腹部术后疲劳综合征代谢调控网络与评估指标的探究表征及中药干与研究Word文件下载.docx

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因此，对术后疲劳综合征进行深切的基础研究，探讨术后疲劳综合征的生物学基础与病理机制，关于术后疲劳综合征的诊断、预防和医治有着极为重要的意义。

最近几年来国内外学者对术后疲劳综合征的生化相关因素、疲劳评估方式、动物模型的成立和医治等方面进行了踊跃探讨，并取得了重要进展。

在生化因素方面，研究发觉术后疲劳患者体内血清游离色氨酸、去甲肾上腺素、丙氨酸、血清镁和生长激素等表现高水平，而血清转铁蛋白、血清锌等表现较低水平。

最近几年来研究也说明术后疲劳与外周IL-六、IL-1β、IL-10、INF-γ、TNF-α水平和中枢5-羟色胺紧密相关。

在临床评估方面，进展成立了视觉模拟尺度（VisualAnalogueScales,VAS）、简明心境量表（BriefProfileofMoodStates,BPOMS）、Chalder疲劳量表（FatigueScale-14,FS-14）、围手术期疲劳评测量表（Identity-ConsequenceFatigueScale,ICFS）等量表问卷考试。

在动物模型方面，目前研究成立了70%大鼠肝部份切除和70％小肠切除－吻合术成立的两种POFS大鼠动物模型。

这些腹部术后疲劳综合征临床评估和病因生化研究的相关工作，为腹部术后疲劳综合征的生物学基础的表征做出了有利的探讨，也为进一步研究腹部术后疲劳综合征病因学机制奠定了重要的基础。

可是目前的研究还存在以下几个问题：

第一、现有的术后疲劳综合征的评估要紧依托问卷或量表考试，缺乏客观、特异、准确的判定标准，是术后疲劳综合征评估、预防和医治深切研究的瓶颈；

第二、现有术后疲劳综合征病因学的生化研究仅专注于某一种生物小分子或某一种细胞因子，研究内容相对单一，从而致使缺乏多层次、多视角术后疲劳综合征的生物学基础的系统表征。

而众所周知，人体是一个多代谢途经多调控网络组成的有机整体，疲劳尤其是术后疲劳发生时并非仅由体内的某一种生物分子或细胞因子失调所致使，而是系统中的生化代谢网络发生了一系列病理性改变的整体表现，抛开生物体系的系统复杂性去研究术后疲劳综合征的病理转变，往往只能说明某一局部的现象，无法揭露人体作为一个整体的有机转变规律，难以全面阐释腹部术后疲劳综合征相关的机体代谢紊乱，进而难以遴选出术后疲劳综合征相关的生物标志物；

第三、现有的腹部术后疲劳综合征的研究往往只在某一腹部手术动物模型上各行其是，缺少多种腹部手术模型的彼此验证，更缺少从实验动物模型到临床患者的验证，难以找到腹部术后疲劳综合征的特点生物学基础和应用于临床评估的量化指标。

要解决上述瓶颈问题，应当把术后疲劳综合征的研究与现代生命科学的新理论和新技术结合起来，引入系统生物学的思路和方式，将动物实验与临床患者研究相结合，探讨术后疲劳综合征的代谢调控网络及临床评估的量化指标。

随着人类基因组测序工作的完成，各类“组学”技术迅猛进展，现代医学愈来愈多地采纳系统生物学方式对疾病和药物效应进行研究。

代谢组学是继基因组学和蛋白质组学后显现的一门新兴技术，是系统生物学的重要组成部份，也慢慢成为转化研究的重要手腕。

代谢组学关注的是各类代谢途径底物和产物的小分子代谢物，反映细胞或组织在外界刺激或是遗传修饰下代谢应答的转变。

目前代谢组学已经为一些重大疾病的发生机制和初期诊断的特异性标志物挑选和药物作用靶点等相关研究开辟了新的途经。

随着技术的日趋成熟，通过在血清、尿液、脑脊液、细胞裂解液和各类分泌物等生物样本中挑选疾病标志物已经成为国际上相关领域研究的热点。

这为咱们术后疲劳综合征标志物的挑选和疲劳形成机制的研究提供了新的思路。

前述的研究高密度说明术后疲劳综合征与生化代谢小分子代谢紊乱紧密相关。

本实验室近期研究也发此刻术后疲劳综合征大鼠血清中色氨酸明显高于对照组，而亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸明显低于对照组，可见，采纳代谢组学进行术后疲劳综合征整体研究具有突出的优势，有望阐释术后疲劳综合征的代谢调控网络，取得临床评估生物标志物。

