Phytomedicine｜复方药效物质基础与机理研究范例：山东中医药大学蒋海强/李运伦团队解析藏药八味沉香散抗高血压作用机制！
2026-07-22
中科新生命
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八味沉香散（BWCX）是传统藏医学（TTM）中的经典配方，在历史上一直被用于预防和治疗与现代医学中的心血管疾病相对应的疾病。BWCX被描述为一种心脏保护剂，可以通过调节心脏能量代谢途径来改善心肌肥大，但其调节原发性高血压全身代谢驱动因素的具体药理学机制仍有待研究。
2026年4月6日，山东中医药大学蒋海强和李运伦团队在Phytomedicine杂志发表题为“Pharmacodynamic substance discovery and mechanism of action of Tibetan medicine Ba-Wei-Chen-Xiang San in spontaneously hypertensive rats”的研究论文。该研究对BWCX进行中药成分分析及入血检测，并通过血清和肝脏脂质代谢组学技术，以确定关键的生物标志物和途径。该研究旨在通过鉴定生物活性成分和代谢靶点，系统研究BWCX的抗高血压疗效，并破译其作用机制。
研究对象
动物模型：正常对照大鼠/自发性高血压（SHR）大鼠模型，连续灌胃给药8周，取血清样本和肝脏样本。
细胞实验：人肝上皮细胞（THLE-2）。
研究结果
1. BWCX化学成分的分析与表征
作者利用UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS在正负离子模式下对BWCX非挥发性物质进行了表征（图1A和B），共鉴定了191种化学成分，主要包括57种多酚、41种类黄酮、33种萜类、9种苯丙醇、4种酚酸、4种氨基酸、3种香豆素和2种单酚（图1C）。各中药成分分布总结于图1D，处理过的诃子果实（HZ）和沉香（CX）贡献的化合物数量最多（分别为64种和42种）。值得注意的是，多种中药中检测到氯原酸、槲皮素和没食子酸等化合物。
图1 使用UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS对BWCX进行化学表征分析
2. BWCX对SHR大鼠具有抗高血压作用
BWCX在0.27、0.54、1.08g/kg的剂量范围内表现出显著的降压疗效，其中中等剂量的治疗效果最优。在8周治疗期间，BWCX治疗组的收缩压（SBP）和舒张压（DBP）从第2周开始显著下降，并在第4、6和8周保持稳定（图2A和B）。此外，BWCX治疗逆转了SHR大鼠中观察到的病理性体重抑制，显著增加体重（p < 0.05）（图2E）。在生化方面，模型组表现出肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）的高活跃，血清Ang II、REN和ALD水平升高（p < 0.01）。BWCX-M治疗显著抑制了这三个标志物（p < 0.01），而BWCX-L和BWCX-H则显著降低了Ang II和REN（图2F-H）。从组织学角度看，H&E染色显示SHR大鼠肝脏存在严重微囊泡脂肪变性。BWCX治疗剂量依赖性地缓解肝脂积累，恢复肝细胞形态，而缬沙坦在肝组织学方面无显著改善（图2I）。
图2 BWCX在SHR大鼠中的降压作用及保肝效果
3. BWCX 能调节血清中的代谢物质，并改善肝脏的脂质代谢功能。
作者使用UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS对血清和肝脏样本进行了代谢组学分析。主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）（图3A、B）对正负离子模式显示对照组与模型组在聚类上存在显著差异，表明模型组成功且稳定。此外，BWCX给药组与模型组之间观察到显著聚集差异，表明SHR大鼠在接受BWCX八周后血清内源性代谢物发生显著变化（图3A、B）。在血清中，相比正常组，模型组筛出了412个差异代谢物（186个下调，226个上调）。BWCX组与模型组相比，筛出307个潜在生物标志物（181个下调，126个上调）。这些主要参与了初级胆汁酸的生物合成、鞘脂代谢、花生四烯酸代谢以及甘油磷脂的代谢等生理过程（图3E）。给予 BWCX 后，初级胆汁酸的生物合成和花生四烯酸代谢等代谢途径发生了变化（图3F）。
图3 代谢组学剖析显示BWCX介导的血清代谢物
