利用肝脏代谢组学评估一种传统草药糖浆治疗贫血的作用机制

摘要

本研究主要介绍了肝脏代谢组学在探究石榴补血糖浆治疗贫血疗效中的应用。

摘要

作为著名的维吾尔族药物，石榴补血糖浆（SLBXS）在中国已广泛用于治疗贫血超过20年。然而，其治疗贫血作用的潜在机制尚不明确。本研究主要采用肝脏代谢组学方法，以确定SLBXS治疗贫血的潜在调控机制。通过在乙酰苯肼诱导的贫血小鼠模型中进行肝脏代谢组学分析，系统表征SLBXS的作用机制。结果显示，SLBXS可降低肝脏指数、白细胞计数和血小板计数，同时升高红细胞计数、血红蛋白水平和红细胞压积。核心靶点通过Western blotting进行验证。SLBXS主要通过调节半乳糖代谢和HIF-1信号通路发挥显著的抗贫血治疗作用，表现为贫血小鼠肝组织中HIF-1α、NOS3、VEGFA和GLA蛋白的表达下调。本研究阐明了SLBXS给药后在治疗贫血过程中对肝脏代谢的潜在调控机制。

引言

贫血是一种紧迫且普遍的全球性健康问题，影响着全球25%的人口，涉及所有年龄段的人群，尤其是青少年和孕妇^1,2,3。该病症与早产和孕产妇死亡风险增加相关，并可能导致身体发育障碍以及心血管功能受损⁴。此状况还可能对青少年的健康产生负面影响，引发感染和心力衰竭⁵。目前的治疗方法主要包括输血、补铁以及促红细胞生成素治疗。然而，这些治疗方法存在缺点和不良反应，例如过敏反应、胃肠道不适、铁过载和荨麻疹¹。因此，寻找副作用较少且有效的治疗贫血药物至关重要。

包括维吾尔医药在内的传统中医药具有多种优势，例如多成分组方、多靶点效应、多环节相互作用以及在防治多因素疾病时副作用较少。石榴补血糖浆（SLBXS）是维吾尔医药中一种重要的传统药物，用于补血和促进血液生成。它被公认为一种具有调节血液功能、减轻肝热作用的药物，并已被纳入少数民族药物治疗贫血的临床使用指南。该药也已获得中国国家食品药品监督管理局批准（Z20026094）^6,

方案

所有实验程序均经湖北中医药大学实验动物伦理委员会批准（HBUCMS201912015）。雄性C57BL/6小鼠（体重20–22 g）饲养于相对湿度50%–60%、温度22 °C ± 2 °C的SPF级环境中，维持12小时光照/12小时黑暗循环，并可自由摄食和饮水。实验开始前，所有小鼠均适应环境1周。小鼠被随机分为以下四组（n = 12）：对照组、模型组、复方阿胶浆组（FFEJS，阳性药物，按7.8 mL/kg剂量灌胃给药）和SLBXS组（按11.7 mL/kg剂量灌胃给药）。对照组和模型组小鼠给予等体积生理盐水。各组小鼠均每日灌胃给药1次，持续2周。本研究中所用药物、试剂及设备的详细信息列于 材料表.

1. 小鼠贫血模型的建立

1. 使用电子天平称取2 g乙酰苯肼（APH），转移至150 mL烧杯中。加入100 mL生理盐水，用玻璃棒搅拌至APH完全溶解。
2. 通过皮下注射步骤1.1中配制的2% APH建立小鼠贫血模型。^st, 4^th，以及 7^th 分别以200 mg/kg、100 mg/kg和100 mg/kg的剂量给药数天¹¹.
   注意：从第1天开始，FFEJS（7.8 mL/kg）组和SLBXS（11.7 mL/kg）组小鼠每日一次给予灌胃，持续....