但目前，绝大多数潜在生物标志物还未能在临床取得应用，难以实现从实验室到临床的转化。

究其缘故，是目前仍然要紧采纳的“非靶向”代谢组学分析，存在灵敏度、动态范围、重复性等方面的不足，需要与“靶向”互为补充，即一方面利用“非靶向”代谢指纹谱进行整体分析，从整体上把握整体轮廓及其代谢演化轨迹，寻觅潜在生物标志物，另一方面对“非靶向”取得的关键代谢物进行聚焦，对靶标代谢物的定量表征，详细研究和精准刻画其时空转变规律。

因此，研究者以为，采纳“非靶向代谢指纹谱－潜在标志物发觉－靶标代谢物的定量研究”才是一套完整的代谢组学研究模式。

但目前的多数研究还停留在前两个步骤。

最近几年来，一些临床研究者也将组学的重点放在了潜在靶标生物标志物的定量研究，加速其向临床的转化。

如对前列腺癌的研究发觉了肌氨酸是一个潜在的标志物，研究者对其进行了靶标代谢物的后续研究，他们发此刻小鼠体内通过酶失活的方式抑制肌氨酸的生成后，前列腺癌的恶性程度取得了改善，证明此潜在标志物的重要性，能够为临床所用。

此项研究证明了代谢组学在临床疾病（临床综合征）研究上的重要作用，更说明“基于靶标代谢物定量研究”对实验室到临床转化的重要性。

目前，大多数“非靶向代谢指纹谱－潜在标志物发觉－靶标代谢物的定量”的代谢组学研究还欠缺药物干与部份的内容。

利用药物干与的结果，能够进一步验证标志物的正确性，还能够从标示物提示的角度对一些复杂且机理不明确的药物进行机理研究，这将大大丰硕“代谢指纹谱－潜在标志物发觉－靶标代谢物的定量研究”的内容和意义。

目前复杂药物如中药的作用机理研究已经由原先的间化学成份对单靶点，进展成“系统对系统”的作用研究。

其中，代谢组学技术以其整体分析的特点，成为中药作用机理研究的一个重要手腕，并提出了中药的三维模式研究、整合系统生物学研究等中药机理研究的代表性功效，形成了目前较有效的中药代谢组学整体研究方式。

而中医药对POFS有独特的熟悉，以为POFS属于“疲劳”、“虚劳”之范围，中医药对POFS的预防和医治具有必然的优势，最近几年来发觉人参皂苷Rb1、姜黄素、刺蓝抗疲口服液、刺五加总苷都具有必然的疗效，然而对它们作用机制研究仍处于低级时期。

因此，研究者以为，在动物实验水平，将中药（具有预防或医治术后疲劳综合征的中药）代谢组学研究应该与术后疲劳综合征代谢组学研究相结合，借鉴其研究结果，利用其寻觅到的潜在标志物，从标志物提示方向有针对性的进行防治术后疲劳综合征中药医治机理的研究，增进中药新药的研发和临床应用。

在前期研究中，申请者采纳70%大鼠肝部份切除大鼠POFS动物模型，利用UPLC-Q-TOFMS代谢组学方式，对POFS大鼠血清的代谢物轮廓进行了系统的表征，并从标志物提示方面对刺五加总苷防治POFS的作用机制进行了初步的探讨，要紧研究结果如下：

①鼠尾悬挂实验及力竭游泳实验说明70%大鼠肝部份切除组相较30%大鼠肝部份切除组表现出明显的术后疲劳综合征病症，刺五加总苷干与70%大鼠肝部份切除组相较模型比有明显改善，在抗术后疲劳综合征有必然的疗效；

