第一章 基于 6 味典型寒热药构建“四气”决策树——巴西人参“四气”预测
1 实验材料
1.1 实验动物
SPF 级雄性 SD 大鼠 140 只，大鼠的体质量为（200-220g）。大鼠由湖南斯莱克景达实验动物有限公司提供，许可证号[SCXK(湘)2019-0004]。大鼠饲养于江西中医药大学药理学科组动物实验室，饲养环境温度为 24-26℃，明暗交替时间为 12 小时，普通饲料饲养。
1.2 实验药材
所购买药材以及相关信息见表 1-1，各药材均通过厂家的质量检测。
表 1-1 药材信息表
2 实验方法
2.1 药物制备
2.1.1 典型寒热药水提液制备
取药材 1Kg 加入 10 倍量水，浸泡 1 小时后，回流提取 2 小时后，趁热倒出药液，药渣中再次加入 8 倍量水，回流提取 1 小时，合并两次药液后采用旋蒸仪进行浓缩，最后各药液所含生药量为黄连（0.35g•mL-1）、黄芩（0.3 g•mL-1）、黄柏（0.42 g•mL-1）、栀子（0.35 g•mL-1）、苦参（0.3 g•mL-1）、龙胆（0.2 g•mL-1）、附子（0.525 g•mL-1）、花椒（0.2 g•mL-1）、吴茱萸（0.21 g•mL-1）、干姜（0.41 g•mL-1）、高良姜（0.3 g•mL-1）、肉桂（0.175 g•mL-1）。
2.1.2 巴西人参水提液制备
取 1kg 巴西人参加入三倍体积水浸泡一晚， 再加入 6 倍量水，加热回流 2小时，稍冷后趁热过滤于瓶内；药渣再次加入 6 倍水加热回流 1.5 小时，稍冷过滤，合并滤液。巴西人参水提液所含生药量为 0.25g•mL-1。
2 动物分组及给药
大鼠适应性喂养一周后随机分为空白组、黄芩组、黄连组、黄柏组、苦参组、栀子组、龙胆组、附子组、干姜组、肉桂组、花椒组、高良姜组、吴茱萸组、巴西人参组，各组灌胃给药剂量见表 1-2。灌胃容积为 10mL•kg-1，空白对照组灌胃给等容量双蒸水，一天灌胃两次，两次时间间隔约为 8h，共灌胃给药 29 天。
表 1-2 各组大鼠给药剂量表
第二章 基于正交偏最小二乘判别分析法建立药性“四气”预测模型—巴西人参“四气”归属预测
1 实验材料
1.1 实验动物 见第一章 1.1。
1.2 药物
见第一章 1.2。 1.3 实验试剂 甲醇（HPLC 级，德国 Merck 公司，批号：I1093530021 ），乙腈（HPLC 级，德国 Merck 公司，批号：I0955330820），甲酸（色谱级纯，批号：9768978）
1.4 实验仪器
Waters Acquity UPLC 液相色谱系统、Q-TOF SYNAPT G2 HDMS 质谱仪，美国 Waters 公司；美国 Millipore 公司 Mill-Q Advantage A10 型超纯水仪
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2 实验方法
2.1 实验分组给药
大鼠适应性喂养一周后，随机分组，分组方式及各组给药方式见第一章 2.2。由于代谢笼数量有限，故本实验从每组随机选取八只大鼠进行尿液样本的收集及分析
2.2 尿液样本收集及处理
利用代谢笼收集各组大鼠给药第 1、8、15、22、29 天五个时间点 12h 的尿液，置于-20℃冰箱保存待用。
尿液从-20℃转移至 4℃冰箱解冻。离心 10min（4℃，4000r•min-1），取 200ul上清液加入 200ul 预冷的甲醇，涡旋混匀后在 4℃冰箱内静置 10min 后离心 15min（4℃，13500r•min-1），上清液转移至进样瓶中，进样分析。
2.3 色谱-质谱条件
色谱条件：色谱柱 Waters ACQUITY UPLC BEH C18 色谱柱 (2.1 mm×100mm mm，1.7μm )；柱温：40℃；流动相：A：0.1% 甲酸水，B:乙腈，流速：0.3ml/min。正离子模式洗脱梯度：0~2min，1%~1%B；2~3min，1%~12%B；3~16min，12%~32%B;16~18min，32%~32%B；18~18.1min,32%~1%B;18.1~20min，1%~99%B。进 样 量 为 2ul 。 负 离 子 模 式 洗 脱 梯 度 ： 0~2min ，1%~1%B;2~15min,1%~47%B;15~17min,47%~47%B;17~17.1min,47%~1%B;17.1~19min,1%~1%B，进样量 2uL。
质谱条件：电离源温度为 100 ℃，锥孔气流速为 50 L·h- 1，去溶剂气温度为400 ℃，流速为电喷雾离子源( ESI)。扫描方式：正负离子模式，离子采集范围50～1000Kb。毛细管电压 3.0kV，锥孔电压为 40V，补偿电压为 80V。离子源温度 120℃，锥孔气流速 50L•h-1，脱溶剂气温度 400 ℃，流速 800 L•h-1。使用 MSE模式采集数据，低碰撞能为 4eV，高碰撞能为 20～50eV。
