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(zhǎng)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(dòng)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(duì)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(duì)關(guān)系，是系統(tǒng)生物學(xué)的組成部分。其研究對(duì)象大都是相對(duì)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(gè)重要分支。到目前為止，已知植物大約有30 萬種。植物獨(dú)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(dòng)調(diào)控的末端，蘊(yùn)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(duì)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(duì)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(duì)植物體影響的研究和作物營(yíng)養(yǎng)成分及質(zhì)量評(píng)價(jià)這4 個(gè)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(duì)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(duì)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(gè)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(shí)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(gè)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(gè)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(diǎn)。在對(duì)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(duì)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(duì)當(dāng)歸的研究中對(duì)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(gè)，如咖啡酸、香草醛和阿魏酸等。Rios-Estepa等[8]借助動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)，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(shí)，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(huì)有所波動(dòng)[10]。在研究病原真菌對(duì)植物脅迫的影響時(shí)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(shí)，過氧化物酶的活性增強(qiáng)，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(duì)植物的生態(tài)代謝組學(xué)的研究還僅僅停留在實(shí)驗(yàn)室層面，在具體的現(xiàn)實(shí)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(shí)，其操作性不強(qiáng)[12]。

1.4 作物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及質(zhì)量評(píng)價(jià)

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(yíng)養(yǎng)成分及安全性評(píng)價(jià)關(guān)乎人們的身體健康，它們的重要性不可忽視。Sun等[13]對(duì)芥藍(lán)中的芥子油含量進(jìn)行了生長(zhǎng)全程的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)在芽苗菜時(shí)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(zhēng)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(huì)為促進(jìn)其日后的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[15]。但是代謝組學(xué)作為一個(gè)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(jì)量學(xué)等學(xué)科，對(duì)學(xué)科的綜合性要求較高。在其發(fā)展過程中必定會(huì)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(cè)靈敏度、儀器精密度和實(shí)驗(yàn)耗費(fèi)時(shí)間過長(zhǎng)等方面，都無法滿足日益增長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)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(huì)逐漸得到解決。我們依然對(duì)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(huì)逐步體現(xiàn)出代謝組學(xué)獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，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(huì)有新的突破，主要表現(xiàn)在以下的幾個(gè)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(gè)過程的揭秘提供了可能，尤其是對(duì)非模式的藥用植物（人參、紅豆杉和長(zhǎng)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(zhǎng)環(huán)境以及炮制等因素對(duì)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(zhǎng)栽培分布廣，有效成分復(fù)雜。本文對(duì)植物代謝組學(xué)在淫羊藿藥材栽培生長(zhǎng)、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(zhǎng)中的應(yīng)用

藥材的栽培方法對(duì)其品質(zhì)優(yōu)劣有著直接的影響，淫羊藿生長(zhǎng)過程代謝物輪廓的檢測(cè)分析，對(duì)于確定淫羊藿的合理采收時(shí)間和適宜生長(zhǎng)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(gè)生長(zhǎng)階段對(duì)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(zhǎng)成熟而增加。Pan 等[19]研究了光照強(qiáng)度對(duì)淫羊藿藥材的影響，在54.6～90.9mol m-1s-1的光照強(qiáng)度下，淫羊藿總黃酮成分含量較高，且部分主要成分含量對(duì)光照的反應(yīng)表現(xiàn)出差異。李小明等[20]對(duì)不同光照強(qiáng)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(shí)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(qiáng)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(guó)多地均有種植，但是海拔的高低對(duì)其生長(zhǎng)也有一定的影響。秦偉瀚等[21]通過UPLC-MS/MS法對(duì)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?jiān)骑L(fēng)等[22]通過水培法對(duì)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(shí)，效果最好。周濤等[23]對(duì)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(zhǎng)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(qiáng)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(duì)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(bǔ)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(duì)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(píng)價(jià)。對(duì)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(diǎn)。Jian 等[26]測(cè)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(duì)藥用成分造成損害。Zhao[27]研究了干燥工藝對(duì)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(duì)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(shí)驗(yàn)表明活性的變化趨勢(shì)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(duì)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(gè)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(gè)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(guó)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(píng)價(jià)成為難題。利用代謝組學(xué)的方法，對(duì)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(duì)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(jì)量學(xué)方法鑒定多批次淫羊藿的化學(xué)標(biāo)志物，實(shí)驗(yàn)對(duì)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(gè)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(gè)標(biāo)記。許婷等[30]對(duì)淫羊藿的葉片、莖和葉柄3 個(gè)部位進(jìn)行了代謝組學(xué)分析，結(jié)果顯示這3個(gè)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(duì)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(shí)驗(yàn)方法的成功為以后對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)定量和統(tǒng)計(jì)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(gè)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(shí)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(duì)18個(gè)峰進(jìn)行分析，將19 批淫羊藿藥材聚成3 類，同時(shí)對(duì)5 種生物活性成分進(jìn)行了定量測(cè)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(píng)價(jià)。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(gè)共同的峰，其中只有6 個(gè)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(píng)價(jià)。牛曉靜等[35]針對(duì)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(píng)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(gè)。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(qiáng)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(guó)藥物與化學(xué)異物代謝學(xué)術(shù)會(huì)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(duì)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(duì)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(gè)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(duì)這些代謝紊亂具有時(shí)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(duì)腎陽虛證調(diào)節(jié)作用，結(jié)果表明，炙淫羊藿對(duì)腎陽虛證的干預(yù)效果最強(qiáng)，為其溫腎助陽作用作出了體層面的解釋。

淫羊藿具有“強(qiáng)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(diǎn)，并結(jié)合多元數(shù)據(jù)分析，闡明淫羊藿對(duì)其治療作用。淫羊藿對(duì)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(hào)通路。淫羊藿使去勢(shì)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(hào)等，淫羊藿可以通過多靶點(diǎn)多通路對(duì)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(duì)血清中的代謝物進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示有199 個(gè)基因與年齡相關(guān)性極大，淫羊藿苷可以對(duì)部分基因的表達(dá)實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，從而使人呈現(xiàn)年輕化。沈琮[44]在對(duì)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(shí)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(duì)疲勞緩解有作用，池愛平等[45]對(duì)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(duì)大鼠尿液進(jìn)行GC-MS 檢測(cè)，對(duì)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(gè)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(duì)淫羊藿的研究將會(huì)登上新的臺(tái)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(shí)，數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)也日益成熟，對(duì)于復(fù)雜代謝物的分析能力也逐漸增強(qiáng)，尤其是在中藥的分析中。由于中藥成分十分復(fù)雜，對(duì)疾病的治療難以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一精準(zhǔn)治療，因此，對(duì)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(shí)，可以更好地實(shí)現(xiàn)代謝組學(xué)對(duì)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(duì)其進(jìn)行分離分析較為困難，因此尋找強(qiáng)大的分析檢測(cè)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(cè)技術(shù)趨于完善，不同的分析手段對(duì)于不同的代謝物也有了更大的檢測(cè)能力，同時(shí)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(yàn)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(duì)淫羊藿生長(zhǎng)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(qiáng)度、海拔和水培法等角度進(jìn)行的代謝物差異的對(duì)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(gè)，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(diǎn)，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(huì)極大地推動(dòng)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(duì)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(zhǎng)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(shí)也面臨著多種挑戰(zhàn)，這些瓶頸和挑戰(zhàn)激勵(lì)著植物代謝組學(xué)研究者去探索解決方法。