雷火电竞复方非靶-广东中医药工程技术院： 代谢组学揭示银蓝调脂胶囊改善高脂血症的作用机制
高脂血症是由血脂代谢异常引起的脂质代谢紊乱，是危害人体健康的最常见的代谢性疾病之一。银蓝调脂胶囊（YL）是一种广泛应用于治疗高脂血症的中药制剂。本研究旨在利用非靶向代谢组学技术发现生物标志物，并分析高脂血症小鼠中与降脂、抗炎和血管生成调节相关的代谢途径变化的潜在机制。为了评估YL的疗效，我们测量了血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-c）和高密度脂蛋白胆固醇（HDL-c）水平。生化检查显示，YL可显著降低高脂血症小鼠的TC、TG、LDL-c、Il6、Tnf-α和血管内皮生长因子A（Vegfa）水平（p0.01）。YL还显著提高HDL-c和白蛋白（Alb）水平（p0.01）。本研究测定了27种与高脂血症相关的潜在血清生物标志物。这些差异代谢产物可能通过亚油酸代谢、甘油磷脂代谢、苯丙氨酸代谢、苯丙氨酸，酪氨酸和色氨酸生物合成以及D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢等代谢途径，从而降低高脂血症小鼠的血脂水平。进一步的相关性分析表明，YL降低血脂与代谢产物（氨基酸代谢产物、磷脂代谢产物和脂肪酸代谢产物）有关。本研究表明，YL可减轻triton WR-1339（四丁酚醛，常用的高脂血症诱导剂）诱导的高脂血症、炎症和血管生成，YL的药效作用主要与改善代谢异常和维持代谢动态平衡有关。
译名：代谢组学分析了银蓝调脂胶囊对triton WR-1339诱导的小鼠高脂血症的治疗作用
如图2A所示，与对照（CG）小鼠相比，模型（MG）小鼠的血清TC、TG和LDL-c水平显著较高（均p0.01），血清HDL-c水平较低（p0.01）。与MG相比，服用YL或非诺贝特（阳性药）后，小鼠血清TC、TG和LDL-c水平（均p0.01）降低，血清HDL-c水平（p0.05，p0.01）升高。这些结果表明YL有效地改善了triton WR-1339诱导的高脂血症小鼠的血脂异常。
组织学数据与小鼠血清脂质水平的观察结果一致。CG中小鼠的肝细胞排列整齐，细胞核完整，没有炎症细胞浸润或空泡病变。MG小鼠肝细胞紊乱，细胞边界不清，部分细胞核缺失，肝细胞弥漫性脂肪变性，空泡病变和炎症浸润增加。与MG相比，非诺贝特处理组的肝细胞排列整齐，脂肪液泡数量显著减少，细胞形态得到改善，但仍有炎症浸润；YL处理组的肝细胞形态显著改善，没有炎症浸润，病变范围显著缩小（图2B）。
图2 YL对triton WR-1339诱导的高脂血症小鼠血清和肝脏的影响
（A）血清TC、TG、HDL-c和LDL的生化分析。数值为平均值±标准差，n=6。与CG相比，#p＜0.05、##p＜0.01；与MG相比，*p＜0.05、**p＜0.01。（B）肝组织的H&E染色（×40放大倍数）。
如图3所示，质控（QC）样本在主成分（PCA）评分图中显示出良好的聚类，表明样本的预处理和实验条件是可靠的，获得的数据是准确的。
图3 正离子（A）和负离子（B）ESI模式下CG、MG和YL血清的PCA分析图
主成分分析结果表明，在正离子模式和负离子模式下，三组样品聚类明显分离（图3）。结果表明，高脂血症小鼠口服YL后血清生化紊乱，代谢模式发生明显改变。我们分别在CG和MG以及MG和YL之间进行OPLS-DA模型。血清代谢组学中的OPLS-DA评分图和200次置换检验的结果如图4A–H所示。血清代谢组学的OPLS-DA模型的R2Y、Q2和CV-ANOVA（p值）如表2所示。表中的数据显示，每个模型的R2Y值均大于0.997，Q2值均大于0.928，表明模型的分类和解释能力非常好。200次置换检验表明，所建立的OPLS-DA模型都是可靠的，没有过拟合。变量投影重要性（VIP）、P和倍数变化（FC）值通过火山图可视化，用于选择差异代谢物（图4I–L）。27种差异代谢物的特征是，MG与CG或YL与MG之间的VIP1和p0.05（FC1.2或0.8）（表3）。
