通过整合网络药理学、代谢组学、脂质组学和实验验证，探究瓜篓谢白半夏汤对抗心肌缺血的机制

左丽华|杨胜杰|张志波|何晨翰|魏玉杰|安雅然|赵松峰|孙志|刘丽伟

中国河南省郑州市郑州大学第一附属医院药学系，450052

摘要

民族药理学相关性

瓜蒌泻白半夏汤（GXB）是一种源自《金匮要略》的经典方剂，具有激活心脏“阳气”、化痰和促进血液循环的功效。近2000年的临床实践证明了GXB在管理心肌缺血（MI）方面的有效性。然而，其对与MI相关的代谢紊乱的调节作用及其潜在机制仍不清楚。

目的

本研究旨在评估GXB对抗MI的治疗效果，表征与GXB治疗相关的代谢组学和脂质组学变化，并探讨其潜在的作用机制。

方法

采用UHPLC-Q-Orbitrap HRMS结合网络药理学方法探索GXB在治疗MI中的活性成分和潜在靶点。随后，建立异丙肾上腺素（ISO）诱导的大鼠MI模型，通过超声心动图、生化指标和组织病理学分析评估GXB的心脏保护作用。进行全面的代谢组学和脂质组学研究，以表征GXB干预后的内源性代谢变化。通过综合分析构建了“成分-靶点-差异代谢物”网络。在ISO诱导的大鼠模型和H9c2细胞损伤模型中进一步进行了分子生物学实验验证。值得注意的是，在H9c2细胞中使用了抑制剂来验证PLA2和PKC在GXB保护作用中的作用。检测了关键蛋白质、氧化应激标志物和炎症细胞因子的水平。

结果

在GXB中鉴定出123种成分，其中18种在血浆中被检测到。基于吸收的成分构建了“成分-靶点-疾病”相互作用网络。GXB改善了心脏功能，减轻了MI大鼠的心脏损伤，降低了氧化应激和炎症。代谢组学和脂质组学分析发现了19种差异代谢物和122种与GXB治疗相关的脂质，主要涉及脂质代谢、氨基酸代谢和能量代谢。联合分析确定了四个关键靶点，包括PLA2G2A、PLA2G4A、PRKCA和PRKCE，这些靶点主要与脂质代谢相关。GXB治疗降低了这四种蛋白质的表达，减少了氧化应激和炎症。体外功能实验证实，抑制PLA2和PKC蛋白可以模拟GXB的保护作用。

结论

本研究表明，GXB通过调节脂质代谢和抑制PLA2/PKC-NOX信号通路来减轻炎症，从而预防MI，为其临床应用提供了证据。

引言

心肌缺血（MI）是一种以心脏血液灌注不足和氧气缺乏为特征的病理状态，是全球范围内发病率和死亡率较高的公共卫生问题（Heusch, 2016）。目前MI的临床管理主要依赖于外科手术和药物干预，包括抗血小板药物、硝酸盐、β-阻滞剂和他汀类药物。然而，这些商业药物常常伴有不良反应。相比之下，传统中药（TCMs）具有多组分和多靶点的特点，且副作用较小，为MI治疗提供了有希望的替代方案。

瓜蒌泻白半夏汤（GXB）由Trichosanthes kirilowii Maxim、Allium macrostemon Bunge、Pinellia ternata (Thunb.) Makino和米酒组成，是一种源自《金匮要略》的经典方剂。数千年的用药经验证明了GXB在对抗MI方面的治疗效果，具有激活心脏“阳气”、化痰和促进血液循环的功效（Lin et al., 2023）。现代药理学研究揭示了其多种生物活性，如抗炎、抗凋亡、抗氧化和抑制血小板聚集（Zhang et al., 2022; Zhang et al., 2024）。然而，GXB对MI引起的代谢紊乱的调节作用及其潜在靶点仍不清楚。GXB的活性成分和分子机制尚未完全阐明。

