近日小编精心整理了《白芷化学成分分析论文(精选3篇)》，供大家阅读，更多内容可以运用本站顶部的搜索功能。摘要目的：研究熏硫與未熏硫白芷药材的整体化学成分差异，并筛选可用于两者鉴别的化学标志物。方法：分别以硫熏和未硫熏的白芷药材各16批为检测样品，以氘代甲醇-重水（1∶0.2，V/V）为提取溶剂，采用氢核磁共振（1H-NMR）代谢组学技术检测两种方法处理的白芷药材中的初级和次级代谢产物。
白芷化学成分分析论文 篇1：
白芷道地产区及种质的沿革与变迁
摘 要：白芷是临床常用品种，目前市售白芷存在商品规格多、产区广、品种杂等特点，质量最佳、疗效最好的白芷道地产区药材尚未认识统一。通过查阅本草文献，结合实地调查，对历代本草中白芷进行考证，分析了不同产地白芷药材资源的变迁及演变过程，以帮助人们更好地了解、认识并发掘白芷道地药材。
关键词：白芷；道地产区；种质；沿革；变迁
Key words：Angelica dahuricae radix；Road areas；Germplasm；Evolution；Transition
白芷来源于伞形科植物白芷Angelica dahurica或杭白芷Angelica dahurica的干燥根[1]。在中医临床上具有解表散寒、祛风止痛、宣通鼻窍、燥湿止带、消肿排脓的功效[1]。目前，白芷在全国很多地区均有引种栽培，主产于河北、河南、浙江、四川、安徽等地[2，3]。药材市场上商品白芷主要分为祁白芷、禹白芷、杭白芷、川白芷、亳白芷5大类。传统上，白芷药材地道产区曾经发生变迁，本文通过对历代本草中白芷进行考证，梳理了白芷的沿革与变迁，为白芷进一步的应用研究提供参考依据。
1 唐代以前的白芷来源
白芷始载于《神农本草经》，列为中品，谓：“白芷，一名芳香，一名菌，味辛，温，无毒。……生川谷下泽。”[4]。生川谷下泽，可以看出，汉代以前白芷药用为野生资源。
《名医别录》载：“生河东（今山西境内）川谷下泽，二月、八月采根，曝干；今出近道，处处有，近下湿地，东间甚多。”[5]。川谷下泽、近道湿地，为白芷原始生态环境。可见唐代以前白芷药材资源来源于野生。
2 宋明代白芷栽培与野生并存
宋代本草对白芷的记载产地扩大，《嘉佑本草》载：“白芷出齐郡（今山东）……”[6]。《图经本草》不但附有泽州（今山西晋城）白芷图，还对白芷产地有了非常详尽的描述：“白芷生河东川谷下泽，今所在有之，吴地（今浙江及其邻近地区）尤多。”[6]。由此可见，从宋代开始白芷产区扩大，除了传统产区山西一带的野生资源外，在山东、江浙等地很多地区都有分布。吴地与现今杭白芷主產区江浙一致，可见在宋代江浙白芷已经发展到一定规模，据此推测，宋代杭白芷已开始栽培，已有取代泽州白芷成为主流商品的趋势[7]。宋代野生资源与栽培药材并存。
明代《本草乘雅半偈》载：“所在有之，吴地尤多，近钱唐览桥亦种漪矣。”[8]由此可见明代以前白芷在江浙一带栽培，并成为主流商品。《本草品汇精要》载：“道地泽州，吴地尤胜”[9]，进一步印证了明代栽培白芷逐渐取代野生白芷。明代以后，杭白芷在南方多省区被广泛引种，产地逐渐扩大。四川也开始引入栽培，例如：据四川遂宁县志[10]记载当地白芷由杭白芷引种栽培。明代以后栽培白芷成为商品主流。
3 清代白芷栽培产区扩大
清代广泛引入到各产区栽培河南、安徽等地栽培。据河南地方志《长葛县志》[11，12]载：“长葛县有悠久的白芷种植历史，乾隆年间，后河溪镇画匠村有个姓乔的药商，从外地带回白芷试种…以禹白芷驰名全国”。至今已有200余年历史[12]。另外，安徽《亳州志》[13]（清·光绪，1894年）载：白芷作为药材开始应用，可见白芷已有一定栽培规模。此外，其它书籍记载，此时白芷资源为栽培资源。
4 近现代商品白芷的分化
近现代白芷产区进一步扩大，祁白芷也被引入栽培，据《中药通报》（1956年）报道[14]：白芷在安国栽培，有20余年的历史。而据《安国县志》[15]记载，祁白芷的历史不早于20世纪30年代。
目前，商品白芷主要为川白芷、杭白芷、禹白芷、祁白芷、亳白芷。据产地调查发现，目前白芷均为栽培品，文献也无野生资源的报道。而对于几种商品白芷的来源说法不一，《中国药典》[1]及一些文献[16]认为川白芷、杭白芷、亳白芷来源于植物杭白芷，禹白芷、祁白芷来源于白芷。白芷与杭白芷植物形态相似[16]，药材形态不同。白芷根头部近圆形，形成层近圆形；杭白芷钝四棱形，形成层近方形[1]。但王年鹤等人[17]曾对中药白芷的基原植物进行了系统研究，认为川、杭、祁、禹4类栽培品植物形态上没有明显区别，通过化学成分分析认为它们均来源于台湾白芷。因此，目前对于商品白芷的来源植物还有待于进一步考证。
5 总结
5.1 白芷种质资源经历了“野生品—野生品和栽培品—栽培品”的变迁过程 白芷药材的来源植物为伞形科白芷及其近似种，唐代以前主要来源于野生种类。宋明时期栽培白芷与野生白芷并存。宋代开始白芷有栽培，并与野生资源共作药用。明代栽培白芷产区逐渐扩大，增加了四川等地。清代白芷野生资源消失，转为栽培。近现代商品白芷均为栽培。由此可知，白芷种质资源经历了“野生品—野生品和栽培品—栽培品”的变迁过程。
5.2 白芷道地产区逐步扩大 白芷的道地产区随着药材栽培成功呈现变迁。唐代以前白芷为野生，《名医别录》记载白芷产山西一带，为地道。宋代《嘉佑本草》、《图经本草》白芷产区扩大到江浙、山东一带，以江浙一带为地道。明代以江浙为地道，《本草品汇精要》山西、江浙地道。唐宋时期白芷道地产区主要为山西、江浙；明代地道产区随着白芷栽培规模的扩大，地道产区并逐渐发生变迁，由明代山西、江浙、四川；清代形成了杭白芷、川白芷、禹白芷的分布格局，此外，清代在安徽亳州等地也有大量白芷栽培，形成商品药材；近现代，白芷产区进一步扩大，形成了杭白芷、川白芷、祁白芷、禹白芷的分布格局，除了这些主产区以外，在安徽亳州栽培有亳白芷，山东菏泽、甘肃华亭等地也有大量白芷栽培。
