植物代謝組學(xué)及其在淫羊藿藥材研究中的應(yīng)用

靖汝楠，馮靜茹，王一孝，張顏顏，李真，李莉，劉昕，張偉東

（吉林大學(xué)藥學(xué)院，吉林 長春 130000）

代謝組學(xué)（metabonomics/metabolomics）通過研究生物體系（細(xì)胞、組織或生物體）在受到外界刺激后其內(nèi)部小分子代謝物的動態(tài)變化，進(jìn)而揭示生物體整體功能狀態(tài)。代謝組學(xué)主要對生物體內(nèi)代謝物進(jìn)行定量分析，并尋找代謝物與生理病理變化的相對關(guān)系，是系統(tǒng)生物學(xué)的組成部分。其研究對象大都是相對分子質(zhì)量1 000 以內(nèi)的小分子物質(zhì)[1]。植物代謝組學(xué)是代謝組學(xué)的一個重要分支。到目前為止，已知植物大約有30 萬種。植物獨特的次生代謝可產(chǎn)生超過20 萬種次生產(chǎn)物，所產(chǎn)生的代謝物的數(shù)量有20 萬～100 萬種[2]。同一植物在不同環(huán)境、不同部位、不同產(chǎn)地或者不同的炮制方法，所得到的代謝物均有差異。這些代謝物結(jié)構(gòu)迥異，數(shù)量龐大，可以使植物很好地適應(yīng)環(huán)境的變化，植物類中藥的次生代謝物往往是與藥效相關(guān)的活性成分，也通常作為研究中藥材藥效學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)[3]。

1 代謝組學(xué)在植物研究領(lǐng)域的應(yīng)用

代謝組學(xué)自從興起之后，其代謝物代表的就是終端生物信息的含義，位于生命活動調(diào)控的末端，蘊含了豐富、全面的生物標(biāo)志物的信息，在生命體研究中是重要的科研工具。植物代謝組學(xué)的一般研究流程，見圖1，對于收集的樣本進(jìn)行前處理，通過氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）及核磁共振（NMR）等技術(shù)進(jìn)行成分分析，用主成分分析（PCA）、聚類分析（HCA）、偏最小二乘法判別分析（PLS-DA）及正交偏最小二乘法判別分析（OPLS-DA）等方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合挖掘，得到生物標(biāo)志物等有效信息。代謝組學(xué)在植物研究中獲得了極大地進(jìn)展，在解析基因功能的研究、代謝途徑和網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)理研究、環(huán)境對植物體影響的研究和作物營養(yǎng)成分及質(zhì)量評價這4 個方面的科研均有著極大進(jìn)展。

圖1 植物代謝組學(xué)的一般研究流程Fig.1 The general research process of plant metabolomics

1.1 解析基因功能的研究

基因功能的解析主要是根據(jù)生物體的表現(xiàn)型來追溯其基因型，從而探索其生命的奧秘，代謝組學(xué)自誕生以來為生命科學(xué)尤其是分子生物學(xué)的研究開辟了新的道路?；虻墓δ茉谄渫饣^程中，以代謝物的形式作為終端表現(xiàn)分子將其基因信息放大，從而導(dǎo)致其表型的改變。在對轉(zhuǎn)基因植物的研究中，Ashutosh等[4]采用代謝組學(xué)與轉(zhuǎn)錄組學(xué)結(jié)合的方式對轉(zhuǎn)基因番茄（將擬南芥的AtMYB12 轉(zhuǎn)入番茄中）進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)黃酮醇生物合成增多，可能機(jī)制是轉(zhuǎn)基因番茄中的苯丙氨酸途徑基因（參與黃醇酮的生物合成）表達(dá)上調(diào)。Mohammed等[5]在深藍(lán)鼠尾草萜類生物合成關(guān)鍵基因的探索中，將其中的3 個高表達(dá)轉(zhuǎn)錄本基因SgFPPS、SgGPPS和Sg LINS 在擬南芥中過表達(dá)，從而證實了這些基因參與萜烯生物合成。