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第三章 基于尿液代谢组学方法探讨典型寒热药及巴西人参的“四气”分类机制.33
1 实验材料 ......................................33
1.1 实验动物 ............................33
1.2 实验药物 .....................................33
1.3 实验试剂 ...............................33
全文总结 ....................................43
第三章 基于尿液代谢组学方法探讨典型寒热药及巴西人参的“四气”分类机制
1数据处理与分析
运用 Masslynx 采集大鼠尿液代谢组学信息，Progenesis QI 软件对尿液代谢组学数据进行峰对齐、归一化等操作对采集到的代谢组学数据进行预处理，得到包括化合物质合比、保留时间、峰面积的数据文件。首先筛除掉 QC 组内 S/d>0.5及 QC 组或空白组中出现概率小于 80%的物质。利用 EXCEL 软件进行组间单因素方差分析筛选出空白组与寒药组、空白组与热药组中 P<0.05 及 FC>1.5 或FC<0.67 的成分作为差异变量。采用 OPLS-DA 多变量统计分析方法，计算热药组/空白组、寒药组/空白组 VIP>1 的化学成分。取寒药组/空白组与热药组/空白组中 VIP>1 的物质的交集，作为潜在差异代谢物。从 QC 样品的总离子流图当中提取潜在差异代谢物的分子特征，根据对应的保留时间和色谱峰与 HMDB 数据库当中二级质谱图进行匹配，确定内源性代谢物的信息。采用 MetaboAnaiyst 5.0数据库对潜在差异代谢物进行代谢通路分析，探讨“四气”的分类机制以及巴西人参“四气”属性预测为热性的分子机制。
本研究采用 UPLC-QTOF-LC/MS 的方法采集各组大鼠尿液当中代谢产物的变化，采用正、负离子两种模式进行扫描，获得样本的代谢产物的信息。运用SCMICA 14.1 软件对处理后的热药组/空白组，寒药/空白组，巴西人参组/空白组大鼠尿液代谢数据采用 PCA 分析各组进行组内及组间的差异。其中图中每一个点代表了每一个样本，图中各组以不同颜色的圆点进行区分。正、负离子模式下空白组与寒、热药、巴西人参组的 PCA 得分图显示：与正离子模式相比，负离子模式下寒药组/空白组、热药组/空白组、巴西人参组/空白组之间组间相距较远，组间样本得到较好的分离，组内样本分布在同一侧，聚集趋势较好，故本研究选择分析负离子模式数据。进一步说明了寒药、热药、巴西人参对正常大鼠的体内的内源性代谢产生了影响，见图 3-1。
图 3-1 各组大鼠的 PCA 得分图
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全文总结
本研究构建了基于典型寒热药生物效应的寒热药性决策树及基于典型寒热药内源性代谢物的 OPLS-DA 寒热药性预测模型，预测了巴西人参的药性；同时运用代谢组学的方法探讨了寒热药药性分类的机制，探讨了巴西人参属热性的分子机制。
本研究主要创新点在于基于典型寒热药的生物效应变化构建了寒热药性分类预测的 C5.0 决策树和 C& 决策树，同时挖掘了对寒热药性判别贡献度大的的重要性的指标，并运用所构建的决策树对巴西人参进行了药性预测；分别对正负离子模式下所采集的代谢组学数据构建了寒热药性 OPLS-DA 模型，并对巴西人参的药性进行了预测。结果表明巴西人参从整体效应所构建的决策树及基于内源性代谢的 OPLS-DA 药性预测结果相同。代谢组学的研究方法主要挖掘了寒热性中药能够影响大鼠体内半乳糖酸、甘油醛、2,3-二羟基-2-甲基-丙酸、γ-CEHC、、葡萄糖酸、7-甲基肌苷、去甲肾上腺素硫酸盐、吲哚葡糖醛酸等内源性代谢物的变化，与戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化、戊糖磷酸途径、脂肪酸延长、脂肪酸的降解、酪氨酸代谢 6 条代谢通路相关。巴西人参对生物标记物的作用趋势与热药基本一致，上调了大鼠尿液中吲哚葡糖醛酸、葡萄糖酸、7-甲基肌肝、Vanillylmandelic acid 等生物标记物含量，巴西人参属热性的机制可能为通过调控大鼠体内以上生物标记物含量的变化对戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化、戊糖磷酸途径、脂肪酸延长、脂肪酸的降解、酪氨酸代谢这些代谢通路发挥调控作用，进而影响了机体的能量以及物质代谢。
参考文献（略）