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作者：牛倩 栗进才 郭伟娜
白芷化学成分分析论文 篇2：
基于1H-NMR代谢组学技术比较熏硫和未熏硫白芷的化学成分差异及化学标志物筛选
摘 要 目的：研究熏硫與未熏硫白芷药材的整体化学成分差异，并筛选可用于两者鉴别的化学标志物。方法：分别以硫熏和未硫熏的白芷药材各16批为检测样品，以氘代甲醇-重水（1 ∶ 0.2，V/V）为提取溶剂，采用氢核磁共振（1H-NMR）代谢组学技术检测两种方法处理的白芷药材中的初级和次级代谢产物。利用直观分析、主成分分析（PCA）和t检验比较二者的化学成分差异，并确定化学标志物。结果：从两种白芷药材中同时检测并鉴定出了包括香豆素类、氨基酸类、糖类在内的19种化学成分。直观分析发现，两种白芷药材的化学成分轮廓相似，但香豆素类和糖类成分的1H-NMR信号强度有较大的差异;PCA分析结果显示，所有样品按不同处理方法分成两类;t检验结果显示，白芷熏硫后氧化前胡素、欧前胡素、葡萄糖和蔗糖含量均显著降低（P<0.01或P<0.001），丙氨酸、亮氨酸含量均显著升高（P<0.01或P<0.001），而其余13种成分含量差异无统计学意义（P>0.05）。结论：熏硫和未熏硫白芷药材中氧化前胡素、欧前胡素、葡萄糖和蔗糖、丙氨酸、亮氨酸6种化学成分存在明显的差异，可作为化学标志物用于市场上熏硫白芷的鉴别。
关键词 白芷;熏硫;氢核磁共振代谢组学;化学标志物;鉴别
ABSTRACT OBJECTIVE： To study the differences in the overall chemical constituents of Angelicae dahuricae with and without sulphur-fumigation， and to select chemical markers that can be used for identification. METHODS： Each 16 batches of A. dahuricae with and without sulphur-fumigation were selected as samples. Deuterated methanol-deuterium oxide （1 ∶ 0.2， V/V） was used as extraction solvent， and 1H-NMR metabolomics was used to detect the primary and secondary metabolites in A. dahuricae. In addition， visual analysis， principal component analysis （PCA） and t-test were used to compare the component differences of A. dahuricae by two kinds of pretreatment methods. RESULTS： A total of 19 chemical constituents such as coumarins， amino acids and sugars were simultaneously detected and identified from two kinds of A. dahuricae. Visual analysis showed that the chemical profiles of the two kinds of A. dahuricae were similar， but their coumarins and carbohydrates were quite different in 1H-NMR signal intensity. PCA analysis showed that all samples could be divided into two categories according to different treatment methods. The results of t-test showed that the contents of oxypeucedanin， imperatorin， glucose and sucrose of A. dahuricae were decreased significantly after sulphur fumigation （P<0.01 or P<0.001）， while the contents of alanine and leucine were significantly increased （P<0.01 or P<0.001）. There was no statistical significance in the contents of other 13 kinds of components （P>0.05）. CONCLUSIONS： There are obvious differences in the 6 chemical compounds of oxypeucedanin， imperatorin， glucose， sucrose， alanine and leucine in A. dahuricae with and without sulphur-fumigation， which can be used as chemical markers for the identification of sulphur-fumigated A. dahuricae in the market.