1.2 代謝途徑和網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)理的研究

生命體的秘密始終是一個神奇的存在，有太多的未解之謎等待我們?nèi)ソ鉀Q，植物體的代謝途徑和代謝網(wǎng)絡(luò)就是其中的一個例子，其精密而微細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)理是科研工作者攻破的關(guān)鍵點。在對調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的探索中，Tan 等[6]利用UHPLC-Q-TOF-MS 和RNA-seq 技術(shù)對不同發(fā)育階段的番紅花柱頭類胡蘿卜素生物合成進(jìn)行研究，先確定其合成過程中的關(guān)鍵基因和轉(zhuǎn)錄因子，再通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)與代謝組學(xué)結(jié)合的方法分析，發(fā)現(xiàn)類胡蘿卜素合成的新的分支途徑。楊杰等[7]在對當(dāng)歸的研究中對比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)歸頭和尾具有不同的代謝通路，與類苯基丙烷生物合成通路相關(guān)的代謝物有13 個，如咖啡酸、香草醛和阿魏酸等。Rios-Estepa等[8]借助動態(tài)數(shù)學(xué)模型，對胡椒薄荷中的單萜類揮發(fā)油的積累過程進(jìn)行了復(fù)現(xiàn)。

1.3 環(huán)境對植物體影響的研究

植物當(dāng)中的農(nóng)作物與人類的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)，科研工作者對農(nóng)作物的產(chǎn)量、性狀優(yōu)良與否等的大量關(guān)注，使農(nóng)作物的科研獲得了可喜的進(jìn)步。當(dāng)重金屬過量時，威脅植物正常代謝，其途徑主要是通過置換蛋白質(zhì)離子、產(chǎn)生活性氧自由基和與植物蛋白質(zhì)反應(yīng)等3 種方式應(yīng)激[9]。植物受到溫度脅迫時，植物體內(nèi)的氨基酸、三羧酸循環(huán)的中間代謝物和碳水化合物的含量都會有所波動[10]。在研究病原真菌對植物脅迫的影響時發(fā)現(xiàn)，由病原真菌稻瘟菌引起的稻瘟病，其酚類、類苯基丙烷積累可能的原因是當(dāng)病原侵入水稻體內(nèi)時，過氧化物酶的活性增強，加速了木質(zhì)素和軟木質(zhì)的合成，使得細(xì)胞壁增厚，進(jìn)而引起酚類合成的減少[11]。

截至目前，對植物的生態(tài)代謝組學(xué)的研究還僅僅停留在實驗室層面，在具體的現(xiàn)實環(huán)境中的影響因素眾多，無法控制單一的變量，因此在具體植物培養(yǎng)時，其操作性不強[12]。

1.4 作物營養(yǎng)價值及質(zhì)量評價

植物在人類生存發(fā)展中分量極重，無論是糧食、蔬菜和水果，還是天然藥物等，其營養(yǎng)成分及安全性評價關(guān)乎人們的身體健康，它們的重要性不可忽視。Sun等[13]對芥藍(lán)中的芥子油含量進(jìn)行了生長全程的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)在芽苗菜時期芥子油的含量達(dá)到了最大值。自從轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)入人們餐桌以來，飽受爭議，代謝組學(xué)在轉(zhuǎn)基因食品安全方面有一定的研究。Carrarif 等[14]通過實驗驗證了轉(zhuǎn)基因番茄與正常番茄之間在代謝水平上沒有明顯的物質(zhì)差異。