根据人类代谢组数据库和KEGG化合物数据库对差异代谢产物的结构、分子量和编号进行分析。
负离子模式：（A）MG和CG之间的OPLS-DA评分图。（B）MG和CG之间OPLS-DA模型的交叉验证结果。（C）YL和MG之间的OPLS-DA评分图。（D）YL和MG之间OPLS-DA模型的交叉验证结果。正离子模式：（E）MG和CG之间OPLS-DA的评分图。（F）MG和CG之间OPLS-DA模型的交叉验证结果。（G）YL和MG之间的OPLS-DA评分图。（H）YL和MG之间OPLS-DA模型的交叉验证结果。负离子模型：（I）在MG和CG中筛选了差异代谢物的火山图。（J）在YL和MG中筛选了差异代谢物的火山图。正离子模式：（K）在MG和CG中筛选了差异代谢物的火山图。（L）在YL和MG中筛选了差异代谢物的火山图。
为了更深入地了解YL的分子机制，我们对27种不同的代谢产物进行了通路分析。我们将代谢产物数据导入通路分析，以研究代谢通路权重，我们总共富集了26条代谢通路，其中5条通路受到显著富集，原始p＜0.05或通路影响＞0.05。它们是亚油酸代谢、甘油磷脂代谢、苯丙氨酸代谢、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成，以及D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢（图5A）。如图5B所示，对所有代谢物热图的聚类分析显示，三组之间的相对水平存在差异。此外，热图还用于显示每个样品中不同代谢物的相对丰度。与CG相比，MG中有9种代谢产物显著上调，包括9-OxoODE、12、13EpOME和亚油酸。L-谷氨酸、苯丙氨酸、马尿酸、LysoPC（18:0）、LysoPC（18:1（9Z））和α-亚麻酸的水平显著降低。然而，与MG相比，YL中这些代谢物的水平发生了逆转，并恢复到正常或接近正常的水平。因此，它们被认为是YL降血脂作用的潜在生物标志物。图6显示了不同组中生物标志物水平的趋势，这表明CG和MG之间的潜在生物标志物发生了显著变化，这些变化可以通过YL处理逆转。
（A）热图显示各组生物标志物的丰度。（B）27种差异代谢物的层次聚类热图，变化程度标记为红色（上调）和蓝色（下调）。
（与CG相比，#p＜0.05，##p＜0.01；与MG比较，*p＜0.05，**p＜0.01）。1；油酸代谢，2；甘油磷脂代谢，3；谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢，4；苯丙氨酸代谢，5；苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成。
为了进一步研究代谢产物、代谢参数及其调节作用（包括血脂异常、炎症和血管生成）之间的关系，我们用Spearman相关分析分析了高脂血症和YL组中27种代谢产物和8种代谢参数之间的相关性。结果表明，氨基酸代谢产物（L-谷氨酸、L-苯丙氨酸、马尿酸等）、脂肪酸代谢产物（亚油酸、α-亚麻酸、9-OxoODE等）、磷脂代谢产物（LysoPC（18:1（9Z））、Lysof雷火 雷火电竞 appPC（18:0）等）与血脂水平显著相关，如图8所示。正相关性和负相关性分别用红色和蓝色表示。此外，这两种生物标志物之间的联系越紧密，色调就越深。根据KEGG数据库，我们绘制了与Triton WR-1339诱导的高脂血症模型相关的代谢网络以及YL影响的相关生物标志物（图9）。结果表明，YL通过提高内源性代谢产物水平、抗炎和调节血管生成能力来促进其抗高脂血症的作用。
