一定程度上解决传统中药研究中“单一成分-单一靶点-单一途径”的局限性。本研究采用UPLC-MS/MS及高通量筛选的方法代替数据库筛选，定性定量地检测出川贝母茎叶及鳞茎所含成分，解决了一般网络药理学多采用数据库直接筛选药材化学成分进行分析，忽略了所筛选成分含量的高低[21]的问题。由于工作量和论文篇幅的限制，不能对共有的759个成分都进行分析。由于所用样本检测采用相对定量，故可以用峰面积代表代谢物成分高低。本研究以检测成分的峰面积为依据，选择了30种化学成分，采用网络药理学对川贝母茎叶治疗支气管炎、肺炎和支气管哮喘3种咳嗽疾病的交集基因网络药理学数据推测，筛选出其治疗机制的28种主要化学成分、178种对应靶标和30种治疗通路，其中包含结核、百日咳等与咳嗽相关的通路，表明其对支气管炎、肺炎和支气管哮喘具有较好疗效。在此基础上，采用动物药理实验表明川贝母茎叶水提物具有止咳化痰的作用，对网络药理学的研究结果进行了进一步的验证。基于实验分析的需要，在UPLC-MS/MS实验中，2种供试品使用70%甲醇作为提取溶媒，比较两者在同一提取条件下成分的异同，结果表明两者成分基本一致，在此信息提示下，本实验对川贝母茎叶的止咳化痰药效作用进行了研究探讨，在药效实验中，基于药材传统的临床用法，以水为溶媒对其提取，确认其药效。

本研究方法即通过UPLC-MS/MS及高通量筛选对非药用部位及药材主要成分进行定性定量分析，通过主要成分的对比，根据两者主要成分的相似性，推测该非药用部位是否具有与对应药材相同的药效，再根据网络药理学推测和药理学实验验证是否具有相应药理作用，可为中药材非药用部位以及对应药渣的开发研究提供新的路线。

本研究基于代谢组学数据库的分析方式对植物的化学组成进行分析存在一定局限性，如数据库收录数据不完全，植物的次生代谢产物多样，但分析结果能为下一步研究提供参考。目前采用的小鼠氨水引咳药理模型和气管段酚红排泌量对茎叶的药效进行了验证，模型较为简单，仍有待进一步研究。

志谢：嘉兴迈维代谢生物科技有限公司对川贝母茎叶及鳞茎进行UPLC-MS/MS检测及分析数据。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

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Efficacy research of stems and leaves ofbased on similarity of chemical components

DAI Jing1, LIU Bo-wen1, LIU Xiao-feng2, YANG Jie3, WANG Zhi-yi1, DENG Yan1, XU Yu-ling1, LIU Tao4, 5

1. Sichuan Institute of Antibiotic Industry, Chengdu University, Chengdu 610106, China 2. Sichuan Tianyi College, Deyang 618000, China 3. Sichuan Kangchen Biotechnology Co., Ltd., Chengdu 611630, China 4. Sichuan Engineering Research Center for Antiviral Traditional Chinese Medicine Industrialization, Chengdu 610106, China 5. College of Food and Biological Engineering, Chengdu University, Chengdu 610106, China

Under the exploration of the chemical composition, the pharmacodynamic reaction of the stems and leaves of Chuanbeimu () was studied, which provides a basis for the comprehensive development and utilization of the stems and leaves of.The UPLC-MS/MS method was used to detect the chemical components of the stems, leaves and bulbs of, then the similarity of the chemical components was compared and its efficacy was speculated. Under the basis of the 30 representative common chemical components of the stems, leaves and bulbs ofand the guidance of network pharmacology, the targets and mechanisms of the stems and leaves ofagainst pneumonia, bronchitis, and bronchial asthma were studied, and its efficacy was verified by animal experiments.A total of 759 constituents in stems, leaves and bulbs ofwere identified by UPLC-MS/MS method, and a total of 1816 potential drug targets were obtained by screening the top 30 main chemical components; The number of targets for bronchial asthma was 2358, the number of targets for pneumonia was 5014, and the number of targets for bronchitis was 1964; The stems and leaves ofhad 333 common targets for pneumonia, bronchitis and bronchial asthma. GO functional enrichment analysis obtained 762 GO entries (＜0.05), which included 617 biological process (BP) entries, 50 cell composition (CC) entries and 95 molecular function (MF) entries, accounting for 81%, 7% and 12% respectively; KEGG signaling pathways involved mainly included metabolic pathways and pathways in cancer, etc. The results of the ammonia water cough and the phlegm-resolving experiment showed that there was no significant difference in the number of coughs between the stem and leaf water extraction group and the codeine group and the emergency syrup group, and both of them significantly increased the mice phenol red excretion.The stems and leaves ofhave basically the same chemical composition as the bulbs, and may have similar effects with the bulbs. The isorhamnetin-7--glucoside, spermine,-acetyl--tryptophan, γ-linolenic acid and other ingredients may regulate metabolic pathways and pathways in cancer and other signaling pathways through CCND1, EP300, CDK2, INS, EGF, CDC42, DNMT1, PARP1 and other targets, exerting their cough-reducing and phlegm-reducing effects, which can provide the references for the further development and utilization of the stems and leaves of.

D. Don; UPLC-MS/MS; network pharmacology; cough-reducing and phlegm-reducing; isorhamnetin- 7--glucoside; spermine;-acetyl--tryptophan; γ-linolenic acid

R285；R284.1

A

0253 - 2670(2021)16 - 4942 - 12

10.7501/j.issn.0253-2670.2021.16.019

2021-02-21

“十三五”国家重点研发计划项目（2017YFC1701900）；四川省科技成果转移转化示范项目2020ZHCG0073）；四川省科学技术厅2020年省级科技计划项目（20YYJC1839）；2020广西壮瑶药重点实验室开放课题（GXZYKF2020-04）

戴 静（1997—），硕士研究生，研究方向为中药新药开发研究。Tel: 15102879297 E-mail: 3091619772@qq.com

徐玉玲（1975—），硕士，副教授，主要从事中成药新药开发及再评价工作。Tel: (028)61302236 E-mail: xuyuling@cdu.edu.cn

[责任编辑 王文倩]