1.5 植物代謝組學(xué)的前進(jìn)阻力和未來展望

植物代謝組學(xué)仍處于快速發(fā)展的階段，其前景光明。2002 年4 月在荷蘭舉行的世界上第一屆植物代謝組學(xué)大會為促進(jìn)其日后的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)[15]。但是代謝組學(xué)作為一個新興的交叉學(xué)科，涉及的不僅僅包括生物化學(xué)和分析化學(xué)，還有化學(xué)計量學(xué)等學(xué)科，對學(xué)科的綜合性要求較高。在其發(fā)展過程中必定會遇到各種各樣的困難和阻撓，首先影響最大的是分析手段的限制性，無論是氣質(zhì)聯(lián)用，還是液質(zhì)聯(lián)用，在檢測靈敏度、儀器精密度和實驗耗費時間過長等方面，都無法滿足日益增長的實驗需求；其次是數(shù)據(jù)分析方法不夠高效和便捷，每次的代謝組學(xué)實驗都產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理任務(wù)繁重復(fù)雜，急需更便捷的數(shù)據(jù)分析方法的出現(xiàn)，以減輕科研人員的巨大工作量；還有數(shù)據(jù)庫數(shù)量較少，覆蓋面不廣，沒有將科學(xué)實驗成果進(jìn)行高效、合理地富集，導(dǎo)致獲取最新信息的途徑曲折，極大地阻礙了科研前進(jìn)的步伐。所有研究者都期待著自動化、標(biāo)準(zhǔn)化和完整化的代謝組學(xué)研究技術(shù)的面世[16]。相信隨著科技的發(fā)展，問題會逐漸得到解決。我們依然對植物代謝組學(xué)的發(fā)展持有樂觀態(tài)度，認(rèn)為植物代謝組學(xué)處于快速發(fā)展階段。在未來生物發(fā)展中將會逐步體現(xiàn)出代謝組學(xué)獨有的優(yōu)勢，代謝組學(xué)為生命科學(xué)的研究打開了一扇新的窗口。從整體層面開展科學(xué)研究，將會有新的突破，主要表現(xiàn)在以下的幾個方面：一是多種組學(xué)技術(shù)結(jié)合，為從基因到代謝物的整個過程的揭秘提供了可能，尤其是對非模式的藥用植物（人參、紅豆杉和長春花等）進(jìn)行組學(xué)研究；二是根據(jù)代謝組學(xué)與中醫(yī)藥整體觀的一致性，充分發(fā)掘其潛在聯(lián)系，更好地研究中醫(yī)藥與人體的相互作用機(jī)制，具體就是通過繪制中藥制劑在人體代謝途徑的網(wǎng)絡(luò)圖并與正常代謝圖譜比較，找出其代謝途徑和作用機(jī)制[17]。

2 植物代謝組學(xué)在淫羊藿研究中的進(jìn)展

植物藥是傳統(tǒng)中藥種類最多、應(yīng)用最廣的一類中藥。植物代謝組學(xué)利用代謝組學(xué)的分析方法，研究種屬、生長環(huán)境以及炮制等因素對藥材代謝產(chǎn)物的影響規(guī)律。淫羊藿作為傳統(tǒng)的常用中藥材，同屬植物種類多，生長栽培分布廣，有效成分復(fù)雜。本文對植物代謝組學(xué)在淫羊藿藥材栽培生長、炮制工藝、基源鑒定、品質(zhì)控制以及藥理作用等方面進(jìn)行綜述。

2.1 代謝組學(xué)在淫羊藿栽培生長中的應(yīng)用

藥材的栽培方法對其品質(zhì)優(yōu)劣有著直接的影響，淫羊藿生長過程代謝物輪廓的檢測分析，對于確定淫羊藿的合理采收時間和適宜生長環(huán)境具有重要的指導(dǎo)意義。眾多的植物學(xué)家和天然藥物工作者在此方面投入了巨大的精力。Qin 等[18]采用UPLC-ESI-MS/MS 技術(shù)，在4個生長階段對柔毛淫羊藿葉片的代謝物組成進(jìn)行了靶向代謝組學(xué)分析，闡明了淫羊藿葉成分特別是黃酮類化合物在開花后的含量變化規(guī)律。多數(shù)黃酮類化合物、單寧類化合物、木脂素類化合物和香豆素類化合物含量均隨淫羊藿的生長成熟而增加。Pan 等[19]研究了光照強度對淫羊藿藥材的影響，在54.6～90.9mol m-1s-1的光照強度下，淫羊藿總黃酮成分含量較高，且部分主要成分含量對光照的反應(yīng)表現(xiàn)出差異。李小明等[20]對不同光照強度和不同顏色光照下的巫山淫羊藿中的黃酮類化學(xué)成分含量進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)弱光且黃光照射時淫羊藿苷類黃酮含量較高，弱光條件下黃光能顯著增加莖枝萌發(fā)，在生產(chǎn)淫羊藿過程中，可以根據(jù)光的強弱并改變合適的光的顏色來提高生物量和黃酮類含量。淫羊藿在我國多地均有種植，但是海拔的高低對其生長也有一定的影響。秦偉瀚等[21]通過UPLC-MS/MS法對不同品種的淫羊藿黃酮的含量進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)不同海拔其黃酮含量有所不同，隨著海拔逐漸升高，其黃酮含量逐漸降低。張云風(fēng)等[22]通過水培法對氮素在巫山淫羊藿黃酮含量的影響進(jìn)行了分析比較，指出巫山淫羊藿屬于高氮耐受性植物，當(dāng)硝態(tài)氮與銨態(tài)氮混合施用，配比為2.5 mmol L-1硝態(tài)氮與2.5 mmol L-1銨態(tài)氮時，效果最好。周濤等[23]對野生粗毛淫羊藿進(jìn)行了全面細(xì)致地研究，指出其淫羊藿總苷在生長期和繁殖期沒有顯著差異。這些研究進(jìn)展將為更好地培育淫羊藿提供了思路。