Spearman相关性分析MG和YL中27种代谢产物和8个代谢参数的相关性。
本研究表明，YL的干预可以改善triton 1339-WR诱导的高脂血症小鼠的血脂异常和代谢异常。高脂血症的发病机制主要与代谢途径紊乱有关，包括亚油酸代谢、甘油磷脂代谢、苯丙氨酸代谢、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成以及D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢。
高脂血症的特点是血液中的脂质水平异常，是一种潜在的有害疾病，可导致高死亡率的心血管疾病。先前的研究发现YL可能通过调节血管生成和抑制炎症反应来治疗高脂血症。因此，我们研究了YL对高脂血症小鼠的降血脂作用，以了解YL是否能逆转triton WR-1339诱导的血脂异常和代谢异常，发挥抗炎和血管生成作用，并观察小鼠体内代谢产物的变化，阐明减轻高脂血症的潜在机制。以血清为研究对象，利用代谢组学技术研究脂质代谢紊乱的发生和发展至关重要。我们的研究结果确定了27种与高脂血症相关的血清生物标志物，主要是磷脂、脂肪酸和氨基酸代谢产物。同时，YL处理后血脂水平明显改善，说明YL具有降脂作用。
在临床实践中，高脂血症是通过评估四项脂质指标来诊断的，这四项指标显示TC、TG和LDL-c水平升高，HDL-c水平下降。我们的结果表明，与CG相比，Triton WR-1339诱导的高脂血症小鼠的TC、TG和LDL-c水平显著升高，HDL-c水平下降，表明高脂血症模型已成功建立。然而，与MG相比，YL的TC、TG和LDL-c水平显著降低，HDL-c水平显著升高。这些结果证明了YL的降脂作用。
高脂血症发展最明显的表现是脂质代谢紊乱。越来越多的证据表明高脂血症与磷脂和脂肪酸有关。通过血清代谢组学分析，我们确定了YL处理小鼠血清中与脂质代谢相关的一些代谢产物。聚类分析结果表明，不同组的主要差异代谢途径为亚油酸代谢、甘油磷脂代谢、苯丙氨酸代谢、苯丙氨酸，酪氨酸和色氨酸生物合成以及谷氨酰胺和谷氨酸代谢。研究表明，α-亚麻酸可以显著提高胰岛素敏感性和抗炎状态，这对预防心血管疾病至关重要。据报道，α-亚麻酸饮食还可以通过降低高脂血症或高血糖患者的TG、TC和LDL水平来改善脂质状况。此外，α-亚麻酸显著降低了肝脏重量、肝脏胆固醇水平以及与高脂血症相关的胆固醇合成酶的表达，并可能通过调节胆固醇逆转运（RCT）降低血浆和肝脏胆固醇含量。共轭亚油酸对肝脏中的脂肪沉积以及胰岛素抵抗（IR）的发展和改善至关重要。此外，研究表明，不饱和脂肪酸可以降低高脂血症的发生率，而饱和脂肪酸则有相反的作用。作为亚油酸的下游产物，9-OxoDE和12，13-EpOMe在高脂血症小鼠血清中显著增加。YL处理可逆转高脂血症小鼠血清中脂质相关代谢产物，改善脂质代谢紊乱，对高脂血症有积极作用。