KEYWORDS Angelicae dahuricae; Sulphur-fumigation; 1H-NMR metabolomics; Chemical markers; Identification
白芷为常用中药材，来源于伞形科植物白芷[Angelica dahurica （Fisch. ex Hoffm.） Benth. et Hook. f.]或杭白芷[Angelica dahurica （Fisch. ex Hoffm.） Benth. et Hook. f. var. formosana （Boiss.） Shan et Yuan]的干燥根，其味辛，性溫，具有解表散寒、祛风止痛、宣通鼻窍、燥湿止带、消肿排脓等功效，可用于治疗感冒头痛、眉棱骨痛、鼻塞流涕、鼻渊、牙痛、带下、疮疡肿痛等[1]。白芷药材肉质根粗壮，富含淀粉，不易干燥，在潮湿环境下受损处易感染菜豆壳球孢真菌而发生腐烂[2]。另外，白芷药材粉性强、香气浓，在贮藏过程中极易发生虫蛀[3]。目前，白芷新鲜药材在产地大多使用硫磺熏蒸（简称“熏硫”）的方法进行加工处理，熏硫有增白、防虫、防腐、防霉等作用，可使药材易于保存和销售。但现代研究表明，熏硫后白芷药材的香豆素类有效成分发生了较大的变化[4-6]，影响了药材的药效，例如与未熏硫的白芷比较，熏硫白芷的抗炎、镇痛作用减弱[7]。然而，除香豆素类成分以外，熏硫后白芷药材中其他成分是否会发生变化还未见文献报道。此外，白芷熏硫前后药材的性状并未发生明显的变化，导致市场上白芷药材是否熏硫难以从外观上进行鉴别。因此，采用新的技术手段开展白芷熏硫后整体化学成分变化研究，并寻找新的客观鉴别方法，对于该药材的质量控制和临床应用具有重要的意义。
目前，关于熏硫白芷的化学成分变化及质量评价研究，多是采用高效液相色谱法（HPLC）测定特征成分的含量或进行指纹图谱分析[4-6]，但未见从初级与次级代谢产物角度开展其质量评价的报道。氢核磁共振（1H-NMR）代谢组学是近年来发展起来的新兴分析技术，具有初级与次级代谢产物同时表征的优点[8-10]。这种整体性评价模式与中药材治疗疾病的整体观、系统论相吻合，为中药材内在质量的综合评价提供了技术平台。目前，1H-NMR代谢组学技术已广泛应用于黄连、沙棘、乌梅等中药材的品种鉴定和质量评价研究中[9-12]。本课题组前期建立了熏硫川白芷的1H-NMR主成分分析（PCA）鉴别预测模型[13]，但对白芷的整体化学成分没有进行鉴定，也未发现可区别熏硫和未熏硫白芷的化学标志物。因此，本研究采用1H-NMR代谢组学技术，进一步从整体上鉴定分析白芷药材的初级与次级代谢产物，并结合PCA分析和t检验方法，系统研究熏硫和未熏硫白芷的整体化学成分差异，以期筛选出可用于熏硫白芷鉴别的特征化学标志物，进而为白芷的质量控制提供科学依据。
1 材料
1.1 仪器
Varian Mercury Plus 400 MHz型NMR仪（美国Agilent公司）;BP221S型电子天平（北京赛多利斯科学仪器有限公司）;KQ-300B型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）。
1.2 药品与试剂
本研究共收集了32批白芷药材，包括16批未熏硫药材及16批熏硫药材，经成都中医药大学民族医药学院范刚副研究员鉴定均为伞形科植物白芷[A. dahurica （Fisch. ex Hoffm.） Benth. et Hook. f.]的干燥根;异欧前胡素对照品（批号：110827-201109，纯度：98.5%）、补骨脂素对照品（批号：110739-200814，纯度：98.6%）、东莨菪素对照品（批号：110768-200504，纯度：98.5%）均购自中国食品药品检定研究院;欧前胡素、氧化前胡素、珊瑚菜素、Cnidilin、佛手柑内酯和异茴芹内酯均为本课题组从白芷药材中分离得到，经HPLC法检测其纯度均大于98%;重水（D2O，纯度：99.9%）、氘代甲醇（CD3OD，纯度：99.8%）、3-（三甲基硅基）-2，2，3，3-四氘代丙酸钠盐（TSP）均购自美国Sigma-Aldrich公司;磷酸二氢钾（成都市科龙化工试剂厂）。药材来源信息见表1。
2 方法与结果
2.1 供试品溶液的制备