2.2 代謝組學(xué)在淫羊藿炮制工藝中的應(yīng)用

為了增強藥效，減除毒性甚至改變藥性，中草藥原料材往往需要炮制加工。淫羊藿炮制方法較多，藥典記載的飲片炮制方法為干燥和羊脂油炒炙，此外還有酒炙和熱加工等。炮制對淫羊藿的質(zhì)量品質(zhì)有著重要的影響，藥材的功效也和炮制方法息息相關(guān)，臨床研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿生品側(cè)重于祛風(fēng)濕而炙品側(cè)重于補腎陽[24]。中藥炮制過程使藥材組分結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，應(yīng)用代謝組學(xué)的研究方法，探究炮制前后的成分差異，可以為淫羊藿的炮制闡明理論基礎(chǔ)。Zhang 等[25]優(yōu)化了淫羊藿熱加工工藝，采用LC-MS/MS 對5 種基源13 批次淫羊藿原料和炮制品的質(zhì)量進(jìn)行了評價。對分析的16 種化合物PLS-DA 分類結(jié)果表明，生品和炮制品差異貢獻(xiàn)最大的成分是淫羊藿次苷I、寶藿苷II、槲皮素、淫羊藿苷和箭藿苷B，為進(jìn)一步優(yōu)化淫羊藿炮制工藝條件提供了新的指標(biāo)觀點。Jian 等[26]測定淫羊藿不同部位及炮制品中有效成分的含量，結(jié)果表明，葉中淫羊藿苷和朝藿定C 的含量高于其他部位，這些成分在根中的含量與葉中的含量相近。淫羊藿各部位淫羊藿苷和朝藿定C 經(jīng)加工后均減少，炮制過程中應(yīng)注意火候，溫度不宜過高，以免對藥用成分造成損害。Zhao[27]研究了干燥工藝對黃酮類化合物含量和抗氧化活性的影響，共鑒定出27 種化合物，并對其中11 種化合物進(jìn)行了進(jìn)一步定量，8 種戊烯基黃酮在不同干燥過程中含量變化顯著，其中以淫羊藿苷和寶藿苷I 含量變化最為明顯；體外抗氧化實驗表明活性的變化趨勢與總黃酮、afzelin和淫羊藿苷的含量呈正相關(guān)。李明雨等[28]應(yīng)用UPLC-Q/TOF-MS 技術(shù)建立生、炙淫羊藿指紋圖譜，對其全成分進(jìn)行分析并找出標(biāo)志性化學(xué)成分，根據(jù)OPLS-DA 整體探究9 個不同產(chǎn)地、不同批次的淫羊藿炮制前后化學(xué)成分的差異，共鑒定出8-乙烯-山柰酚、淫羊藿素和淫羊藿次苷I 等9 個差異性成分，得出了炮制使淫羊藿黃酮組分總體向低糖苷轉(zhuǎn)化的結(jié)論。