越来越多的证据表明，MI的发病机制涉及代谢稳态的系统性紊乱，尤其是脂质代谢的紊乱（Hasselbalch et al., 2023; Chacko et al., 2021; Jiang et al., 2025）。高通量代谢组学为生物系统中的代谢变化提供了强大的工具。作为代谢组学的一个专门分支，脂质组学专注于与疾病或治疗相关的关键脂质分子。代谢组学和脂质组学在理解中药的治疗机制方面展现了显著的价值（Fan et al., 2025; Zhu et al., 2024b）。然而，这些方法主要关注表型变化，可能忽略了潜在的分子相互作用。网络药理学通过生物系统网络预测中药的生物活性成分、靶点和机制，这与中药的整体理论相一致。近年来，多组学和网络药理学的结合在研究中药对抗MI的机制方面显示出巨大潜力（Gu et al., 2026; Jia et al., 2025; Zhao et al., 2025）。最近的一项网络药理学研究初步预测了GXB对抗MI的潜在靶点（Zhu et al., 2025），但其对MI相关代谢和脂质紊乱的调节作用仍大部分未知。大多数现有研究仅停留在预测或相关性分析阶段，缺乏功能验证。

基于这些考虑，本研究采用整合网络药理学、代谢组学、脂质组学和分子生物学实验的方法，探讨GXB对MI的调节作用和机制（图1）。首先，使用UHPLC-Q-Orbitrap HRMS全面表征了GXB及其被血液吸收的成分的化学成分。然后，在异丙肾上腺素（ISO）诱导的大鼠模型中评估了GXB的药效学作用。随后，进行高通量代谢组学和脂质组学分析，以分析大鼠血浆中的内源性代谢物变化。此外，通过联合分析构建了“成分-靶点-差异代谢物”相互作用网络。最后，通过分子生物学实验验证了潜在的治疗靶点。据我们所知，这是首次结合多组学和网络药理学的研究，揭示GXB通过调节脂质代谢和抑制PLA2/PKC-NOX信号通路来减轻氧化应激和炎症。

章节片段

试剂和材料

草药材料和米酒购自中国郑州的张仲景药房。根据《金匮要略》的配方制备GXB。将60.0克Trichosanthes kirilowii Maxim、41.4克Allium macrostemon Bunge和34.5克Pinellia ternata (Thunb.) Makino与2000毫升米酒一起煎煮。煮沸后，将混合物炖至800毫升。所得溶液储存在-20°C以备使用。

化学成分的参考标准

GXB及其被血液吸收的成分的化学成分谱

通过UHPLC-Q-Orbitrap HRMS在GXB中鉴定出123种化学化合物，包括7种黄酮类、24种氨基酸、37种有机酸、6种核苷、25种生物碱和其他含氮化合物、2种皂苷、3种挥发油、6种碳水化合物和13种其他化合物（表S1）。其中，18种原型化合物在大鼠口服GXB后在血浆中被检测到（表S2）。总离子色谱图显示在图S1中。

网络构建、蛋白质-蛋白质相互作用和富集分析

以吸收的

讨论

本研究通过整合网络药理学、代谢组学和验证实验，系统探讨了GXB对抗MI的有效性和潜在分子机制（图1）。最初，在GXB中鉴定出123种植物化学物质，其中18种在血浆中被检测到，网络药理学预测了吸收成分的相应潜在靶点和MI相关靶点。随后，动物实验表明GXB显著改善了心脏

CRediT作者贡献声明

安雅然：可视化、形式分析。魏玉杰：验证、数据管理。孙志：监督、资源获取、资金筹集。赵松峰：撰写-审稿与编辑、方法学。刘丽伟：撰写-审稿与编辑、监督、项目管理、方法学、概念化。左丽华：撰写-初稿、方法学、研究、资金筹集、形式分析、数据管理。张志波：方法学、研究、形式分析。杨胜杰：

未引用参考文献

Hiley和Hoi, 2007.

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

数据可用性

数据可应要求提供。

利益冲突声明

☒ 作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了中国国家重点研发计划（2023YFC3403004）、河南省中医药科学研究项目（编号2023ZY2197）、河南省高等教育机构重点科学研究项目（编号24A360025）、河南省重点研究与推广项目（262102310520）以及河南省青年和中年健康科技创新人才培养项目（JQRC2024013）的财政支持。