细胞膜的基本结构成分是甘油磷脂和鞘脂，溶血磷脂酰胆碱（lysoPCs）是由磷脂酶A2水解低密度脂蛋白中的氧化磷脂酰胆碱产生的，并在一系列生物过程中发挥作用。磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰甘油（PG）和磷脂酰乙醇胺（PE）是三种类型的甘油磷脂。LysoPCs作为一种直接反应分子，能够独立或通过激活特异性G蛋白偶联受体诱导炎症、环氧合酶产生和自身免疫反应。此外，lysoPC是甘油磷脂代谢的主要代谢中间体，并且lysoPC与动脉粥样硬化和高脂血症等心血管疾病有关，高脂血症与甘油磷脂代谢问题呈正相关。YL可以在改善甘油和磷脂代谢紊乱中发挥关键作用，从而减少炎症并抑制高脂血症的发展。胆碱参与机体的脂质代谢途径，缺乏编码肝脏胆碱合成功能的PEMT基因的小鼠肝脏中脂肪大量堆积，导致脂肪肝，这表明胆碱在脂质代谢的调节中起着重要作用。在本研究中，与CG相比，MG中的一系列溶血磷脂显著降低，并在YL处理后恢复。越来越多的证据表明溶血磷脂与能量代谢、炎症和内皮损伤有关。然而，确切的机制仍然过于复杂，需要更深入地探索。
除了甘油磷酸代谢外，氨基酸水平的变化也会影响脂质水平。一些研究表明，氨基酸主要参与多种代谢途径，如TCA循环、糖异生等，在代谢中发挥着重要作用。通过TCA循环，谷氨酸可以转化为天冬氨酸，谷氨酰胺合成酶将谷氨酸转化为谷氨酰胺，这对体内能量代谢和脂质代谢的糖酵解至关重要。苯丙氨酸是肠道微生物群产生的代谢产物的营养前体，与临床心血管疾病发生和其发病机制相关，以及与肾上腺素受体作用导致的主要不良心血管事件有关。苯丙氨酸是酪氨酸的氨基酸前体，酪氨酸在生物学上转化为L-酪氨酸。酪氨酸也是儿茶酚胺的前体，儿茶酚胺促进脂质代谢，可能是高脂血症的生物标志物。在本研究中，YL处理的小鼠血清谷氨酸和苯丙氨酸水平升高，表明YL的良好作用可能归因于高脂血症条件下对苯丙氨酸代谢和苯丙氨酸，酪氨酸和色氨酸生物合成的调节。
炎症与高脂血症的发生和发展相结合，会加速肝细胞中的脂肪积累，而大量脂肪的产生会不断加剧炎症，导致血脂升高。此外，YL可能通过调节炎症和血管生成机制来治疗高脂血症。我们发现，与CG相比，MG中Il6、Vegfa和Tnf-αmRNA的表达显著增强（p0.01），Alb mRNA的表达明显降低（p0.01）。YL处理后，Il6、Vegfa和Tnf-α mRNA的表达受到抑制（p0.01），Alb mRNA的表达得到促进（p0.01）。因此，YL的作用可以通过调节血管生成和抗炎机制有效改善高脂血症。此外，在相关性分析中，YL可能通过亚油酸代谢、甘油磷脂代谢、苯丙氨酸代谢、苯丙氨酸，酪氨酸和色氨酸生物合成以及谷氨酰胺和谷氨酸代谢等代谢途径协同影响高脂血症小鼠的氨基酸、磷脂和脂肪酸水平，并调节脂质水平。
总之，YL可以显著逆转triton WR-1339诱导的代谢产物亚油酸、12，13-EpOME、lysoPC（18:1（9Z））、lysoPC（18:0）、胆碱、L-苯丙氨酸和L-谷氨酸的异常水平，从而干扰亚油酸代谢、甘油磷脂代谢、苯丙氨酸代谢、苯丙氨酸，酪氨酸和色氨酸生物合成以及谷氨酰胺和谷氨酸代谢的信号通路，从而有效治疗高脂血症。然而，确切的机制太复杂了，我们需要进一步的研究来验证与差异途径相关的靶基因或蛋白表达水平，并确定YL如何在分子水平上降低血脂。此外，我们还需要进一步的研究来分析YL的活性成分及其与关键代谢产物和脂质代谢参数的关系，并确定其生物活性和作用机制。
YL能有效改善triton WR-1339诱导的高脂血症。YL的有益作用主要与改善代谢紊乱和维持代谢产物的动态平衡有关，代谢产物主要涉及亚油酸代谢、甘油磷脂代谢、苯丙氨酸代谢、苯丙氨酸，酪氨酸和色氨酸生物合成以及谷氨酰胺和谷氨酸代谢途径。目前的研究表明，YL可以作为治疗高脂血症的中药处方，其结果可能为了解YL的降脂作用提供新的见解，扩大研究者对代谢产物与降脂作用关系的理解，并为YL的临床应用和推广提供新的科学依据。
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