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“中药脑脊液药物化学”研究的初步构建

2013-04-22孙志翠,王欣

中国中药杂志 2013年2期

孙志翠,王欣

[摘要] 借鉴中药血清药物化学研究方法,首次明确提出了“中药脑脊液药物化学”的概念及其研究思路和方法,总结归纳了透血脑屏障药物化学成分分析方法在单味中药及复方药效物质基础研究中的现状,并对中药脑脊液药物化学的研究前景和科研价值进行了展望,认为“中药脑脊液药物化学”研究是对传统中药复方物质基础研究方法的重要补充,对中医方剂的现代化研究必将起到积极推动作用。

[关键词] 中药脑脊液药物化学;药效物质基础;研究思路与方法

中药及其复方药效物质基础研究是中医药现代化研究的重要组成部分,中药血清药物化学研究方法已被广泛认可和应用[1]。在此基础上,鉴于中枢神经系统血脑屏障的存在,作者初步建构“中药脑脊液药物化学”研究,借助现代分离、分析技术,深入研究中药复方中枢药效物质基础及其体内过程。“中药脑脊液药物化学”研究,是对传统中药复方物质基础研究方法的重要补充,对中医方剂的现代化研究必将起到积极推动作用。

1 “中药脑脊液药物化学”概念的提出

20世纪80年代,日本学者田代真一首次提出了“血清药物化学”的概念。1997年,王喜军教授依据中医理法方药理论体系,首次提出了适合于中药方剂有效成分研究、方剂配伍规律研究、方剂多成分药代动力学研究以及中药有效部位群认定的“中药血清药物化学”理论及研究方法[1]。经过近20年发展,“中药血清药物化学”研究形成了较系统的理论和方法,成为揭示中药及其复方药效物质基础及确认其体内过程等关键问题不可替代的研究方法。

但是,由于人体内各种屏障的存在,复方作用于机体后血清中的中药成分不一定都能透过屏障,特别是治疗中枢神经系统疾病的中药复方作用于机体后,血清中的药物化学成分不一定都能透过血脑屏障。因此,有学者提出,体外血清药理学实验模拟的状态与复方作用实际可能有距离[2]。近年,张伯礼院士等在中药复方研究过程中受“血清药理学”启发,考虑到中枢神经系统中血脑屏障的存在,试图探讨血清药理学在神经系统中的作用是否同样适用,从而提出了中药“脑脊液药理学”的概念[3]。脑脊液药理学主要用于研究神经系统中药复方的作用,在中药复方效用机制研究中具有重要意义[4]。

针对血清药物化学在治疗中枢神经系统疾病中药复方药效物质基础研究方面可能存在的局限,如何客观、有效地评价复方中的化学成分透血脑屏障,不但有利于揭示中药复方治疗脑系疾病的药效物质基础,也有利于研究开发有效治疗脑系疾病的药物[5]。由此作者设想,借鉴“中药血清药物化学”研究思路,以经典的药物化学研究方法和手段为基础,采用现代分离、分析技术,鉴定或表征口服中药后机体脑脊液中的移行成分,阐明透血脑屏障化学成分的活性与中药复方药理效用的相关性,确定中药复方药效物质基础并研究其体内过程,这种“中药脑脊液药物化学”研究是对传统中药复方物质基础研究方法的重要补充,对于中医方剂的现代化研究必将起到积极推动作用。

2 研究思路、方法与技术

2.1 研究思路 借鉴中药血清药物化学研究方法,“中药脑脊液药物化学”研究思路主要包括药效物质基础研究和药效物质体内过程研究2个方面。①药效物质基础研究:首先进行中药脑脊液药理学研究,观察含药脑脊液的药理作用,阐明中药或复方的效用机制,然后综合运用现代分析技术,分离、鉴定脑脊液中的药物化学成分,进而明确中药或复方的药效物质基础;也可首先进行脑脊液药物化学成分分析,确定移行成分的来源、种类、数量,解析结构,然后综合运用各种现代提取、分离方法,定向富集制备中药或复方提取物,然后再进行相关药效学研究。②药效物质体内过程研究:利用脑脊液中成分的分析方法,通过研究多成分的体内动态及代谢化学,明确中药及其复方的体内过程及其代谢规律。