取干燥的白芷药材粉末0.2 g，精密称定，置于锥形瓶中，分别加入CD3OD溶液1.0 mL 和 D2O溶液0.2 mL（内含0.4 mg/mL TSP 和12.32 mg/mL的磷酸二氢钾），摇匀，密封，超声（功率：200 W，频率：40 kHz，下同）提取30 min;取出，放冷，用0.45 ?m微孔滤膜滤过，取续滤液0.6 mL至标准的5 mm核磁管中，进行1H-NMR测定。
2.2 1H-NMR分析条件
以CD3OD为频率内锁，1H-NMR测定条件为：观察频率400.12 MHz，测定温度（T）25 ℃，谱宽（sw）6 410.3 Hz，采样时间（at）2.556 s，脉冲延迟时间（dl）2.0 s，采样次数（nt）64，脉冲宽度（pw）6 ?s，采用标准的预饱和脉冲序列（Presat）压制残留的水峰信号。
2.3 数据处理及统计分析
将测得的1H-NMR自由感应衰减（FID）信号导入MestReNova 6.1.0软件进行傅里叶转换，并手动调整相位和基线，以TSP峰（0.0 ppm）为基准校正所有样品的化学位移。对0.50～8.50 ppm范围内的图谱以0.04 ppm为单位进行分段积分（binning），并以总峰面积进行归一化处理，然后以ASCII格式输出数据，即得到各化学位移段与之相对应的信号峰面积值，并扣除甲醇溶剂的信号（3.26～3.34 ppm）及残留水峰信号（4.66～5.02 ppm）。将最终获得的数据矩阵，导入SIMCA 11.5软件进行PCA分析。此外，采用GraphPad Prism 5.0软件进行统计学分析，两组样品比较采用配对t检验，P<0.05表示差异有统计学意义。
2.4 方法学考察
2.4.1 仪器精密度考察 取同一批未熏硫白芷供试品溶液（批号：BZ-1），分別连续进行1H-NMR测定5次，按“2.3”项下数据处理方法处理图谱，得到5组积分值数据，运用Excel 2007软件计算5组数据之间的相关系数，结果分别为0.995、0.993、0.997、0.995和0.998，均大于0.99，表明仪器精密度良好。
2.4.2 方法重复性考察 取同一批未熏硫白芷药材（批号：BZ-1）粉末5份，按“2.1”项下方法制得供试品溶液，再分别进行1H-NMR测定和数据处理，得到5组积分值数据，运用Excel 2007软件计算5组数据之间的相关系数，分别为0.994、0.995、0.996、0.998、0.995，均在0.99以上，表明该方法具有较好的重复性。
2.5 白芷整体化学成分的1H-NMR检测及鉴定
取一批未熏硫白芷药材（批号：BZ-1）粉末适量，按“2.1”项下方法制备供试品溶液后，在“2.2”项条件下进行1H-NMR测定。采用“加标准品定性”试验进行9种次级代谢产物（氧化前胡素、欧前胡素、异欧前胡素、Cnidilin、珊瑚菜素、佛手柑内酯、异茴芹内酯、东莨菪素、补骨脂素）的1H-NMR信号归属，即在供试品溶液中分别加入各对照品2 mg，超声2 min使溶解，再进行1H-NMR测定。通过MestReNova 6.1.0软件比对加入对照品前后的1H-NMR图谱差异，根据峰的变化确定信号归属。此外，通过比对SDBS光谱数据库（http：//sdbs.db.aist.go.jp）及参考相关文献[11，14]进行氨基酸、糖类等初级代谢产物的1H-NMR信号归属。结果，采用1H-NMR分析技术，从白芷药材中共鉴定出19种化学成分（α-葡萄糖和β-葡萄糖计为1种）。白芷1H-NMR图谱大致可以分为3个区域：高场区（3.1～0.0 ppm）主要包括有氧化前胡素、欧前胡素、异欧前胡素、Cnidilin、丁二酸、谷氨酰胺、谷氨酸、醋酸盐、丙氨酸、亮氨酸、缬氨酸以及饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸类成分等;中场区（5.5～3.1 ppm）主要有蔗糖、α-葡萄糖、β-葡萄糖等;低场区（9.5～5.5 ppm）主要有异茴芹内酯、东莨菪素、补骨脂素等。白芷药材代表性的1H-NMR图谱见图1。
2.6 熏硫和未熏硫白芷的1H-NMR图谱比较