为了进一步研究BWCX对SHR大鼠的脂质调节作用，随后进行了肝脏脂质组学研究，鉴定出 47 种差异代谢物（图 3I）与脂质代谢相关，包括磷脂酰胆碱、甘油三酯和甘油二酯（图3K和L）。其中，磷脂酰胆碱有7种，在BWCX调控的差异代谢物中占比最大（63.63%）。为进一步验证脂质组学结果，作者对肝组织中的磷脂酰胆碱进行了定量分析。结果证实，SHR模型组肝脏中PC水平显著升高，BWCX治疗可有效抑制其升高（见图S2B），这与非靶向脂质组分析中观察到的趋势一致。作者下一步关注到磷脂酰胆碱生物合成途径及其限速酶CCTα，结果显示，CCTα在SHR肝脏的膜部分高度富集，表明存在病理性过度活化（见图S2C，E）。BWCX治疗显著逆转了这种异常的膜招募，恢复了CCTα在细胞质组分中的表达。
图3 代谢组学剖析显示BWCX介导肝脏脂质代谢调控
4. 识别被血液吸收的成分，并进行分子对接（molecular docking）分析
接着，作者采用UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS技术分析BWCX给药后的大鼠血清。共计37个成分在大鼠血清中被检测到（图4A），这些血清可追溯到中药起源（图4B）。鉴定的组分主要包括萜类（如异橙内酯、脱氢内酯）和类黄酮等（图4C）。根据血清和肝脏的代谢组学结果，除了KEGG富集分析外，这些分子还被单独对接到CCTα上。CCTα蛋白有两种不同的构象，红色框表示该蛋白的结合腔（见图4D）。共有29个具备三维结构的原型组件与CCTα蛋白对接，以计算其结合能。七个组分表现出良好的结合能量，最佳结果如图4E-K所示。 为验证分子对接方案的准确性和可靠性，我们使用已知的CCTα抑制剂米替福辛作为阳性对照。结合结果显示米替福辛与CCTα磷酸-胆碱结合口袋具有强烈的结合亲和力，结合评分为-10.22 kcal/mol（见图S5）。这些结果证实了研究所用参数准确反映了配体与目标蛋白之间的相互作用。
图4 识别被血液吸收的化合物成分，并通过分子对接技术与 CCTα 蛋白质进行结合
5. 在体外实验中，BWCX成分能够抑制磷脂酰胆碱（phosphatidylcholine）的生成，并促进细胞的迁移
CCK-8检测法用于确定空白大鼠血清和含药血清的最佳浓度。空白大鼠血清的最佳浓度为30%（图5A），而含药血清的最佳浓度为15%（图5B）。为评估七种生物活性成分的安全性并确定其工作浓度，我们对THLE-2细胞进行了CCK-8检测。THLE-2细胞接受5 μM PA-BSA（和1 μg/mL LPS）处理，诱导脂质代谢紊乱。结果显示，模型组细胞裂解液中的磷脂酰胆碱水平显著高于对照组。在BWCX含药血清干预后，其磷脂酰胆碱水平显著降低（见图5C）。经过7种不同小分子24小时处理后，使用磷脂酰胆碱ELISA试剂盒分析细胞裂解液。使用DHIE、DPEC、HPEC、DMPEC和MPEC处理后，磷脂酰胆碱水平显著降低（p < 0.01），而DHL显示中度下降（p < 0.05），但使用IAL治疗后磷脂酰胆碱水平无显著差异（图5D)。
划痕愈合实验结果显示，6 h、12 h、24 h 三个时间点，模型组细胞迁移数量均显著低于正常对照组（图5E-H）。与模型组相比，含药血清干预导致这些时间点细胞数量增加（见图5E-H）。Transwell评估了THLE-2细胞的迁移能力，结果与划痕测定趋势一致。在10小时的培养后，与对照组相比，PA-BSA处理后THLE-2细胞的迁移能力显著降低。相反，含药血清组的细胞数量显著上调（图5I，J）。与模型组相比，含BWCX药物血清组细胞迁移能力显著恢复。
图5 BWCX成分能够抑制磷脂酰胆碱的合成，并恢复THLE-2细胞的迁移能力
6. 验证这七种入血成分与CCTα之间的结合情况
CETSA和DARTS实验用于证实7种入血成分和CCTα的结合情况，DMPEC、MPEC和DPEC显著提高了CCTα在细胞裂解物中的热稳定性（图6A和B）。DARTS结果显示，对照组的CCTα蛋白随着蛋白酶含量的增加逐渐降解。DMPEC、MPEC和DPEC还保护CCTα免受蛋白酶介导的降解，使蛋白水平维持在高于对照组的蛋白酶浓度（图6C和D）。DMPEC显示出对蛋白水解最强的保护效果。 这些结果表明DMPEC、MPEC和DPEC可以结合CCTα，其他四种成分未见结合。DMPEC、MPEC 和 DPEC 均能够直接与纯化的 CCTα 蛋白质结合（见图 6E）。研究人员对这些小分子进行了进一步的亲和力分析实验，发现它们与 CCTα 的结合及解离过程均具有较高的速率（见图 6F、H、J）。
图6 对生物活性成分与CCTα之间直接结合关系的生物物理验证
小结
该研究以藏药经典复方八味沉香散（BWCX）为核心研究载体，以自发性高血压大鼠（SHR）为体内药效模型、THLE-2 人肝细胞为体外细胞模型，围绕入血活性成分、肝脏甘油磷脂代谢通路、关键靶蛋白 CCTα，系统探究八味沉香散治疗原发性高血压的药效物质与分子作用机制。中科新生命可提供中药成分分析及入血入组织检测服务，同时在中药结合多组学研究方面拥有完整的解决方案，欢迎广大老师同学垂询！
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