2.2 研究方法与技术 “中药脑脊液药物化学”研究可根据研究目的不同而采用不同的研究方法与技术。①对样品进行成分分析并评价其品质:中药指纹图谱技术;②选择实验动物:实验动物学;③确定给药方案:传统与现代给药方式的比较;④确定脑脊液采集时间及采集方式:在线检测法;⑤制备含药脑脊液样品:有机溶剂萃取法、有机溶剂沉淀蛋白法、重金属盐沉淀蛋白法、有机酸沉淀蛋白法、热水浴法、固相萃取法(SPE)及超滤法等;⑥选择脑脊液样品分析方法:气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱质谱联用法(GCMS)、液相色谱质谱联用法(HPLCMS)、毛细管电色谱法(CEC)、薄层扫描法(TLCS)、分光光度法、原子吸收光谱法(AAS)等;⑦制备脑中移行成分:色谱技术、膜分离技术等;⑧研究脑中移行成分与中药传统疗效的相关性:动物模型、细胞模型,以及基因组学或蛋白组学技术;⑨研究代谢产物及代谢途径:生物药剂学及代谢化学;⑩中药及复方的脑脊液药代动力学研究:药代动力学。

3 研究现状

近年来,关于脑脊液中药物化学成分的研究已引起关注,综合运用各种光谱和色谱手段,对中药口服给药后脑中移行成分及其代谢产物进行分析,为揭示中药药效物质基础提供了新的思路和方法。

袁莹等[6]借鉴中药血清药物化学方法,通过HPLC指纹图谱和紫外光谱分析,比较了空白血清、含药血清、空白脑脊液、含药脑脊液药物化学成分的异同,确定川芎效应组分的血中移行成分与脑脊液移行成分,并采用多维液质联用法(HPLCDADMS/MSn)推测移行成分的化学结构,为快速、有效地确定川芎效应组分的物质基础、进一步建立其完善的质量标准奠定了基础。采用相同的方法,林晓[7]等研究了大川芎方中天麻的药效物质基础,为大川芎方及其制剂的质量控制提供了依据。赵志刚等[811]针对冰片与化学药物联合应用对血脑屏障的影响进行了系列研究,证明冰片可促进丙戊酸钠、尼莫司汀、甲氨蝶呤等药物透过血脑屏障,增加其在脑脊液中的药物浓度,为脑部肿瘤及脑膜炎的中西医结合治疗开辟了新的思路。李越峰等[1220]为揭示四逆散改善睡眠作用的药效物质基础,先后进行了四逆散冻干粉制备及其主要化学成分含量测定、四逆散冻干粉指纹图谱建立、四逆散冻干粉血清及大鼠脑脊液中移行成分分析以及脑脊液中内源性物质的认定等研究,为“中药脑脊液药物化学”研究的构建提供了方法学借鉴。

综上可见,透血脑屏障药物化学成分分析在中药药效物质基础研究中的价值和意义已得到重视,并取得了一定的研究成果,但目前还存在一些局限或不足之处:①透血脑屏障药物化学成分研究目前仍较多见于单味中药的药效物质基础研究,中枢神经系统疾病治疗用的相关复方研究鲜有报道;②脑脊液的采集及其前处理,文献报道方法多样,但重复性欠佳,需进一步加以优化;③透血脑屏障药物化学成分研究需与相应的药效学研究相结合[21],选择被公认的与中医病证机制相近似的动物模型,在整体、离体、组织器官、细胞分子等不同水平上,观察并比较透血脑屏障药物化学成分与药效的相关性,才能切实揭示中药复方药效物质基础;④中药复方透血脑屏障药物化学成分的药动学研究尚属空白,构建脑脊液药物化学成分药效药动学三维立体研究系统,是“中药脑脊液药物化学”研究的重要内容。

4 研究前景与展望

借鉴中药血清药物化学研究思路,作者提出建构“中药脑脊液药物化学”研究方法,将为深入揭示中药及其复方药效物质基础提供强有力的技术支持和方法学依据。本课题组前期研究结果证实,将中药指纹图谱与中药脑脊液药物化学、中药脑脊液药理学相结合,是中药复方药效物质基础研究的新模式;探查治疗中枢神经系统疾病中药复方透血脑屏障药物化学成分与药效的相关性,解析药效物质结构,观察其药动学规律,是中药脑脊液药物化学研究的关键环节。

作为传统中药复方物质基础研究方法的重要补充,探索并初步构建治疗中枢神经系统疾病中药复方“脑脊液药物化学”研究的思路和方法,对于深入阐明中医复方效应机制、提高临床疗效、增加对病理靶点治疗针对性以及推进中医方剂现代化都将具有重要的科学意义和学术价值。

[参考文献]

[1] 王喜军.中药血清药物化学学科的形成及发展[J].世界科学技术——中医药现代化,2010,12(4):632.