分别取同一批熏硫（批号：XLBZ-1）和未熏硫（批号：BZ-1）白芷药材粉末各适量，按“2.1”项下方法制备供试品溶液后，在“2.2”项条件下分别进行1H-NMR测定，得到熏硫和未熏硫白芷的1H-NMR图谱。通过直观分析，发现熏硫和未熏硫白芷的整体化学成分轮廓相似，但二者有些成分的信号强度有较大的差异，如未熏硫白芷的蔗糖、α-葡萄糖、β-葡萄糖及一些未鉴定的糖类（3.3～4.1 ppm）的信号强度明显高于熏硫白芷，而丙氨酸的信号强度弱于熏硫白芷。此外，通过放大1H-NMR图谱的低场区（6.2～8.5 ppm），发现白芷熏硫后主要的香豆素类成分（如氧化前胡素、欧前胡素）的信号强度也有所不同，表明两种白芷的化学成分含量有一定的差异。熏硫和未熏硫白芷的1H-NMR图谱见图2（注：图中化学成分编号同图1）。
2.7 基于PCA分析的熏硫和未熏硫白芷差异比较
白芷含有的化学成分复杂，其1H-NMR图谱可以提供大量的化学成分信息。PCA是最常用的无监督模式识别方法，其能简化数据结构，将原始的多变量数据进行降维处理，有利于观察不同样本数据的分布特征[8]。分别取硫熏和未硫熏的样品粉末各16批，按“2.1”项下方法制备供试品溶液后，在“2.2”项条件下分别进行1H-NMR测定，得到熏硫和未熏硫白芷的1H-NMR图谱。将1H-NMR测定获得的数据进行PCA分析，研究两种处理方法的样品是否存在差异，结果见图3（图中每个点代表1个样品）。得分图中，第一主成分（PC1）得分为97.6%，第二主成分（PC2）得分为1.1%。两组样品被明显地分离，其中熏硫白芷样品位于PCA得分图的左边，而未熏硫白芷样品位于得分图的右边，这表明二者的整体化学成分存在一定的差异，也说明1H-NMR代谢组学结合PCA分析可用于熏硫白芷的鉴别。此外，从图3也可以看出，熏硫白芷的组内差异大于未熏硫白芷，这可能是由于熏硫时间和硫磺用量不一致所引起的，也说明硫磺熏蒸工艺难以控制，会影响白芷药材质量的稳定性和均一性。
2.8 鉴别熏硫白芷的特征化学标志物筛选
为了确定可用于熏硫和未熏硫白芷鉴别的化学标志物，笔者进一步观察了19种化学成分在两组样品间的实际水平差异。1H-NMR信号强度直接与化合物的摩尔浓度成正比，因此化合物的1H-NMR峰面积可以代表其含量高低[9]。本研究以各成分的归一化峰面积为指标，采用配对t检验评价上述成分在两组样品中的差异是否具有显著性。结果发现，熏硫后白芷药材中氧化前胡素、欧前胡素、葡萄糖和蔗糖含量显著降低（P<0.01或P<0.001），丙氨酸和亮氨酸含量显著升高（P<0.01或P<0.001），而其余13种成分含量差异无统计学意义（P>0.05）。可见，以上6种差异成分为引起两组样品间差异的特征化学标志物，可用于熏硫和未熏硫白芷的客观鉴别。6种差异化合物在熏硫和未熏硫白芷样品中的含量比较见图4。
3 讨论
本研究采用1H-NMR代谢组学技术，充分利用其方法学优势，从整体层面上同时分析白芷药材的化学成分，鉴定出了包括香豆素类、氨基酸类、糖类等在内的19种化学成分，所建立的1H-NMR图谱可为白芷药材的鉴定和质量控制提供新的技术手段。此外，结合PCA分析和t检验，发现白芷熏硫后其初级代谢产物（糖类、氨基酸类成分）和次级代谢产物（香豆素类成分）均发生了变化。其中，氧化前胡素、欧前胡素、葡萄糖、蔗糖、丙氨酸和亮氨酸被确定为白芷药材的化学标志物，这6种成分可用于熏硫和未熏硫白芷的客观鉴别。虽然1H-NMR法所用仪器昂贵，但本文发现的主要标志物可用更加简单、价廉的方法进行检测，如可利用HPLC仪、氨基酸分析仪测定这些成分的含量，再通过与未熏硫白芷对照药材进行比较，即可判断市场上白芷药材是否经过熏硫。
欧前胡素和氧化前胡素为白芷药材的主要有效成分。现代药理研究表明，欧前胡素具有明显的镇痛、抗炎和舒张血管等活性[15]，氧化前胡素也具有镇痛、镇咳及平滑肌解痉等作用[16]，这些药理活性与白芷药材的功能主治基本一致。本研究发现，白芷熏硫后其氧化前胡素和欧前胡素的含量明显降低，表明药材的质量明显下降，可能会影响其临床疗效。除了香豆素类成分，本研究发现白芷熏硫后的初级代谢产物（糖类、氨基酸类成分）也发生了变化，其中糖类成分含量明显降低，尤其是蔗糖，其含量降低了约60%。此外，与未熏硫白芷相比，熏硫白芷中含有更多的丙氨酸和亮氨酸，这与半夏药材熏硫后氨基酸类成分含量有所升高的研究结果类似[17]。白芷熏硫后其糖类成分含量降低可能有利于药材的贮藏、防虫和防霉，但熏硫后糖类和氨基酸类成分的含量变化是否会影响白芷药材的质量还需要进一步的研究。
