炎症是机体对有害刺激的防御性生理反应,广泛参与各种生理和病理过程。适度的炎症反应有助于抵抗病原体的入侵并保护身体。然而,过度的炎症可能导致各种急性和慢性炎症疾病的发生,在严重情况下甚至可能导致休克或死亡[1]。在正常生理条件下,巨噬细胞在维持组织稳态中起着关键作用。当受到微生物成分或细胞因子的刺激时,巨噬细胞被激活并分泌大量炎症介质(例如NO、IL-6、IL-1β和TNF-α),参与炎症反应[2]。其中,NO被认为是治疗炎症的重要靶点,在免疫调节和生理平衡中起着双重作用。具体来说,在生理浓度下,它参与免疫防御;而过量产生则会导致组织损伤[3]。目前常用的临床抗炎药物包括非甾体抗炎药(如阿司匹林、洛索洛芬和布洛芬)和甾体抗炎药(如地塞米松、可的松和氢化可的松)。然而,这些药物常常会引起胃肠道不适、心血管疾病以及肝肾损伤等副作用[4]。中国拥有丰富多样的传统中药(TCM)资源。实验研究和临床经验表明,中药具有相对较强的抗炎作用且副作用较少。
Paris polyphylla var. yunnanensis(PPY)来源于百合科Paris属植物的干燥根茎,主要分布在中国云南、四川和贵州地区。《滇南本草》记载其“是外科必备药物,主要用于各种无名肿胀和毒素,对各种疮疡、毒素、疖子、溃疡和脓肿疗效显著”;《本草纲目》则记载其“适用于治疗抽搐、疟疾、瘰疬和脓肿”。现代药理学研究表明,PPY具有抗炎作用,包括抗菌、抗病毒、抗寄生虫和器官保护作用[5]。PPY的主要成分包括甾体皂苷(如dioscin型、pennogenin型、furostanol型和伪螺甾醇型皂苷)、蜕皮甾醇、黄酮类等[6]。其中,甾体皂苷作为主要活性成分广泛存在于PPY的根茎和叶片中。研究发现,PPY中的皂苷可以有效抑制炎症因子的释放,并在体外表现出显著的抗炎活性[7]。例如,polyphyllin I通过抑制巨噬细胞中NF-κB通路介导的促炎因子的产生,有效缓解胶原诱导的关节炎小鼠踝关节的滑膜炎[8];polyphyllin VI通过调节Lipopolysaccharide(LPS)诱导的RAW264.7巨噬细胞的炎症状态,减轻炎症损伤[9]。此外,β-蜕皮甾醇、单宁和叶多糖也具有抗菌和免疫调节作用。随着中药的不断发展,PPY的抗炎特性逐渐受到关注。然而,其抗炎作用背后的物质基础和机制仍不明确。
近年来,用于筛选中药活性成分的方法主要包括生物色谱法、分子识别技术、光谱-效应关系、血清药理学和血清药理学、网络药理学以及代谢组学[10],[11]。其中,中药代谢物的分析可以从整体和宏观角度阐明中药与机体之间的相互作用,揭示药物进入体内后的原型成分及其代谢物,从而筛选出可能具有药理作用的潜在活性成分。然而,这种方法无法确定具体负责治疗疾病的活性成分及其作用机制。另一方面,网络药理学通过构建“药物-靶点-疾病”网络,可以预测中药在疾病治疗中的物质基础和分子机制。将中药代谢物分析与网络药理学相结合,可以预测中药在治疗疾病中的分子机制,同时识别核心有效成分[12]。例如,在给大鼠口服志实泻白桂枝汤后,从血浆、尿液、粪便和胆汁中鉴定出229种外源物质(106种原型和123种代谢物),随后通过网络药理学和体外实验从血液吸收的原型中筛选出9种对冠心病具有生物活性的成分[13]。同样,在给大鼠口服芦荟后,UPLC-Q-TOF/MS从血浆、尿液和粪便中鉴定出13种原型成分和56种代谢物,进一步的网络药理学和药代动力学研究表明,芦荟素A、芦荟素B和芦荟素E可能是芦荟通便作用的关键成分[14]。
因此,本研究结合了体内代谢分析、网络药理学、实验验证和定量分析,系统地识别了负责抗炎作用的关键生物可利用成分,并对不同地区的PPY进行了定量分析。首先,使用UHPLC-Q-TOF-HRMS技术表征了大鼠口服后血浆、尿液和粪便中的外源物质。随后,通过网络药理学和分子对接研究了PPY的抗炎作用的关键生物可利用成分及其作用机制。最后,通过体外实验进一步评估了通过网络药理学筛选出的关键生物可利用成分的抗炎生物活性,并使用HPLC-DAD技术对不同地区PPY中的主要活性化合物进行了定量分析。本研究为阐明PPY的有效成分及其潜在抗炎机制奠定了基础。