【摘要】：肥胖是一種系統(tǒng)慢性炎癥性疾病,也是導致胰島素抵抗、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝病等代謝性疾病的主要危險因素。如今隨著大眾生活水平的提高,高脂飲食及長期缺乏運動等不良生活飲食習慣已成為引發(fā)肥胖及胰島素抵抗的最主要原因,而腸道菌群在此過程中扮演著重要角色。作為我國傳統(tǒng)醫(yī)學的瑰寶,中藥在防治肥胖及胰島素抵抗方面的藥效作用不斷得到證實,其作用機制也與調(diào)節(jié)腸道菌群結構密切相關,已引起國際相關研究領域的廣泛關注。藤茶是我國傳統(tǒng)的藥食兩用植物,具有“清熱解毒、利濕消腫、平肝降壓、活血通絡”等功效。二氫楊梅素作為藤茶的活性指標成分,在防治肥胖及胰島素抵抗方面具有潛在的臨床應用前景,其作用機制值得深入系統(tǒng)研究。因此,本文首次從腸道菌群角度著手,以闡明二氫楊梅素通過調(diào)節(jié)腸道菌群結構防治肥胖及胰島素抵抗的作用機制為研究目標,整體研究內(nèi)容共分為以下五個章節(jié):第一章二氫楊梅素大鼠體內(nèi)藥代動力學研究目的:考察二氫楊梅素口服給藥后的大鼠體內(nèi)藥代動力學基本特征。方法:采用LC-MS/MS技術,建立二氫楊梅素在大鼠血漿中的LC-MS/MS含量測定方法,并進行系統(tǒng)方法學驗證。采用所建立的含量測定方法,分析右旋及消旋二氫楊梅素口服給藥后的血藥濃度經(jīng)時變化情況,并對其藥代動力學參數(shù)進行分析比較。結果:系統(tǒng)方法學驗證研究結果表明,所建立的二氫楊梅素在大鼠血漿中的LC-MS/MS含量測定方法符合生物樣品分析要求。在達峰時間(160±90.3及36.7±41.7 min)、藥時曲線下面積(42.8±5.92及32.0±9.03 mg×min/L)、表觀分布容積(1001±349.5及1721±660.9 L/kg)方面,兩組間有顯著性差異。但在達峰濃度、半衰期、藥時曲線下面積、清除率、平均滯留時間方面,兩組間無顯著性差異。結論:從整體結果上看,右旋及消旋二氫楊梅素口服給藥后血藥濃度均較低,且消除迅速,并可能大量分布于全身各組織器官中,有待進一步的組織分布及排泄狀況研究確認。第二章二氫楊梅素大鼠體內(nèi)組織分布與排泄狀況研究目的:考察二氫楊梅素口服給藥后在大鼠體內(nèi)的組織分布及排泄狀況,為后續(xù)有關二氫楊梅素的藥效及其作用途徑研究提供理論依據(jù)。方法:采用LC-MS/MS技術,建立二氫楊梅素在大鼠組織、尿液及糞便中的LC-MS/MS含量測定方法,并進行系統(tǒng)方法學驗證。采用所建立的含量測定方法,分析二氫楊梅素口服給藥后各組織、尿液及糞便樣本中的藥物濃度隨時間變化情況。結果:系統(tǒng)方法學驗證研究結果表明,所建立的二氫楊梅素在大鼠組織、尿液及糞便中的LC-MS/MS含量測定方法符合生物樣品分析要求。口服給藥后各組織中二氫楊梅素分布濃度在15 min或45 min時達到峰值,胃組織及小腸組織藥物分布濃度峰值明顯高于其它組織。給藥45 min后,各組織中藥物分布濃度隨時間變化呈現(xiàn)快速下降趨勢,12 h后下降幅度均超過90%。二氫楊梅素通過尿液及糞便累計排泄量隨時間變化不斷升高,并在12 h時達到峰值;二氫楊梅素通過尿液的累計排泄量僅為0.0145±0.0069%,但通過糞便的累計排泄量可達到18.95±6.87%。結論:二氫楊梅素口服給藥后可快速分布于全身各組織,且消除迅速,二氫楊梅素原型成分主要分布于胃腸道中。二氫楊梅素原型成分主要通過糞便排泄,且大部分原型成分主要通過代謝產(chǎn)物形式排出體外。結合本章及課題組同期有關二氫楊梅素的體內(nèi)代謝研究,整體研究結果表明口服給藥后的二氫楊梅素原型成分及其代謝產(chǎn)物均難以吸收入血,并最終通過腸道以糞便形式排出體外。第三章二氫楊梅素防治肥胖及胰島素抵抗的藥效系統(tǒng)評價及初步機制研究目的:系統(tǒng)評價二氫楊梅素防治高脂飲食誘導的肥胖及胰島素抵抗的藥效作用,并從代謝性內(nèi)毒素血癥及其引發(fā)的系統(tǒng)慢性輕度炎癥角度,探索研究二氫楊梅素防治肥胖及胰島素抵抗的作用機制。方法:采用高脂飲食誘導建立小鼠肥胖及胰島素抵抗模型,分別在造模開始時及造模成功后,進行低中高劑量二氫楊梅素灌胃給藥,系統(tǒng)評價二氫楊梅素對肥胖及胰島素抵抗的預防及治療作用。在此基礎上,檢測血清LPS水平、肝臟及附睪脂肪組織促炎細胞因子m RNA水平(IL-1β、IL-6、TNF-α)、回腸及結腸組織中腸道滲透性標志物m RNA水平(ZO-1、Occludin),考察二氫楊梅素對代謝性內(nèi)毒素血癥及其引發(fā)系統(tǒng)慢性輕度炎癥的改善作用。