综上，本研究采用1H-NMR代谢组学技术研究了熏硫和未熏硫白芷的整体化学成分差异，结果表明，熏硫后白芷药材的6种化学成分发生了明显的变化，其中氧化前胡素、欧前胡素、葡萄糖和蔗糖含量明显降低，而丙氨酸和亮氨酸含量明显升高。因此，这6种成分可作为化学标志物，用于市场上熏硫和未熏硫白芷的客观鉴别。
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（收稿日期：2020-03-03 修回日期：2020-04-19）
（编辑：林 静）
作者：董芸 田玫瑰 唐荣伟 唐玲 赵程成 张艺 范刚
白芷化学成分分析论文 篇3：
基于网络药理学的酒炖白芷药效作用机制研究
【摘 要】 目的：通过网络药理学研究酒炖白芷的活性成分、作用靶点、相关信号通路和疾病的关联性，揭示酒炖白芷药效的作用机制。方法：选取酒炖白芷中27个活性成分，依据反向药效团匹配（PharmMapper）方法预测活性成分作用靶点，进而构建活性成分-作用靶点、疾病-作用靶点-通路网络，进行GO富集和KEGG通路富集分析，研究酒炖白芷的作用机制。结果：根据疾病-作用靶点-通路网络分析，涉及偏头痛的关键靶点为ESR1、IL-2和NOS3;涉及鼻炎的关键靶点为EGFR和MAPK8;涉及癫痫的关键靶点为GSTA1、GSTP1和GSTM1。GO富集条目1316 个，其中生物过程相关的条目1172个，分子功能相关的条目48个，细胞组成相关的条目96个。KEGG 通路117条，主要涉及hsa04024、hsa04022、hsa04151、hsa04370、hsa04014等通路。结论：酒炖白芷的药效作用机制体现了中药多成分-多靶点-多通路的特点，本研究为酒炖白芷炮制机理、药效作用的深入研究及都梁丸的临床应用提供科学依据。
【关键词】 网络药理学;酒炖白芷;偏头痛;鼻炎;癫痫
白芷藥用历史悠久，具有解表散寒、祛风止痛、宣通鼻窍等功效，其古代记载有酒浸、酒蒸、酒炒、醋制、盐水炒等多种炮制方法，但现代很少应用。酒炖白芷主要用于2015版《中国药典》一部收载的成方制剂“都梁丸”中，制备方法为取白芷饮片，加入黄酒（每100kg白芷加入黄酒20kg），经闷润、隔水蒸制后干燥制得。酒炖白芷由于黄酒成分的引入及受热炮制作用可使其化学成分及药效作用与白芷存在差异，前期化学成分研究中发现酒炖白芷中含有与白芷基本相同的化学成分，只是含量有所差异[1-2]，但引入的黄酒的成分，由于技术限制尚需进一步研究。目前，白芷在抗偏头痛、治疗鼻炎、抗癫痫等[3]药理作用方面报道较多，但白芷经黄酒炮制制成酒炖白芷后，是否对其药效产生影响或具有增强药效作用及都梁丸中为何采用酒炖白芷而不采用白芷入药，还需结合药效作用机制进一步深入研究。因此，为增加酒炖白芷炮制品在抗偏头痛、治疗鼻炎、抗癫痫等疾病方面的应用，笔者拟以黄酒与白芷中所含的主要化学成分作为酒炖白芷中可能含有的活性成分为筛选对象，采用网络药理学的方法，着重探讨酒炖白芷在抗偏头痛、治疗鼻炎、抗癫痫的药效作用机制，并综合分析活性成分靶点、相关生物信号通路与疾病的关联性，为酒炖白芷炮制机理、药效作用机制的深入研究及其在临床应用提供科学依据。
1 材料
ChembioDraw Ultra软件（Version 13.0）、Cytoscape软件（Version 3.6.1）、R软件、UniProt数据库（https：//www.uniprot.org）、GeneCards数据库（https：//www.genecards.org）、DrugBank数据库（https：//www.drugbank.ca）、NCBI数据库（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov）、String数据库（https：//string-db.org）、TCMSP数据库（http：//lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php）、PubChem数据库（https：//pubchem.ncbi.nlm.nih.gov）、PharmMapper Serve数据库（http：//59.78.96.61/pharmmapper）。