②搜集各组血清，利用UPLC-Q-TOFMS技术进行代谢组学分析，发觉模型组中血清中色氨酸、花生四烯酸、柠檬酸、丙氨酸、20-HETE、溶血卵磷脂等代谢物明显高于对照组，而亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、苹果酸明显低于对照组，说明术后疲劳综合征表现出三羧酸循环、色氨酸代谢、支链氨基酸代谢、脂肪酸代谢、磷脂等代谢紊乱，而刺五加总苷对多数指标多有必然的回调作用，说明其通过调剂这些失衡的代谢途经而发挥抗术后疲劳综合征的作用。

以上研究工作，为咱们联合70％小肠切除－吻合术成立的大鼠POFS模型，对术后疲劳综合征相关的生物标志物挑选、共性生物学基础的系统表征和刺五加总苷作用机制的深切研究奠定良好的基础，也为在临床患者验证提供了基础的实验数据。

因此，在前期研究的基础上，本项目将基于液相色谱－质谱（LC-MS）的代谢组学技术与动物实验、临床患者研究相结合，采纳“代谢指纹谱－潜在标志物发觉－靶标代谢物的定量研究”完整的代谢组学研究模式，探讨表征"

70%大鼠肝部份切除和70％小肠切除－吻合术"

法成立的两种术后疲劳综合征动物模型的血清、尿液代谢调控网络的异样转变，初步确认与术后疲劳综合征相关的生物标志物群，并对关键靶标生物标示物成立定量表征方式，在临床患者中对标志物进行识别、验证，以期成立术后疲劳综合征量化、客观的评估指标；

另外，将中药刺五加总苷加入到此实验动物研究层次中，交叉验证标示物的正确性，研究刺五加总苷给药组的代谢特点及其与术后疲劳综合征生物标记物群的相关性，探讨刺五加总苷防治术后疲劳综合征的作用机理。

本课题的开展，将在术后疲劳综合征代谢调控网络与病理机制的揭露及中药干与术后疲劳综合征作用机制的研究方面做出有利探讨，关于术后疲劳综合征的诊断、预防和医治有着重要的意义，并为刺五加总苷的进一步合理开发应用提供重要的科学依据。

参考文献

（略）

研究内容：

（1）动物模型术后疲劳综合征血清和尿液代谢产物转变：

采70%大鼠肝部份切除和70％小肠切除－吻合术法成立的两种术后疲劳综合征大鼠模型，应用液相色谱－质谱（LC-MS）技术分析血清和尿液中代谢产物的不同，初步确信两种模型共性的不同代谢物为术后疲劳综合征标志物；

（2）术后疲劳综合征代谢调控网络构建及关键生物标志物遴选：

通过查询KEGG代谢途经数据库获取挑选出的标示物的相关代谢途经，构建术后疲劳综合征代谢调控网络，阐释术后疲劳综合征的病理机制，遴选出关键的生物标志物；

（3）标志物在临床患者中的挑选与识别：

利用高效液相色谱法（HPLC）成立靶标代谢物的定量分析方式，检测大手术后产生术后疲劳综合征患者、小手术后无术后疲劳综合征患者患者血清、尿液中的标志物，考察标志物在临床患者中的代谢规律，进而明确标志物的临床应用性；

