年7月11日，ACSAppliedMaterialsInterfaces（IF9.2）在线发表了题为“Berberine-BasedHeterogeneousLinearSupramoleculesNeutralizedtheAcuteNephrotoxicityofAristolochicAcidbytheSelf-AssemblyStrategy”的研究论文。该文章以小鼠和斑马鱼为实验载体，结合免疫组化及形态学分析等实验技术，详细阐明了含马兜铃酸（AA）的中草药在与含小檗碱（Ber）的黄连素配伍时，通过形成线性超分子结构，隐藏了马兜铃酸的毒性位点，阻断马兜铃酸的代谢，大大降低了马兜铃酸的毒性。本研究中RNA-seq、16S等高通量测序由博奥晶典提供服务。
马，马兜铃，马兜铃~
是否还记得我们的童年经典《西游记》里，孙悟空为朱紫国王治病的故事？孙悟空为患了相思病的国王团了三颗乌金丹，这乌金丹本不神奇，其配方不外大黄、巴豆、锅底灰和马尿，本没有马兜铃的事儿。邀功的八戒多嘴说道：“陛下，为了给您配药，我老猪可是没少跑腿，是我拿着碗去接的马……”国王追问是马什么？机智的猴哥随口答道：“马兜铃”。我们机智的孙长老可不是信口胡说哦，医院官凑趣道：“兜铃味苦寒无毒，定喘消痰大有功，通气最能除血蛊，补虚宁嗽又宽中。”可是就是这个马兜铃，曾经给中药界带来巨大危机。年中药出海的减肥药“苗条丸”，造成了大规模肾病，被添加其中的马兜铃科的广防己后来也被国家禁止使用。这个马兜铃到底是何方神圣？
接下来小编带大家一起走进这篇文章，深入了解作者的研究思路及主要结论。
研究思路
马兜铃酸具有显著肝肾毒性，可能导致急性肾损伤（AAN）及肝癌，还会影响肠道微生物稳态，一直是影响中药行业发展的热点问题之一。但是研究者却发现对于那些遵循包含马兜铃酸草药配伍原则的中医师明显更少的碰到马兜铃酸引起的一系列问题。经进一步研究发现配伍药方中的马兜铃酸与小檗碱可以在水煎煮过程中自组装形成稳定的超分子结构（图1），该文章通过扫描（图2a）和透射电镜（图2b）都证明了这种超分子的存在。该超分子结构成可见的纤维状沉淀，并且具有良好的稳定性。
图1.A-B自组装配机制图2.A-B自组装线性超分子形态结构研究者以8周的小鼠为实验对象（图3a），分别经A?B超分子，AB混合物，AA及CK（PBS）4组处理3天后，对4组小鼠进行了肝肾相关指标如体重（图3b）、血尿素（BUN）、肌酐（CRE）、尿酸（UA）进行了测定（图3c），并对肾脏切片进行染色观察（图3de），发现AA组及AB组相对CK对照组均有显著变化，而A-B组则与CK组基本保持一致。同时，斑马鱼作为研究发育的模式物种，也被用来进行分组实验。同样的，在AA组及AB组，斑马鱼形态发生了畸形变化，而A-B组则保持正常（图3f）。
图3.A?B自组装显著降低了AA的毒性为了研究A-B自组装和AA对肠道菌群的影响，收集粪便内容物，在IlluminaHiseq平台上对16SrDNA进行测序发现与CK相比，AA处理和ApB处理肠道微生物群落多样性发生显著变化，而A?B自组装处理可以降低AA处理和AB处理的菌群失调；同时，还发现与AA和AB处理相比，A-B处理的菌群结构与CK组更为相似（图4ab）。在属水平上发现经过AA处理（AA处理和AB处理）下调了LachnospiraceaeNK4A和Anaerotruncus的相对丰度，上调了Bacteroides和Parabacteroides的相对丰度；而A-B处理可以消除这些影响维持肠道菌群结构正常（图4c）。基于16SrDNA预测的KEGG通路中的微生物结构失调、功能障碍出现在AA和AB两个处理组，发现氧化磷酸化相关通路在AA相关处理中上调。而A?B自组装处理下调该通路纠正了菌群功能障碍。此外，细菌趋化性、鞭毛组装、细菌分泌系统、植物-病原体相互作用和双组分系统途径均下调，而链霉素生物合成、硫胺素代谢和核黄素代谢途径在AA相关处理（AA和AB处理）中上调，在A-B自组装处理中均恢复正常，导致CK和A-B自组装处理的菌群功能相似图（图4d）。
图4.A?B自组装显著降低了AA诱导的小鼠菌群结构和功能失调此外，研究者对肾脏的转录组进行了高通量测序分析，并分4组进行了差异基因分析，发现AAVSCK与A-BVSAA差异基因交集部分占比2/3，但拥有相反的表达模式；而A-BVSCK差异基因数很少；ABVSCK与AAVSCK两个比较组则差异基因基本相似（图5a）。对4组所有差异基因聚类，发现A-BCK两组表达模式更相似，而AB与AA两组表达模式更相似（图5b）。
然后研究者对这些差异基因分别进行了不同层次的富集分析，发现这些差异基因主要集中在免疫相关通路及癌症相关通路（图5cdef）。
图5.小鼠肾脏差异基因分析进一步的，研究者对免疫相关细胞及一些经典通路及基因进行了分析。研究者使用GSVA对RNA-seq的数据进行了分析，发现AA处理组显著诱导了NK细胞和中性粒细胞浸润，而A-B组相对于CK组则没有明显变化（图6a）。对于NK细胞特有基因（图6b）和中性粒细胞特有基因（图6c）表达进行分析，发现AA处理组，这些基因明显上调，而A-B组则相对于CK组没有明显变化。
图6.免疫相关细胞及经典通路特有基因分析此外，研究者还使用NK细胞的marker基因NCR1和中性粒细胞的marker基因NE，NF-κB通路的P65基因及MAPK通路的P38基因，免疫级联反应中的TNF及IL-6基因，通过免疫组化的方法，验证4个分组中的差异。同样的，AA处理组中这些基因的蛋白表达明显提高，而A-B处理组则无显著变化。
结论
研究通过RNA-seq，16S等高通量测序方法，结合免疫组化及形态学分析等实验技术，从表观形态和分子两个层面证明了中药配伍中小檗碱与马兜铃酸在水煎煮过程中自组装形的超分子结构能够有效降低含马兜铃酸中药的用药风险，从新的视角揭示了中药配伍的科学内涵，为有毒中药科学监管提供新的思路。小编也希望，我们历史悠久的中药配伍减毒理论能够在科学严谨的高通量数据分析及实验验证的帮助下，继续焕发新生，走向世界。博奥晶典科研服务孙秀君、李华英文案预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇
本文编辑：佚名
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