2 方法
2.1 酒炖白芷活性成分的筛选 酒炖白芷为白芷经辅料黄酒炮制制得，其所含主要的化学成分可能主要源于白芷与黄酒中的成分。通过TCMSP数据库获取白芷的化学成分，以类药性（DL）≥0.18和口服生物利用度（OB）≥30%为筛选条件，选取DL≥0.18和OB≥30%的化学成分作为白芷的潜在药效成分。由于酒炖白芷经辅料黄酒炮制，经对黄酒的活性成分进行文献的挖掘与整理，同时列为酒炖白芷的活性成分。
2.2 作用靶点的获取 采用ChembioDraw Ultra软件绘制活性成分三维结构图，以SYBYL2（*.mol2）格式保存，并通过PubChem和TCMSP数据库进行结构验证，将活性成分的SYBYL2（*.mol2）格式文件上传到PharmMapper Serve数据库中获取靶点信息，再将该数据库中Uniplot一栏上传到UniProt数据库中并将限定选为人，将靶点名称校正为官方名称。
2.3 疾病相关靶点的筛选 在GeneCards、DrugBank和NCBI数据库中输入migraine（cephalagra、hemicrania、antimigraine）、rhinitis（nasitis）和epilepsia（epilepsy、hieronosus）搜索文献已报道的与偏头痛、鼻炎和癫痫相关的基因，去除重复的和假阳性基因，与上述PharmMapper Serve数据库获得的靶点进行对比分析，得到活性成分中的抗偏头痛、鼻炎以及癫痫的潜在作用靶点。
2.4 通路富集与分析 将通用蛋白编号（Uniprot ID）导入R软件中，对所有蛋白的编码基因进行GO注释分析和KEGG通路分析，计算各通路P值并预测相关靶点蛋白参与表达的生物学通路（P<0.05），采用Cytoscape软件构建酒炖白芷的靶点通路网络图。
2.5 网络构建 将酒炖白芷的活性成分、作用靶点、相关疾病、通路导入Cytoscape软件中，构建活性成分-作用靶点、疾病-作用靶点-通路网络，以探究酒炖白芷在抗偏头痛、鼻炎以及癫痫方面的药效作用机制。
3 结果
3.1 酒炖白芷活性成分的筛选 从TCMSP数据库中获得223个白芷化学成分，以DL≥0.18和OB≥30%为筛选条件，结合文献报道，共获取17个活性成分。依据文献报道，结合黄酒中化学成分的性质，选取含量高、无挥发性、耐热性的10个成分作为黄酒的主要活性成分，将筛选出的白芷中的17个成分与黄酒中的10个成分，即共27個成分为酒炖白芷主要活性成分，结果见表1。
3.2 靶点预测 将表1中27个活性成分在PharmMapper Serve数据库中返回的潜在作用靶点按匹配度（Fit）降序排列，各取前25个靶点，除去重复项后得到144个基因靶点，通过GeneCards、DrugBank和NCBI数据库与相关基因进行对比，筛选与抗偏头痛、鼻炎和癫痫相关联的可能潜在作用靶点，分别为60个、51个、17个，表2列举Degree值排名前10的靶点蛋白。
3.3 活性成分-作用靶点网络图的构建和分析 构建的酒炖白芷活性成分-作用靶点网络图（图1），图中共有171个节点，678条线，红色菱形节点代表酒炖白芷的活性成分（外围是白芷的活性成分，内环是黄酒的活性成分），绿色圆形节点代表作用靶点，灰色细线代表活性成分与作用靶点间相互关联。表明酒炖白芷的药效作用具有多成分、多靶点的特点。
3.4 通路富集与分析 采用R软件对酒炖白芷靶点蛋白进行KEGG通路富集，共富集134条，其中P值<0.05的有117条，部分通路信息（见图2）。表明酒炖白芷主要通过环磷酸腺苷、环磷酸鸟苷-依赖性蛋白激酶、T细胞受体、Ras、MAPK、雌激素、PI3K/Akt、VEGF和Mtore等9条信号通路发挥抗偏头痛、鼻炎、癫痫的药效作用;GO注释分析表明在生物过程中这些靶点主要涉及蛋白质磷酸化、肽基酪氨酸磷酸化、肽基酪氨酸修饰;在分子功能中主要涉及蛋白酪氨酸激酶活性、激酶调节活性、RAS鸟苷酸交换因子活性、鸟苷酸交换因子活性等方面;在细胞组成中主要涉及膜质侧、膜筏、膜微区、膜区等方面，GO注释分析信息见图3。图4为靶点-通路-疾病图，其中红点为疾病，蓝点为通路，黄点为靶点。
4 讨论
