文章標題：Integrated Metabolomics and Network Pharmacology Study on the Mechanism of Kangfuxiaoyan Suppository for Treating Chronic Pelvic Inflflammatory Disease
發表期刊：Frontiers in Pharmacology
影響因子：5.988
發表年份：2022.01
組學技術：代謝組學
1.百趣代謝組學文獻分享—研究背景
慢性盆腔炎（CPID）是女性盆腔生殖器官、周圍結締組織和盆腔腹膜的慢性炎癥，可導致不孕、異位妊娠或慢性盆腔疼痛。代謝組學分享，左氧氟沙星或甲硝唑等抗生素主要用于治療CPID，但由于耐藥性和副作用，治療效果并不理想。因此，有必要開發新的替代藥物來治療CPID。
康復消炎栓（KFXYS）是一種常用治療CPID的中成藥（《中藥治療常見病臨床應用導則》標準化項目組，2020）。代謝組學分享，KFXYS方劑由苦參、穿心蓮、紫草根、敗醬草、蒲公英、紫草、蘆薈和豬蹄散組成。作者先前的研究表明，KFXYS可以緩解CPID患者子宮腫脹的程度，抑制炎癥因子的分泌，增加免疫因子指數，其療效已經得到驗證，但其作用機制尚不清楚。
作者在該研究
圖1. KFXYS治療CPID的作用機制示意圖
2.百趣代謝組學文獻分享—研究設計
3.百趣代謝組學文獻分享—研究結果
（1）KFXYS對CPID大鼠炎癥指標的逆轉作用
作者測定了子宮組織中IL-1、IL-6、IL-10及TNF-α的水平。如圖2A所示，與假手術組相比，模型組的子宮指數顯著升高，結果表明CPID模型建立成功。代謝組學分享，與模型組相比，施用KFXYS后子宮指數顯著下降，表明KFXYS能有效改善CPID模型大鼠的子宮腫脹程度。此外，在子宮組織勻漿中，模型組IL-6顯著下降，IL-1顯著升高。在KFXYS處理組，這些指標得到了顯著改善。研究表明，KFXYS具有逆轉炎癥指數的作用（圖2B-E）。
圖2. KFXYS對炎癥指數的逆轉作用
（2）研究KFXYS吸收進血液中的成分研究
①鑒定吸收到KFXYS血液中的成分
作者利用高分辨率質譜法鑒定出KFXYS的80種高響應化學成分和43種弱響應化學成分。代謝組學分享，通過開發實時二元比較的方法，以鑒定吸收到血液中的KFXYS的成分（圖3），共鑒定出60種KFXYS衍生化合物，包括10種原型化合物（表1）和50種代謝物。根據代表性對照品建立的代謝規律，作者推測這60個成分主要來源于SFR、AH、TH和VH，主要包括生物堿類、黃酮類和有機酸類等。
圖3. 在正離子模式下提取離子色譜圖
表1. 血液中KFXYS的原型成分
②血液中KFXYS主要成分的藥代動力學研究
作者在結果中發現只有以下六種成分在體內表現出良好的ADME行為。因此，推測苦參堿，索果果平，蘆薈素，七葉皂苷和7-羥基-4′-甲氧基異黃酮及其代謝物可能是KFXYS的潛在藥用成分。
圖4. 血液中6種藥用成分的ADME分析
（3）KFXYS治療CPID的機制研究
①與KFXYS炎癥指標相關的差異代謝物的研究
作者將KFXYS組和模型組具有相反趨勢的代謝物被定義為最終的差異代謝物。如表2所示，共篩選和鑒定了16種最終差異代謝物。
圖5. 謝組學分析
表2. 差異代謝物
為了研究以上代謝物與KFXYS療效之間的相關性，將子宮組織勻漿中的炎癥指標和16種差異代謝物進行相關性分析以進一步篩選代謝物（圖5G）。結果表明，炎癥指標與白三烯A4、5-羥基吲哚乙酸、鳥氨酸、精氨酸等5種代謝物顯著相關，表明KFXYS可能通過調節這些直接相關的代謝物在CPID的治療中發揮作用。
代謝組學分享，利用通路分析，發現以上代謝物主要涉及精氨酸和脯氨酸代謝、谷胱甘肽代謝等代謝途徑。
圖6. 差異代謝物的通路分析
②基于網絡藥理學的KFXYS潛在作用機制研究
網絡藥理學分析結果發現疾病靶點和藥物靶點的185個共有靶點是KFXYS治療CPID的潛在靶標（圖7A）。代謝組學分享，GO富集分析用于發現185個潛在靶標的潛在生物過程（BP），細胞組分（CC）和分子功能（MF）（圖7B）。在KEGG潛在靶標富集分析中，共獲得176條通路。前10個通路如圖7C所示。
圖7. KFXYS在治療CPID的網絡藥理學分析
（4）基于代謝組學與網絡藥理學整合的KFXYS作用機制研究
代謝組學和網絡藥理學的共同途徑是精氨酸和脯氨酸代謝，谷胱甘肽代謝，這可能是KFXYS治療CPID的關鍵途徑。并且確定了九個關鍵靶點，具體如表3所示。代謝組學分享，根據具有良好AMDE行為、9個關鍵靶點和2個關鍵代謝途徑的成分，構建了KFXYS在治療CPID中的“中藥處方-單藥-化合物-關鍵靶點-關鍵途徑-疾病”網絡（圖8）。
表3. KFXYS在治療CPID方面的主要靶點
圖8. “中醫復方-單方-化合物-關鍵靶點-關鍵途徑-疾病”網絡圖
4.百趣代謝組學文獻分享—總結
本研究驗證了KFXYS對CPID大鼠炎癥指標的逆轉作用，鑒定出KFXYS被吸收到血液中的60種成分，其中有6種成分具有良好的ADME行為。代謝組學分享，通過相關性分析發現了5種與炎癥指標相關的差異代謝物，并將這些代謝物用于代謝途徑分析。結合網絡藥理學獲得的潛在途徑，二者的共有途徑被認為是關鍵途徑，即精氨酸和脯氨酸代謝，谷胱甘肽代謝。利用關鍵通路中所含的蛋白質篩選出網絡藥理學獲得的潛在靶標，篩選出9個關鍵靶點?？傮w而言，我們推測KFXYS的成分可能作用于關鍵蛋白質，包括ARG1，NOS2，NOS3等，以在CPID的治療中發揮作用（圖9）。
圖9. KFXYS的可能調控機制
百趣攜中藥入血組助力前沿研究，感興趣的老師可以詳詢biotree各地工程師，我們可以結合課題背景提供個性化實驗設計方案。