2.3 代謝組學(xué)在淫羊藿鑒定和品質(zhì)控制中的應(yīng)用

淫羊藿在《中國藥典》中的收載的分類有4種，包括淫羊藿Epimediumbrevicornu、箭葉淫羊藿E.sagittatum、柔毛淫羊藿E.pubescens 和朝鮮淫羊藿E.koreanum。由于淫羊藿同屬植物種類繁多，且經(jīng)加工后飲片相似，導(dǎo)致淫羊藿的基源鑒定和質(zhì)量評價成為難題。利用代謝組學(xué)的方法，對不同基源的淫羊藿進(jìn)行成分分析，找出差異性成分，可以對淫羊藿的基源鑒定和質(zhì)控提供新的指標(biāo)依據(jù)。Qu 等[29]利用指紋圖譜結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法鑒定多批次淫羊藿的化學(xué)標(biāo)志物，實驗對88 批淫羊藿進(jìn)行聚類分析，將朝鮮淫羊藿和箭葉淫羊藿樣品分為不同的類群，而淫羊藿和柔毛淫羊藿的樣品則聚在一起，基于PLS-DA 和變量投影重要性（Variable importance in projection, VIP），共發(fā)現(xiàn)9 個潛在的化學(xué)標(biāo)記，并與參考標(biāo)準(zhǔn)品比較或根據(jù)其MS/MS 裂解行為鑒定出6 個標(biāo)記。許婷等[30]對淫羊藿的葉片、莖和葉柄3 個部位進(jìn)行了代謝組學(xué)分析，結(jié)果顯示這3個部位中成分種類和含量存在明顯差異，葉片中朝藿定A、朝藿定B、朝藿定C、淫羊藿苷和寶藿苷Ⅰ等5種黃酮類成分均為最高，這一發(fā)現(xiàn)為淫羊藿的用藥部位和質(zhì)量的控制提供了關(guān)鍵的依據(jù)。秦偉瀚等[21]通過用UPLC-MS/MS 對不同產(chǎn)地的15 種淫羊藿進(jìn)行主成分分析，結(jié)果顯示淫羊藿苷、淫羊藿次苷I、朝藿定A、朝藿定B 和朝藿定C 等10 種成分在各自范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性，這些樣品中朝藿定C 含量最高，這種實驗方法的成功為以后對淫羊藿的相關(guān)探索奠定了基礎(chǔ)。Tie等[31]利用高分辨率質(zhì)譜數(shù)據(jù)對52 份淫羊藿樣品中的低聚糖進(jìn)行了分析和鑒定，采用主成分分析（PCA）對52 種淫羊藿藥材中檢出的66 種低聚糖化合物進(jìn)行了相對定量和統(tǒng)計處理，52 種淫羊藿藥材按其低聚糖組成和含量可分為不同種類，13 個低聚糖化合物顯示出作為淫羊藿屬植物分類的潛在標(biāo)記。Sun等[32]同時定量分析來自不同地區(qū)的5 種淫羊藿屬主要類黃酮，發(fā)現(xiàn)不同種植物中所調(diào)查的烯丙基黃酮的總含量差異很大。淫羊藿苷和朝藿定C 為主要活性成分和質(zhì)量標(biāo)志，其含量差異較大。多種物質(zhì)含量分析結(jié)果表明，4 種藥典基源淫羊藿與巫山淫羊藿的主要成分有所不同。

中藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立需要完善的相關(guān)指紋圖譜，淫羊藿指紋圖譜亦在迅速發(fā)展。Xu 等[33]以HPLC指紋圖譜分析為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用多種分析方法，對18個峰進(jìn)行分析，將19 批淫羊藿藥材聚成3 類，同時對5 種生物活性成分進(jìn)行了定量測定，這些方法成功地用于淫羊藿樣品的地理來源鑒定和質(zhì)量評價。尹艷微等[34]采用UPLC 建立了淫羊藿藥材的指紋圖譜分析方法，在該研究中發(fā)現(xiàn)不同批次的淫羊藿在譜圖上有21 個共同的峰，其中只有6 個峰的化合物是已知的，分別為木蘭花堿、朝藿定A、朝藿定B、朝藿定C、淫羊藿苷和寶藿苷I，但是這些譜圖的相似度極高，因此可以用來進(jìn)行質(zhì)量評價。牛曉靜等[35]針對淫羊藿中的黃酮類成分建立了UPLC 指紋圖譜，結(jié)果顯示即使在不同產(chǎn)地，淫羊藿黃酮成分的圖譜相似度也極高，足以進(jìn)行質(zhì)量的控制評定。王悅云等[36]就貴州不同產(chǎn)地的粗毛淫羊藿建立HPLC 指紋圖譜，并且結(jié)合PCA 和聚類分析方法，建立了共有圖譜，共有峰20 個。淫羊藿指紋圖譜的研究，為全面了解各地淫羊藿所具特征提供了強有力的工具，使得淫羊藿的質(zhì)量控制更為規(guī)范。