結果:低中高劑量二氫楊梅素可不同程度降低體重增長水平、體脂水平、肝臟重量及其脂質含量、附睪脂肪重量及其細胞大小、空腹血糖及血清胰島素水平、胰島素抵抗指數(shù)、葡萄糖及胰島素耐量試驗曲線下面積,發(fā)揮預防及治療高脂飲食誘導的肥胖及胰島素抵抗的藥效作用。二氫楊梅素在發(fā)揮治療作用時具有劑量依賴性,而在發(fā)揮預防作用時未見劑量依賴性。在二氫楊梅素干預后,高脂飲食誘導的血清LPS水平以及肝臟及附睪脂肪組織中的促炎細胞因子m RNA水平顯著降低,回腸及結腸組織中的腸道滲透性標志物m RNA水平顯著升高。結論:二氫楊梅素可通過維持腸道屏障完整性及降低透過腸道屏障進入血液循環(huán)的LPS水平,減輕代謝性內(nèi)毒素血癥及其引發(fā)的系統(tǒng)慢性輕度炎癥反應,從而發(fā)揮防治高脂飲食誘導的肥胖及胰島素抵抗的藥效作用。二氫楊梅素在分別發(fā)揮預防及治療作用時的量效關系研究結果,為中藥量效關系的“毒物興奮效應”觀點提供了實驗依據(jù)。第四章二氫楊梅素干預下的腸道菌群結構變化研究目的:全面分析在預防及治療肥胖及胰島素抵抗過程中,二氫楊梅素對腸道菌群結構的具體調(diào)節(jié)作用。方法:采用16S r RNA基因測序技術結合生物信息學分析手段,包括OTU分析及物種注釋、樣本復雜度分析、多樣本比較PCo A分析、STAMP分析等,全面分析二氫楊梅素干預后的腸道菌群結構多樣性變化以及不同分類水平下的腸道菌群種類及相對豐度變化。結果:α多樣性指數(shù)及PCo A分析結果顯示,二氫楊梅素可不同程度改變腸道菌群結構多樣性。二氫楊梅素可提高擬桿菌門與厚壁菌門的相對豐度比值,其作用體現(xiàn)出劑量依賴性。不同分類水平下的STAMP分析結果顯示,二氫楊梅素可針對性調(diào)節(jié)高脂飲食誘導下出現(xiàn)相對豐度變化的特定菌群種類。結論:在預防及治療肥胖及胰島素抵抗過程中,二氫楊梅素可對腸道菌群結構多樣性進行調(diào)節(jié),并針對性調(diào)節(jié)與肥胖及胰島素抵抗發(fā)生發(fā)展及防治密切相關的腸道特定菌群種屬。第五章二氫楊梅素通過調(diào)節(jié)腸道菌群結構防治肥胖及胰島素抵抗的深入機制研究目的:確證二氫楊梅素對腸道菌群結構的調(diào)節(jié)作用是其防治肥胖及胰島素抵抗的藥效作用途徑,進一步篩選確認與肥胖及胰島素抵抗密切相關的腸道特定菌群種屬。方法:在高脂飲食誘導建立肥胖及胰島素抵抗小鼠模型造模開始時,采用混合抗生素剔除腸道菌群,然后進行二氫楊梅素給藥干預,通過藥效系統(tǒng)評價方法考察二氫楊梅素藥效作用是否消失。在此之后,停止混合抗生素干預,并采用腸道菌群移植手段,重新引入高脂飲食狀態(tài)下的腸道菌群,繼續(xù)進行二氫楊梅素給藥,通過藥效系統(tǒng)評價方法考察二氫楊梅素的藥效作用是否重新恢復。在此研究基礎上,通過腸道菌群結構分析,進一步篩選確認與肥胖及胰島素抵抗發(fā)生發(fā)展及防治密切相關的腸道特定菌群種屬。結果:腸道菌群剔除后二氫楊梅素的藥效作用消失;停止混合抗生素干預并重新引入高脂飲食狀態(tài)下的腸道菌群,可加快肥胖及胰島素抵抗的發(fā)生發(fā)展;在移植高脂飲食狀態(tài)下的腸道菌群后,繼續(xù)進行二氫楊梅素給藥,發(fā)現(xiàn)二氫楊梅素的藥效作用恢復。腸道菌群結構分析研究結果表明,在二氫楊梅素干預下,腸道特定菌群種屬如Mucispirillum、Roseburia、Faecalibacterium菌屬相對豐度出現(xiàn)顯著改變,其中Mucispirillum菌屬相對豐度顯著降低,而Roseburia、Faecalibacterium菌屬相對豐度顯著升高。結論:本章探索性采用腸道菌群剔除及腸道菌群移植相結合的因果關系驗證方法,確證了二氫楊梅素對腸道菌群的調(diào)節(jié)作用是其防治肥胖及胰島素抵抗的藥效作用途徑,表明二氫楊梅素可通過針對性調(diào)節(jié)腸道特定菌群種屬而發(fā)揮防治肥胖及胰島素抵抗的藥效作用。在此基礎上,進一步篩選確認出與肥胖及胰島素抵抗發(fā)生發(fā)展及防治密切相關的腸道特定菌群種屬,包括Mucispirillum、Roseburia、Faecalibacterium菌屬。
【圖文】：

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【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R285.5

【參考文獻】

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1 侯小龍;王文清;施春陽;童慶;方建國;;二氫楊梅素藥理作用研究進展[J];中草藥;2015年04期

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本文編號：2657120