肠道菌群失调逐渐成为糖尿病、肥胖症等代谢性疾病和肠易激综合征等精神类疾病的一个重要临床特征,研究表明肠菌紊乱失调可能引起经肠菌脱糖基代谢进而发挥药理活性作用的药物疗效发生改变,尤其是皂苷类成分(如人参皂苷)。人参皂苷类成分是一类具有广泛药理作用的活性物质,其药效学和药动学研究受到广泛关注。人参皂苷类成分经胃肠道给药后,一般需经肠道微生物或肠黏膜组织中的糖苷酶降解脱去糖基,形成次级代谢产物或苷元后,通过跨膜转运等方式吸收进入体循环,进而发挥药效。因此,我们以人参总皂苷为例,提出如下假说:菌群失调可能导致人参皂苷在胃肠道中的代谢处置发生改变,导致其在体内的药代动力学行为发生改变,进而对人参皂苷的药效产生影响;而引起药代动力学行为改变的机制与肠道菌群的组成、数量和酶活性变化有关。本课题采用大鼠灌服抗生素以及束缚应激方法分别来建立大鼠菌群失调模型,基于MiSeq测序和GC-MS技术从肠菌结构和生理功能角度研究模型的可靠性。结果显示大鼠灌服抗生素后,肠内微生物结构发生显著变化,致病菌增多,益生菌减少,菌属种类明显下降;整个肠内细菌发酵产生的短链脂肪酸含量显著降低,肠内细菌正常生理功能异常。应激组造模后的微生物相对丰度改变,其中四种菌属 Helicobacter、Veillonella、Odoribacter 和 Caldicoprobacter 数目发生显著变化,肠内细菌生理功能改变。利用高效液相色谱法测定人参总皂苷中主要活性成分的含量,结果显示人参总皂苷中Rb1、Rc的含量较高,Rd、Rf、Rb2、Re、Rg1、Rb3含量较低,并未检测到其它人参皂苷。建立UFLC-MS/MS同时分析人参总皂苷中的原人参皂苷及其经脱糖基生成的次级人参皂苷代谢产物的测定方法,借助该技术分析菌群失调大鼠灌服人参总皂苷后各成分在血浆、尿液和粪便中的浓度,揭示其在大鼠体内的药代动力学变化。应激组中脱糖基产物C-K的72小时的粪便累积排泄量和尿液排泄量均高于正常组,推测人参皂苷的脱糖基代谢能力增强;抗生素组C-K的72小时的粪便累积排泄量和尿液排泄量均低于正常组,推测抗生素组肠内人参皂苷代谢能力减弱,生物转化能力下降。体外测定菌群失调大鼠肠内糖苷酶活性,结果显示应激组中,β-半乳糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖醛酸苷酶的生物活性提高;抗生素诱导的菌群失调大鼠肠道内的三种糖苷酶活性均显著降低。最后本文建立人参皂苷药代动力学(PK)-糖苷酶活性-肠菌结构相关性,初步阐释肠道菌群失调导致人参皂苷在肠道中的代谢处置差异的机制。应激模型促使肠菌结构改变,糖苷酶活性上升,人参皂苷的脱糖基能力增强;抗生素组引起肠菌结构严重紊乱,益生菌和致病菌比例严重失调,糖苷酶活性显著降低,人参皂苷的生物转化能力明显降低。