结果

为确认贫血小鼠模型的成功建立并分析SLBXS对贫血的影响，首先检测了肝指数及血液学参数。图1显示，与对照组相比，模型组的红细胞计数（RBC）、血红蛋白（HGB）和红细胞压积（HCT）显著降低（P < 0.01）。相反，模型组的肝指数、白细胞计数（WBC）和血小板计数（PLT）明显升高（P < 0.05 或 P < 0.01）。这些结果证实贫血模型已成功建立。与模型组相比，SLBXS组的肝指数、WBC和PLT显著降低（P < 0.05 或 P < 0.01），而模型组降低的RBC、HGB和HCT在SLBXS治疗后显著升高（P < 0.05 或 P < 0.01）。SLBXS组与复方阿胶浆（FFEJS）组之间的各项参数无显著差异。这些结果表明，SLBXS可改善贫血症状。

对照组、模型组、SLBXS组和FFEJS组肝脏样本的典型总离子流色谱图（TIC）见

讨论

贫血是一种影响全球许多人群的常见疾病，尤其在发展中国家更为普遍¹。在中国，患者常使用包括维吾尔医药在内的传统中医药来缓解贫血的症状和体征。SLBXS 是一种已在临床实践中应用多年的维吾尔医药，但其治疗贫血的确切作用机制仍不明确¹³。本研究建立了乙酰苯肼（APH）诱导的贫血小鼠模型，通过代谢组学分析阐明 SLBXS 治疗贫血的潜在作用机制。

代谢组学是一种有价值的工具，可通过定性和定量分析生物样本中的小分子代谢物来诊断疾病、发现潜在的生物标志物并探索疾病的发病机制。本研究采用乙酰苯肼（APH）构建贫血模型。APH是一种强氧化剂，可对红细胞造成缓慢且进行性的氧化损伤，尤其通过干扰葡萄糖-6-磷酸脱氢酶，促进血红蛋白（HGB）变性及海因茨小体的形成。此外，APH还可直接破坏红细胞的膜蛋白和脂质，导致红细胞膜裂解、破裂和解体，从而引起溶血性贫血^14,15。肝脏作为人体最大的消化腺.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
乙酰苯肼	上海阿拉丁生化科技股份有限公司	C13979660
全自动化学发光成像分析系统	上海天能生命科学有限公司	Tanon-5200
双辛酸（BCA）蛋白定量检测试剂盒	赛默飞世尔科技公司	QPBCA-1KT
毛细管色谱柱	安捷伦 J&W 科学公司，安捷伦科技有限公司	DB-5MS
Western与免疫沉淀用细胞裂解液	碧云天生物技术公司	P0013
三甲基氯硅烷	上海阿拉丁生化科技股份有限公司	C104814
电子天平	梅特勒-托利多国际有限公司	ME203E
电子秤	梅特勒-托利多国际有限公司	LE104E
复方阿胶浆口服液	东阿阿胶股份有限公司	214020031
全自动血细胞分析仪	深圳迈瑞动物医疗科技有限公司	IDEXX ProCyte Dx
气相色谱-质谱联用系统（GC-MS）	安捷伦科技有限公司	7890B-5977B
GLA一抗	博奥世公司	BS77041
玻璃匀浆器	上海雷鼓仪器有限公司	B-013001
玻璃棒	上海雷鼓仪器有限公司	B-003904
GraphPad Prism 软件	GraphPad, La Jolla	版本 9.0
肝素抗凝采血管	常德百康美安生物科技有限公司	B-ACT1P5
HIF-1α一抗	博奥世公司	BS3514
HMDB数据库	http://www.hmdb.ca/	—
异氟烷	河北金达富制药有限公司	20231202
雄性C57BL/6小鼠	辽宁长生生物技术股份有限公司	编号 SCXK [辽] 2015-0001
MassHunter	安捷伦科技有限公司	B.08.00
MetaboAnalyst 5.0	https://www.metaboanalyst.ca/	—
甲氧胺盐酸盐	上海阿拉丁生化科技股份有限公司	E1818113
正己烷	上海阿拉丁生化科技股份有限公司	C14878803
NIST数据库	http://webbook.nist.gov/chemistry/	—
NOS3一抗	博奥世公司	BS3625
吡啶	上海阿拉丁生化科技股份有限公司	C13026996
生理盐水	百奥赛图生命科学公司	2308262009
十八补血口服液	新疆维吾尔药业股份有限公司	211277
手术操作板	DIXSG	ZK-JPB-A
VEGFA一抗	博奥世公司	AP0742
β-actin	艾博克隆（上海）贸易有限公司	AC026