（4）动物水平的刺五加总苷干与验证及作用机理的研究：

观看刺五加总苷干与后多个指标的转变，对前述研究结果进行验证；

应用代谢谱的整体分析和靶标代谢物聚焦分析研究刺五加总苷对术后疲劳综合征大鼠血清和尿液代谢模式转变，揭露药物对代谢网络的调控作用，说明刺五加总苷的作用机理。

研究目标

1．阐释70%大鼠肝部份切除与70％小肠切除－吻合术成立的大鼠术后疲劳综合征的代谢特点，明确其代谢共性特点，成立术后疲劳综合征的代谢调控网络；

2.遴选术后疲劳综合征关键代谢物，通过临床患者验证，确信术后疲劳综合征标志物；

3.从代谢网络调控水平阐释刺五加总苷干与术后疲劳综合征的机理

拟解决的关键科学问题

1.稳固靠得住的动物模型成立和评估是研究第一要解决的问题。

2.从代谢水平阐释术后疲劳的发病机制及中药抗术后疲劳综合征的代谢物转变是本研究的重点。

3.术后疲劳综合征评估关键代谢物的遴选是本研究的难点。

技术线路

实验方案

可行性分析

（1）立项依据充分，研究方式可行

（2）前期工作基础充分

（3）项目组具有很强的研究力量

（4）具有较好的硬件条件

（5）有良好的合作关系

本项目的特色与创新的地方

术后疲劳综合征是现代康复医学研究与防治的重点问题，而术后疲劳综合征量化、客观的评估指标一直是困扰该领域的瓶颈，本研究在既往工作基础上采纳新的研究思路与技术，第一次采纳“代谢指纹谱－潜在标志物发觉－靶标代谢物的定量研究”完整的代谢组学研究模式从两种动物实验到临床患者水平，对术后疲劳综合征生物学基础及评估生物志进行挑选、识别，可望在术后疲劳综合征的评估指标的成立、术后疲劳综合征病理机制的说明上取得冲破性进展。

同时，从代谢网络调控水平，对刺五加总苷抗术后疲劳综合征的作用机制进行探讨，能够为中药疗效评判及机理研究提供良好的思路。

年度研究打算

（1）~：

动物实验，采纳70%大鼠肝部份切除与70％小肠切除－吻合术成立大鼠术后疲劳综合征模型，采纳液相色谱－质谱（LC-MS）技术对各组大鼠的血清和尿液代谢物进行代谢谱数据搜集，

（2）~：

数据处置及机制分析，利用代谢组学数据分析软件对代谢谱进行分析，挑选鉴定术后疲劳综合征相关的代谢物，阐释术后疲劳综合征的调控网络，利用代谢富集分析，遴选术后疲劳综合征关键生物标志物，并从代谢网络调控水平，阐释刺五加总皂的干与术后疲劳综合征的机制；

（3）~：

临床研究，采纳高效液相色谱（HPLC）方式在血中和尿液中检测挑选出的关键标志物，结合临床相关指标分析，进一步确认挑选、识别术后疲劳综合征评估指标；

利用最后2-3个月时刻进行项目总结、整理研究资料并撰写结题报告。

预期研究功效

（1）从代谢物网络调控水平，阐释术后疲劳综合征生物学基础及其调控网络；

（2）挑选出术后疲劳综合征灵敏、特异客观的评估指标，并阐释其在术后疲劳综合征形成的机制和作用；

（3）阐释刺五加苷干与术后疲劳综合征的作用机理及其调控网络；

（4）在国内核心期刊和国外相关杂志发表研究论文3-4篇，其中SCI收录论文2篇以上。

（二）研究基础与工作条件

1．工作基础

申请者采纳70%大鼠肝部份切除大鼠POFS动物模型，利用UPLC-Q-TOFMS代谢组学方式，对POFS大鼠血清的代谢物轮廓进行了系统的表征，并从标志物提示方面对刺五加总苷防治POFS的作用机制进行了初步的探讨，要紧研究结果如下：

部份研究结果：

1.假手术组典型的血清UHPLC-Q-TOFMS总离子流图

图1.假手术组典型的血清UHPLC-Q-TOFMS总离子流图

2.70%肝切除组与假手术组血清朝谢物数据集的PLS-DA分析的得分图、载荷图和S-plot图，发觉假手组与模型组明显分离，进一步应用载荷图挑选了生物标志物，

图2.70%肝切除组与假手术组血清朝谢物数据集的PLS-DA分析的得分图（A）、载荷图（B）和S-plot图（C）

3.基于标示物的PLS-DA分析得分图，发觉给予刺五加后70%肝切除组更接近于30%肝切除组，说明刺五加有明显抗术后疲劳综合征的作用，并验证了标示物的正确性

图3.基于标示物的PLS-DA分析得分图