2.4 代謝組學(xué)在淫羊藿藥理活性研究中的應(yīng)用

淫羊藿的藥理作用研究比較廣泛，人們已采用代謝組學(xué)方法研究淫羊藿在腎陽虛、骨質(zhì)疏松、抗疲勞以及抗衰老等方面的作用機(jī)制，本文綜述了淫羊藿的藥理活性。在第八次全國藥物與化學(xué)異物代謝學(xué)術(shù)會議上，鹿秀梅等[37]以淫羊藿有效成分為物質(zhì)基礎(chǔ)，利用組學(xué)策略指明了淫羊藿對腎虛大鼠的異常代謝途徑具有糾正作用，可使其代謝水平回到正軌。Huang 等[38]基于UPLC-MS 的主成分分析代謝組學(xué)策略，研究了淫羊藿對腎陽虛證大鼠代謝的影響。在腎陽虛證大鼠中觀察到明顯的代謝紊亂，并確定了16 個潛在的生物標(biāo)志物，涉及氧化-抗氧化平衡、氨基酸代謝和脂質(zhì)代謝，淫羊藿對這些代謝紊亂具有時間依賴性的恢復(fù)作用。侯健等[39]采用GC-MS 和NMR 相結(jié)合的方式，通過主成分分析，研究不同炮制淫羊藿對腎陽虛證調(diào)節(jié)作用，結(jié)果表明，炙淫羊藿對腎陽虛證的干預(yù)效果最強，為其溫腎助陽作用作出了體層面的解釋。

淫羊藿具有“強筋骨”的保健作用，現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，可以為其作用機(jī)制闡明分子基礎(chǔ)。Pan等[40]系統(tǒng)地分析了糖皮質(zhì)激素性骨質(zhì)疏松癥（GIO）大鼠的代謝組學(xué)特點，并結(jié)合多元數(shù)據(jù)分析，闡明淫羊藿對其治療作用。淫羊藿對骨質(zhì)疏松癥有顯著的防治作用，可逆轉(zhuǎn)GIO大鼠多種代謝途徑的改變，包括能量、脂質(zhì)、氨基酸和磷脂代謝以及腸道菌群紊亂。Xue 等[41]從系統(tǒng)生物學(xué)的角度，將蛋白質(zhì)組學(xué)和核磁共振代謝組學(xué)相結(jié)合，從蛋白質(zhì)和代謝產(chǎn)物的水平全面探究了淫羊藿苷抗骨質(zhì)疏松作用的信號通路。淫羊藿使去勢骨質(zhì)疏松小鼠中23 種蛋白和血清8 種代謝產(chǎn)物發(fā)生了明顯的變化，涉及骨重建、能量代謝、細(xì)胞骨架、脂質(zhì)代謝和MAPK 信號等，淫羊藿可以通過多靶點多通路對骨質(zhì)疏松的病程進(jìn)展產(chǎn)生干預(yù)作用。

淫羊藿在延緩衰老方面也有其特有的功效，Wu等[42]采用轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)的方法研究淫羊藿總黃酮的抗衰老作用。代謝組學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)了24 種與衰老相關(guān)的代謝物，包括棕櫚酰胺、亞油酸和油酰胺等。轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)結(jié)果的綜合數(shù)據(jù)分析表明，12條關(guān)鍵代謝途徑參與其中，其中一半與脂質(zhì)代謝高度相關(guān)。黃建華等[43]用組學(xué)的方法對血清中的代謝物進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示有199 個基因與年齡相關(guān)性極大，淫羊藿苷可以對部分基因的表達(dá)實現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，從而使人呈現(xiàn)年輕化。沈琮[44]在對抗衰老機(jī)制研究中指出，淫羊藿苷預(yù)防細(xì)胞衰老的作用機(jī)制是通過降低活性氧ROS 的水平實現(xiàn)的，進(jìn)而使p53 的表達(dá)減少，表現(xiàn)出抗氧化的作用。淫羊藿中的多糖成分（HEP）對疲勞緩解有作用，池愛平等[45]對淫羊藿多糖成分改善大鼠慢性疲勞（CFS）的作用以及代謝機(jī)制展開研究，采用代謝組學(xué)技術(shù)對大鼠尿液進(jìn)行GC-MS 檢測，對各組之間的差異代謝物及其代謝通路進(jìn)行分析，結(jié)果表明，HEP 主要通過改善CFS 大鼠體內(nèi)的下丘腦-垂體-腎上腺軸功能異常和調(diào)節(jié)精氨酸、脯氨酸代謝2 條代謝途徑治療CFS。