研究结果表明，酒炖白芷主要通过环磷酸腺苷（cAMP）、环磷酸鸟苷-依赖性蛋白激酶（cGMP-PKG）、MAPK信号通路发挥抗偏头痛药效作用。同时在调控MAPK信号通路发挥抗偏头痛中，酒炖白芷共富集22个靶点，而生白芷为15个;酒炖白芷主要通过调控环腺苷-磷酸、T细胞受体和Ras信号通路发挥抗偏头痛作用，与生白芷相比，酒炖白芷在各个通路富集靶点多，并比生白芷多了雌激素、cGMP-PKG两条信号通路。有研究表明NO被认为是引起原发性偏头痛的触发物，可舒张平滑肌，扩张脑内血管，进而增加痛觉的传导，导致中枢敏化[4]。脑血管神经末梢内含有NOS，在NOS催化下，L-精氨酸产生NO，通过与G蛋白偶联的膜受体结合激活可溶性鸟苷酸环化酶，从而使细胞内鸟苷酸（cGMP）水平升高。NO并可诱导三叉神经节细胞合成和分泌CGRP，CGRP是目前最强血管扩张药物，对脑、心血管最为明显。CGRP通过平行的信号通路，增加腺苷酸环化酶和环磷酸腺苷（cAMP）的产生[5]。对抗CGRP和NO信号的化合物、CGRP拮抗剂和NO合成酶抑制剂均可减轻偏头痛。另外，MAPK是细胞内的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，MAPK家族主要包括细胞外调节蛋白激酶 （ERK） 、c-Jun氨基末端激酶 （JNK） 和p38丝裂原活化蛋白激酶 （p38MAPK），分别介导3条并行的MAPK信号通路[6]。TNF-α和IL-6等炎性因子可通过上调p-ERK1/2、p-p38及p-JNK的表达，激活MAPK通路，进而在细胞的增殖、凋亡、炎症及免疫等多方面发挥关键的作用[7-9]。因此，推测酒炖白芷可能通过调控cAMP信号通路和cGMP-PKG信号通路，降低CGRP和NO的产生和分泌，并通过阻断MAPK通路，减少炎症因子的释放，发挥抗偏头痛的作用。
研究发现酒炖白芷抗鼻炎的作用可能与PI3K/Akt、VEGF通路有关，PI3K/Akt通路是VEGF诱导内皮细胞存活和迁移的重要信号分子，ERK通路也涉及细胞存活和迁移的调节[10]，P13K、Akt和ERK1/2的磷酸化水平与VEGR的产生具有一致的趋势。血管内皮生长因子（VEGF）和MMP-9在促进鼻黏膜组织肿胀与腺体分泌亢进过程中发挥重要作用。VEGF可能是MMP-9高表达的诱导因素[11]，可促进血管增生及通透性，参与鼻腔黏膜肿胀及腺体分泌亢进过程。酒炖白芷可能通过抑制PI3K/Akt通路和ERK通路，可以显著降低VEGF的产生，下调MMP-9的表达发挥抗鼻炎的作用。另外，酒炖白芷还可能通过调控P13K/AKt和ERK1/2信号通路发挥抗癫痫作用。在癫痫发生过程中，短期内即可促使信号通路被激活表达p-ERK1/2，通过调节ERK1/2信号通路，可对癫痫发作产生拮抗作用[12];其中PI3K/AKt信号通路是调节神经细胞各项活动的重要通路之一，广泛参与神经元细胞的生存、分化、凋亡等过程，当P13K/AKt通路被抑制时，可以有效抑制海马神经元凋亡[13]。mTOR为P13K/AKt途径的下游丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶，mTOR抑制剂可以有效预防癫痫发作[14]。在调控P13K/AKt信号通路发挥抗鼻炎和癫痫作用中，酒炖白芷共富集29个靶点，而生白芷为22个，且比白芷多1个治疗鼻炎的VEGF信号通路。酒炖白芷在mTOR信号通路共富集10个靶点，而生白芷为7个。
在靶点预测分析中发现，酒炖白芷中ESR1、IL-2和NOS3等与偏头痛相关的靶点度值、EGFR和MAPK8等与鼻炎相关的靶点度值、GSTP1、GSTA1和GSTM1等与癫痫相关的靶点度值，均高于生白芷中相关靶点度值。
综上所述，白芷酒炖后与偏头痛、鼻炎和癫痫相关的靶点、通路均多于白芷，且靶点度值增大，可能主要与黄酒成分的引入及水合氧化前胡素含量增加[2，15，16]等因素有关，其药效作用机制体现了中药多成分-多靶点-多通路的特点，为酒炖白芷“酒制升提”或“引药上行”的炮制机制的深入研究提供了新思路。但其对药效作用的改变或药效作用的增强还需进一步通过体内药效实验进行验证。
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（收稿日期：2019-10-24 编辑：陶希睿）
作者：谢鑫荣 朱春璐 袁子民