干姜是姜科植物姜Zingiber officinale Rosc.的干燥根茎,具有温中散寒,回阳通脉,温肺化饮的功效,临床上用于治疗呕吐、腹泻以及抗炎。炮姜是由干姜经砂烫炮制而成,有温经止血,温中止痛之功,临床常用于止血,治疗腹痛、腹泻以及抗炎等。溃疡性结肠炎是以腹泻、便血以及肠道炎症为主要症状的消化系统常见病,由于其复杂的发病机制近年来寻找有效防治药物的进展仍旧有限。干姜和炮姜对于溃疡性结肠炎治疗具有潜在价值,本研究通过代谢组学方法研究干姜和炮姜的醇提物以及粗多糖等活性物质对葡聚糖硫酸钠诱导溃疡性结肠炎小鼠的干预作用,以期为临床溃疡性结肠炎的治疗用药提供新的依据。实验方法:(1)按照《中国药典》(2015年版)第四部炮制通则制备炮姜。干姜和炮姜饮片分别通过水提醇沉制成粗多糖提取物使用80%乙醇回流提取,旋干制成醇提取物。小鼠通过自由饮用2%葡聚糖硫酸钠溶液建立溃疡性结肠炎模型,并每日灌胃一定体积的生理盐水,再分别配制干炮姜粗多糖给药组(400 mg/Kg),干炮姜醇提物组(200 mg/Kg),连续7天每日灌胃给模型小鼠,空白组小鼠每日自由进食和饮水并灌胃一定体积的生理盐水。第8天处死小鼠。通过观察各组小鼠体重变化、疾病活动指数(DAI)、脾指数、结肠组织病理切片以及炎症因子含量的变化,评价干姜和炮姜醇提物与粗多糖的抗炎作用。(2)通过UHPLC-HRMS检测正常小鼠与溃疡性结肠炎小鼠血清中的代谢物,运用偏最小二乘判别法(PLS-DA)进行多变量分析筛选差异代谢物,将差异代谢物导入MetaboAnalyst构建代谢通路,用于分析溃疡性结肠炎相关的代谢物以及代谢通路。(3)利用靶向代谢组学方法分析正常小组,溃疡性结肠炎小鼠组以及各给药组的肝脏和结肠内容物中胆汁酸谱变化趋势,通过查阅相关文献分析胆汁酸所涉及的相关通路、代谢物等,从整体代谢水平上探讨各给药组干预溃疡性结肠炎作用的机制和异同。(4)通过基于UHPLC-HRMS的质谱分析方法探究干姜和炮姜的醇提取物之间的化学成分的差异,根据精确分子质量、离子碎裂规律、保留时间等鉴定相关化合物。运用PLS-DA进行多变量分析筛选出差异化学组分。再结合采用Raw 264.7小鼠巨噬细胞体外抗炎(NO)的实验,分析干姜炮制后药理功效发生变化的原因。实验结果:(1)相比空白组,模型组小鼠的体重显著降低(P<0.05),结肠长度显著缩短(P<0.05),疾病活动指数,脾指数以及TNF-α,白介素1β,和白介素6三种炎症因子显著升高(P<0.05)。表明模型组小鼠造模成功。经给药后,发现各给药组相比模型组显著缓解溃疡性结肠炎小鼠的体重丢失,疾病活动指数的增高,结肠萎缩以及三种炎症因子的增高(P<0.05)。(2)基于UHPLC-HRMS代谢组学技术结合通路分析从空白和模型血清中初步鉴定18种差异代谢物,它们主要涉及胆汁酸合成通路,牛磺酸与亚牛磺酸代谢通路。(3)基于靶向代谢组学分析从小鼠肝脏中发现了31种胆汁酸类化合物,在结肠内容物中发现了50种胆汁酸类化合物。多变量分析表明,在肝脏中有12种胆汁酸,结肠内容物中有26种胆汁酸相对含量变化明显,代谢通路分析发现,胆汁酸代谢异常可能与炎症状态下法尼酯受体、G蛋白偶联受体以及维生素D受体的功能异常相关。同时我们发现次级胆汁酸在调控溃疡性结肠炎方面可能扮演着更重要的角色,相比其他给药组炮姜醇提物组能够更有效调节次级胆汁酸代谢紊乱。(4)基于UHPLC-HRMS的质谱分析方法从干姜和炮姜醇提物中鉴定出了包含姜辣素类,二苯基庚烷类,黄酮类共74个化合物,并发现11个姜酚、姜烯酚和姜酮类成分在炮制后含量明显升高。结合Raw 264.7小鼠巨噬细胞体外抗炎(NO)的实验表明姜烯酚类的抗炎效果较优。实验结论:本研究中发现干姜和炮姜的醇提物及其粗多糖活性物质可以有效缓解溃疡性结肠炎小鼠的病理状况。溃疡性结肠炎与胆汁酸有密切联系,且胆汁酸代谢异常可能与炎症状态下法尼酯受体,G蛋白偶联受体以及维生素D受体的功能异常相关,其中次级胆汁酸在调控溃疡性结肠炎方面可能扮演着更重要的角色,相比其他给药组炮姜醇提物组能够更有效调节次级胆汁酸代谢紊乱。同时也初步证明了姜烯酚类化合物可能是干姜和炮姜发挥不同功效的物质基础。