綜上所述，代謝組學(xué)是研究中醫(yī)證候理論精髓和中藥作用機(jī)制的一個很有潛力的工具，可為中醫(yī)藥的安全性和有效性提供科學(xué)合理的信息。相信隨著分析手段和相應(yīng)數(shù)據(jù)庫的開發(fā)，對淫羊藿的研究將會登上新的臺階。

3 小結(jié)與展望

近年來，代謝組學(xué)處于蓬勃發(fā)展的階段，氣質(zhì)聯(lián)用、液質(zhì)聯(lián)用等儀器的使用范圍逐漸廣泛，同時，數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)也日益成熟，對于復(fù)雜代謝物的分析能力也逐漸增強，尤其是在中藥的分析中。由于中藥成分十分復(fù)雜，對疾病的治療難以實現(xiàn)一對一精準(zhǔn)治療，因此，對復(fù)雜的中藥治療進(jìn)行代謝組學(xué)的分析顯得尤為重要。代謝組學(xué)在植物研究領(lǐng)域中有著舉足輕重的作用，尤其是與基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用時，可以更好地實現(xiàn)代謝組學(xué)對于復(fù)雜化合物的分析，更好地建立起從基因到代謝物完整的代謝網(wǎng)絡(luò)。

植物的代謝物種類多樣、性質(zhì)多變且在體內(nèi)各組織分布的特異性，導(dǎo)致對其進(jìn)行分離分析較為困難，因此尋找強大的分析檢測工具為重中之重。近年來，隨著代謝組學(xué)的發(fā)展，越來越多的檢測技術(shù)趨于完善，不同的分析手段對于不同的代謝物也有了更大的檢測能力，同時多種分析設(shè)備的聯(lián)合使用使得分析效率大大提高，可為中藥材的鑒定、鑒別及炮制方法的檢驗提供技術(shù)保障，植物代謝組學(xué)方法可為中草藥的研究開辟新思路。

淫羊藿是著名的傳統(tǒng)中藥，許多中藥組方中都可見其身影。目前，利用植物代謝組學(xué)方法主要解決的問題集中在品種鑒別、完整代謝輪廓的分析、質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)的建立和有效成分的作用機(jī)制等方面。但是，目前尚無相關(guān)文獻(xiàn)介紹如何利用代謝組學(xué)的方法進(jìn)行分類鑒別；對淫羊藿生長過程中的代謝輪廓分析，是圍繞其不同產(chǎn)地的不同光照強度、海拔和水培法等角度進(jìn)行的代謝物差異的對比分析；科研工作者也積極建立淫羊藿的中藥指紋圖譜，共有峰達(dá)到21 個，且不同樣品組之間相似度滿足要求，為之后的研究奠定了基礎(chǔ)；淫羊藿中成分眾多且復(fù)雜，大多研究是圍繞總黃酮、多糖等成分開展，并取得了一定進(jìn)展，但依舊存在研究盲點，需要科研工作者繼續(xù)努力攻克。相信隨著GC-MS、LCMS 和CE-MS 等技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)處理手段的成熟以及相關(guān)軟件的開發(fā)，會極大地推動植物代謝組學(xué)的發(fā)展，使其具有廣闊的應(yīng)用前景。尤其在中醫(yī)藥領(lǐng)域，這一整套的分析手段，為科學(xué)闡釋提供了工具，從整體性角度進(jìn)一步挖掘了作用機(jī)制，能更好地完善對淫羊藿的研究。

植物代謝組學(xué)正處于迅猛發(fā)展的階段，其在揭示植物的生長發(fā)育以及適應(yīng)不同體內(nèi)環(huán)境的分子機(jī)制中發(fā)揮著越來越重要的作用。目前，在代謝物分析技術(shù)、化合物的結(jié)構(gòu)鑒定以及數(shù)據(jù)的分析等方面仍然存在著技術(shù)瓶頸，同時也面臨著多種挑戰(zhàn)，這些瓶頸和挑戰(zhàn)激勵著植物代謝組學(xué)研究者去探索解決方法。