摘要
目的： 刺五加（Eleutherococcus senticosus）为五加科传统中药，具有补肾安神的功效。刺五加叶（ESL）富含三萜皂苷类成分（ESL-SAP），课题组前期研究表明，ESL-SAP可抑制amyloid-β（Aβ）细胞毒性，显著恢复受损神经元的生长，且ESL水提取物可显著增强小鼠学习记忆能力，但ESL-SAP是否为ESL在体内发挥神经保护活性的有效成分，尚不明确，其体内效应物质及作用机制有待明确和揭示。本课题以ESL-SAP为研究对象，一方面，基于动物行为学方法探讨ESL-SAP对正常大鼠和APP/PS1双转基因小鼠认知功能的改善，以明确其体内活性；另一方面，基于UHPLC-Q-Exactive-Obitrap MS分析，对ESL-SAP的化学组成，及其在体内的代谢成分进行分析鉴定，揭示其与神经保护活性相关的效应物质；最后，基于ESL-SAP脑移行成分进行网络药理学研究，探讨ESL-SAP脑移行成分干预阿尔茨海默症（AD）的潜在作用机制。 方法与结果： 1.ESL-SAP化学成分分析。基于UHPLC-Q-Exactive-Orbitrap MS分析技术，在负离子模式下对ESL-SAP进行结构鉴定。基于对照品比对和前期总结的三萜皂苷质谱裂解规律，对ESL-SAP化合物的保留时间、高分辨数据、特征性碎片离子和中性丢失等信息进行分析，推测了195个三萜皂苷类成分结构，包括8种五环三萜类苷元和19种糖链类型，构建了ESL-SAP化学成分数据库。 2.ESL-SAP体内活性研究。基于新物体识别、旷场实验、物体定位实验和Morris水迷宫等动物行为学方法，分别对ESL-SAP改善正常大鼠和APP/PS1双转基因小鼠认知功能的生物活性进行研究。实验结果表明，ESL-SAP可显著增强正常大鼠的学习记忆能力、改善APP/PS1双转基因小鼠的认知功能障碍，说明ESL-SAP是ESL发挥神经保护活性的有效组分。 3.ESL-SAP体内代谢研究。基于UHPLC-Q-Exactive-Orbitrap MS技术，对ESL-SAP口服给药正常大鼠的尿液、粪便、血浆和脑组织中的外源性成分进行了分析，共发现ESL-SAP相关成分209个；其中，尿液中发现原型成分44个和代谢产物10个，粪便中原型成分139个和代谢产物68个，血浆中原型成分34个和代谢产物13个，明确了ESL-SAP在体内的可能代谢途径，建立了ESL-SAP体内成分数据库。并基于平行反应监测（PRM）扫描模式建立了一种能够快速发现脑内移行成分的拟靶向LC-MS分析方法，首次从大鼠的脑组织中检测出26个ESL-SAP相关成分，揭示了其潜在效应成分。此外，脑内移行成分的半定量分析结果显示，与给药ESL-SAP后3h和6h的样品相比，1h后的大鼠脑内移行成分在种类和含量方面均相对较高。 4.ESL-SAP干预AD的网络药理学分析。基于ESL-SAP脑移行成分，通过网络药理学和分子对接技术，探讨ESL-SAP干预AD的潜在作用机制。经靶点预测、GO功能和KEGG通路富集分析等生物信息学方法分析，构建了脑移行成分-AD靶点-通路网络，发现ESL-SAP可能通过多成分、多靶点和多途径有效发挥神经保护作用。其中，ESL-SAP脑内移行成分B1、B24、B12、B23等可能通过与MAPK1、HRAS、MAPK8靶点蛋白相互作用，调控AGE-RAGE信号通路、Ras信号通路、雌激素信号通路、PI3K-Akt信号通路，抑制炎症反应、抗细胞凋亡和氧化应激，发挥干预AD的药效作用。 结论： 综上所述，本研究基于LC-MS分析、动物行为学研究及网络药理学研究，明确了ESL-SAP在正常大鼠和APP/PS1双转基因小鼠体内的神经活性，揭示了ESL-SAP通过早期干预改善AD模型小鼠认知功能障碍的作用；建立了ESL-SAP化学成分和体内代谢成分数据库，明确了ESL-SAP在体内的代谢途径以及其发挥作用的潜在效应成分；基于脑内移行成分的网络药理学研究，发现ESL-SAP可能通过调节细胞凋亡、炎症反应、氧化应激等途径干预AD的发生发展。该研究为阐明刺五加叶三萜皂苷干预AD的药效物质基础及机制提供了科学依据。
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