利用UPHLC、FT-MIR和FT-IR结合网络药理学方法，探讨不同产地龙胆草（Gentiana rigescens Franch.）的药效差异及其品质评价

《Talanta》：Exploring efficacy differences and quality evaluation of Gentiana rigescens Franch. from different Jiuzhi methods using UPHLC, FT-MIR, and FT-IR combined with network pharmacology

　　

韩明宇|沈涛|王远中

云南省农业科学院药用植物研究所，昆明，650200，中国

摘要

中药的加工（炮制）对其功效有着深远的影响。酒炙（Jiuzhi）可以改变Gentiana rigescens Franch.（GRF）的药理特性，但很少有研究探讨不同酒制品对这些特性的影响。本研究获得了11个酒炙样品。采用傅里叶变换近红外光谱（FT-NIR）和傅里叶变换红外光谱（FT-MIR）以及高效液相色谱（HPLC）技术来获取相关信息，研究不同酒炙方法如何影响GRF的化学成分。通过网络药理学分析预测加工样品之间的药理差异。此外，还利用分子对接技术预测化学成分与预测蛋白质受体之间的结合构象。部分最小二乘判别分析（PLS-DA）和随机森林（RF）模型被用来区分不同酒炙方法处理的GRF。部分最小二乘回归（PLSR）、RF和长短期记忆（LSTM）算法用于预测GRF中七种化学成分的含量。结果表明，不同的酒炙方法会改变各种化学成分的含量。所有对接分子的结合能均低于?5 kcal/mol。PLS-DA被证明是区分加工样品的最佳模型，在训练和测试数据集中的准确率均超过90%。在七种成分中，基于LSTM的Isovitexin预测模型表现最佳，在校准和预测数据集中的R²值均大于0.9。本研究建立了一种工作流程，利用基于FTIR的化学计量分析和网络药理学快速筛选中药的质量标志物并预测其药理机制。

引言

中药在数千年的治疗历史中发挥了不可磨灭的作用，是中国最宝贵的财富之一[1]。加工（炮制）是释放草药功效的关键步骤，也是改变其特性的关键阶段。关于草药加工技术的记录，包括修剪、水处理、火处理和水火结合处理，记载在《黄帝内经》、《神农本草经》和《雷公炮制论》中[2]。其中，烘烤是火处理的重要组成部分。这涉及将草药彻底浸泡在液体辅料中，然后放入锅中不断搅拌直至完全干燥。整个过程使液体辅料充分附着在药材上，从而改变其特性，增强治疗效果或降低毒性。常用的液体辅料包括酒、醋、姜汁和盐水。根据中医理论，根据不同药材的功效和特定的治疗需求选择适当的液体辅料进行加工，以提高疗效并降低毒性[3]。例如，酒炙的川芎（Ligusticum chuanxiong hort）、当归（Angelica sinensis）和牛膝（Achyranthes bidentata Blume）可以增强其活血化瘀的功效[4]。醋处理的柴胡（Bupleurum chinense DC）可以增强其疏肝解郁的作用[5]。相反，醋处理的甘遂（Euphorbia kansui）和京大戟（Euphorbia pekinensis Rupr.）可以降低其毒性。

Gentiana rigescens Franch.（GRF）是药用草本植物龙胆（Gentiana scabra Bunge）的主要来源之一，也称为健龙胆[6]。它具有清热、燥湿、泻肝胆火的功效[7]。此外，GRF具有苦寒性质，归肝胆经。常用于清除下焦的湿热[6]。然而，对于脾胃虚弱的患者应禁用，对于阴虚和体液亏虚的患者也需谨慎使用。因此，为了减轻对脾胃虚弱患者的伤害，需要对GRF进行加工以降低其苦寒性质[8,9]。其主要苦味成分包括龙胆苦苷、木犀草酸、sweriamarin和swereroside，具有抗炎、镇静、保肝和降压等临床作用[8]。

现代GRF的主要加工方法是与酒一起蒸煮，这也是最早记载的加工方法，在《急救方剂手册》中有详细说明[10]。酒具有温热性质，可以改变GRF的苦寒性质，降低毒性和副作用，并扩大其治疗范围。然而，很少有现代研究探讨这一过程中使用的具体酒种[11]。不同酒制品（如黄酒和白酒）中的不同成分会影响GRF的化学成分。因此，本研究选择了多种酒对其进行加工，检测加工前后其化学成分的变化。

作为基于系统生物学理论的跨学科领域，网络药理学能够整合分析中药中的活性成分和靶分子[12]。这种方法构建了一个清晰的成分-靶点-通路网络，有助于进一步研究这些制剂中的多成分、多靶点和多通路作用机制。鉴于酒炙GRF的作用机制尚不明确，本研究以高效液相色谱（HPLC）检测到的化学成分为基础。结合网络药理学分析，研究了不同酒炙GRF样品之间的潜在疗效和差异。此外，红外光谱作为一种快速且环保的检测技术，常用于评估中药的质量。本研究首次将网络药理学和光谱技术结合用于酒炙GRF的质量评估。它不仅分析了不同加工方法导致的成分差异，还通过光谱技术捕捉样品变化，间接阐明了不同酒炙过程产生的药理差异。进一步利用分子对接技术验证了不同化学成分之间的药理差异。此外，还使用了机器学习技术建立含量预测模型，并筛选出具有良好预测性能的化学成分作为酒炙GRF的质量标志物。这为酒炙GRF的质量评估提供了新的框架，并为其他中药的质量评估提供了参考。

章节片段

样品采集和预处理

本研究购买了多种发酵米酒，包括陈年白塔酒、三年陈酿的陈酿酒、荞麦酒、糯米酒、米酒、大麦酒、玉米酒和高粱酒。这些酒的酒精含量（% vol）和来源见表1。2025年6月在云南临沧采集了同一批次的GRF样品。采集的GRF样品经过清洗和切片，确保切片大小一致。为了制备酒炙GRF，

PPI网络

通过数据库搜索（TCMSP和SWISSE）共鉴定出7种成分，得到201个靶蛋白。将置信阈值设为0.7后，得到一个包含196个节点、402条边和平均度为4.1的PPI网络。PPI网络的详细示意图见图1A。较大的圆圈和较深的颜色表示节点出现频率较高，表明它们在网络中的关键作用。使用Cytosccape软件识别了关键靶基因

讨论

基于网络药理学分析，不同的化学成分表现出不同的治疗潜力。例如，GRF可以治疗骨骼退行性疾病和肠壁囊性气体积聚，而IS可以治疗结肠炎和扩张型心肌病。此外，GD对脐炎也有效。不同的加工方法会影响GRF中化学成分的含量变化，进一步表明特定的酒制品可以有选择地增强

结论

基于网络药理学分析，不同的化学成分表现出不同的治疗潜力。例如，SW可以治疗骨骼退行性疾病和肠壁囊性气体积聚，而IS可以治疗结肠炎和扩张型心肌病。此外，GD对脐炎也有效。不同的加工方法会影响GRF中化学成分的含量变化。用CW加工可以增加草药中IS的含量。

CRediT作者贡献声明

韩明宇：方法学、软件、可视化、初稿撰写、审稿与编辑。沈涛：概念化、数据管理、资金获取、项目管理、监督。王远中：数据管理、正式分析、资源获取、监督、验证、审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（资助编号：32360094）和云南省重大科技专项计划（资助编号：202301BA070001-100）的支持。