[2] 王守勇,谢鸣.中药复方效用及其物质的研究思路[J].北京中医药大学学报,2002,25(12):125.

[3] 梅建勋,陆融,张伯礼.中药脑脊液药理学研究方法的初建——对中药影响星形胶质细胞神经营养作用的观察[J].中草药,2000,31(7):523.

[4] 姚辛敏,周妍妍,于淼,等.中药复方物质基础研究——脑脊液药理学的应用探微[J].中医药学报,2011,39(3):3.

[5] 肖莹莹,张艺,张静,等.中药透血脑屏障评价方法的研究进展[J].中药药理与临床,2007,23(5):255.

[6] 袁莹,林晓,冯怡,等.川芎治疗偏头痛效应组分的体内移行研究[J].中国药学杂志,2010,45(9):694.

[7] 林晓,袁莹,洪燕龙,等.大川芎方中天麻效应组分的体内移行研究[J].中国中药杂志,2011,36(9):1175.

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[11] 张星虎,刘凤芹,赵志刚.冰片开放血脑脊液屏障对实验性细菌性脑膜炎治疗影响的研究[J].中国神经免疫学和神经病学杂志,2007,14(2):93.

[12] 李越峰,严兴科,余琰.四逆散指纹图谱相似度的分析研究[J].时珍国医国药,2011,22(5):1042.

[13] 李越峰,李廷利.四逆散冻干粉在大鼠脑脊液中主要活性成分的研究[J].中国临床药理学杂志,2010,26(8):619.

[14] 李越峰,黄玉新,李廷利,等.四逆散拆方过程中成分变化的分析研究[J].中成药,2009,31(8):1308.

[15] 李越峰,严兴科,李廷利,等.四逆散冻干粉化学成分变化的研究[J].中草药,2010,41(6):854.

[16] 李越峰,李廷利.四逆散冻干粉血清移行成分的分析研究[J].中国临床药理学与治疗学,2010,15(1):21.

[17] 李越峰,严兴科,李廷利.四逆散冻干粉中的柴胡皂苷C对小鼠睡眠影响的实验研究[J].中国临床药理学杂志,2011,27(8):601.

[18] 李越峰,严兴科,李廷利.四逆散冻干粉中柚皮苷和甘草次酸含量的测定[J].时珍国医国药,2011,22(6):1298.

[19] 李越峰,李廷利.四逆散中主要有效成分芍药苷对睡眠影响的实验研究[J].中成药,2011,33(4):690.

[20] 李越峰,李廷利.四逆散对失眠大鼠睡眠时相影响的研究[J].中药药理与临床,2011,27(3):4.

[21] 王欣.中药复方物质基础研究的思路与方法[J].山东中医药大学学报,2002,26(3):165.

Preliminary construction of studies on "pharmaceutical chemistry of

cerebrospinal fluid containing Chinese medicine"

SUN Zhicui, WANG Xin*

(School of Basic Medical, Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Ji′nan 250355, China)

[Abstract] According to the research methods for pharmaceutical chemistry of serum containing Chinese medicine, we put forward the concept, research ideas and methods of "pharmaceutical chemistry of cerebrospinal fluid containing Chinese medicine" for the first time on the basis of summary of the present situation in research on the base of single and compound Chinese medicine by applying the composition analysis methods on pharmaceutical chemistry of the drug through blood brain barrier. At the same time, scientific research value and prospect of pharmaceutical chemistry of cerebrospinal fluid containing Chinese medicine were discussed. The study on "pharmaceutical chemistry of cerebrospinal fluid containing Chinese medicine" will give an important complement to the study methods of material base of traditional Chinese medicine, and promote the modernization of traditional Chinese medicine prescriptions.

[Key words] pharmaceutical chemistry of cerebrospinal fluid containing Chinese medicine; effective material basic; research ideas and methods

doi:10.4268/cjcmm20130229

[责任编辑 孔晶晶]