目的:本研究通过分析北柴胡提取后的成分组成、分别探究北柴胡的主要功效抗抑郁作用和抗炎作用的药效物质基础和关键靶点。分析北柴胡抗抑郁作用和抗炎作用功效之间的共享靶点。筛选药材成分-药效相关联的药效成分群并建立北柴胡等级评价模型。为今后完善北柴胡质量评价及各种中成药剂型研究提供基础。方法:1 采用 Plackett-Burman(PB)和 Central Composite Design(CCD)方法优化北柴胡的超高效液相色谱仪(Ultra Performance Liquid Chromatography,UPLC)测定的色谱条件,利用超高效液相色谱质谱联用技术(UPLC/Q-TOF-MS)测定北柴胡样品,通过参考文献、成分数据库、离子碎片等信息表征北柴胡的化学成分。2利用UPLC/Q-TOF-MS的成分表征结果、中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP,Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform)、中医药百科全书数据库(ETCM,encyclopedia of traditional chinese medicine)等对北柴胡成分整合,并收集北柴胡成分相关靶点selleck合成和抑郁症、炎症的疾病靶点。通过韦恩(venny)平台分别得到北柴胡抗抑郁、抗炎的成分-疾病交集靶点;采用String平台生成蛋白间相互作用(Protein-protein interactions,PPI)的交集靶点互作网络。通过Cytoscape软件分别构建“药材成分-疾病-靶点”互作网络,分析北柴胡发挥抗抑郁作用和抗炎作用的关键靶点;采用R语言的ClusterProfiler包分别对北柴胡抗抑郁、抗炎交集靶点的GO和KEGG通路富集分析,预测北柴胡发挥抗抑郁、抗炎的信号通路。3为验证网络药理学技术预测的关键靶点,首先,采用慢性不可预见性温和应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)的造模方法建立了肝郁气滞型的抑郁大鼠模型。采用腹腔注射脂多糖(LPS)建立炎症大鼠模型。利用偏最小二乘模型(partial least squares,PLS)拟合分析抑郁大鼠、炎症大鼠的模型组与空白对照组间差异代谢物,定量检测北柴胡干预后具有治疗作用的关键代谢物的变化;采用Metaboanalyst 5.0平台中的Joint-Pathway Analysis模块将差异代谢物与成分-疾病的交集靶点关联性分析,定位北柴胡发挥抗抑郁作用、抗炎作用较为显著的通路;采用液质联用技术,定量检测各组中具有治疗作用的关键代谢物的含量,确定北柴胡对富集通路上关键代谢物水平的调节作用。并采用酶联免疫吸附剂测定试剂盒(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA确认细节)、蛋白质印迹(Western Blot,WB)和实时荧光定量技术(Real-time Quantitative polymerase chain reaction,RT-PCR)对北柴胡抗抑郁作用、抗炎作用相关性较为显著的关键靶点进行验证。4为筛选北柴胡抗抑郁、抗炎的药效成分群,本研究基于主要成分与靶点的关联,采用ELISA建立不同产地北柴胡的体外关键靶点蛋白活性检测方法。基于北柴胡显著的抗炎效果,故采用LPS诱导RAW264.7巨噬细胞产生炎症,通过检测不同产地北柴胡干预后炎症因子IL-6、TNF-α、IL-1β浓度的变化,评价不同产地北柴胡的抗炎效果。将体外关键靶点蛋白活性、抗炎效果与不同产地北柴胡间共有成分通过PLS分析,选定变量投影重要性(Variable importance in projection,VIP)大于 1、OB ≥30%或 DL≥0.18且采用Simca-p软件关联性与药效相关性良好的化合物作为潜在的药效成分群。基于UPLC-MS/MS的方法学,对北柴胡药效成分群定量测定,通过二分类Logistic回归将药效成分群含量与生物活性关联分析,建立北柴胡等级评价模型。结果:1采用液质联用技术分析了北柴胡的化学成分,共鉴定得到37个北柴胡成分,其中五环三萜类16个,黄酮类11个,其他类10个。2通过网络药理学预测结果显示,北柴胡成分-抑郁症的交集靶点39个,预测北柴胡发挥抗抑郁作用的信号通路为环磷腺苷(cAMP,cyclic adenylic acid)通路、多巴胺及血清素能突触等。北柴胡成分-炎症的交集靶点149个,相关性较为显著的信号通路为NF-κB信号通路、肿瘤坏死因子α、白介素-17和PI3K-Akt等。3根据抑郁大鼠模型的体重变化、行为学评价、血清生化及ELISA测定结果综合分析,显示抑郁模型建立成功;根据代谢组学数据处理结果,正负离子模式下共筛选到405个差异代谢物;Joint-Pathway Analysis富集结果显示多巴胺能突触、cAMP等可能为北柴胡发挥抗抑郁作用的主要通路;采用液质联用技术对关键代谢物进行定量检测,结果显示与模型组相比,给药干预后,各组间的5-羟色胺(5-Hydroxytryptamine,5-HT)与其具有显著性差异;通过ELISA、WB及RT-PCR技术对网络药理学预测的关键靶点进行分析,与模型组相比较,经北柴胡给药干预后,发现其可显著调节CUMS引起的大鼠脑内蛋白激酶环磷酸腺苷(cAMP)激活的催化亚基α(PRKACA)、环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(CREB)的表达水平。通过定量的差异代谢物与验证的靶点综合分析,北柴胡抗抑郁可能通过调节cAMP信号通路。通过血液细胞分析仪定量检测炎症细胞以及ELISA测定的炎症因子,表明炎症模型建立成功。根据代谢组学数据处理结果,正负离子模式下共筛选到38个差异代谢物;Joint-Pathway Analysis富集结果显示肿瘤坏死因子信号通路、白介素17信号通路、PI3K-Akt信号通路及NF-κB信号通路与北柴胡抗炎作用的相关性较为显著;通过ELISA、WB及RT-PCR实验对北柴胡抗炎较为显著通路上的关键靶点分析,与模型组相比,发现北柴胡可通过调控关键靶点CREB、NF-κB、TNF-α的表达水平而发挥抗炎效果。4采用LPS诱导RAW264.7巨噬细胞产生炎症,根据NO测定结果分析,北柴胡40微克时具有显著抑制细胞产生NO的作用,进一步证明北柴胡具有抗炎作用,测定的各产地北柴胡抗炎效果较高的为S8。通过ELISA检测不同产地北柴胡对CREB活性影响较高的为S23,对PRKACA活性影响较高的为S16,对NF-κB活性影响较高的为S5,对TNF-α活性影响较高的为S21。将不同产地北柴胡抗炎效果、关键靶点蛋白活性结合北柴胡成分的数据导入Simca-p 14.1软件中进行PLS分析,最终筛选的北柴胡药效成分为:柴胡皂苷a、柴胡皂苷d、芦丁、槲皮素。通medical specialist过二分类Logistic建立了北柴胡等级评价模型,将28个产地北柴胡等级分为优、良、中、差四个等级。结论:本研究发现北柴胡提取物具有良好的抗抑郁作用和抗炎作用,结合网络药理学预测结果、代谢组学及WB、ELISA、RT-PCR分析结果,北柴胡可通过上调cAMP-PKA-CREB中PRKACA、CREB的表达,发挥抗抑郁作用;通过调节CREB、NF-κB和TNF-α等发挥抗炎作用,两种疾病中北柴胡干预的共享靶点为CREB,北柴胡可能通过作用于CREB及上下级联靶点发挥抗抑郁、抗炎的作用。通过对北柴胡主要药效抗抑郁作用和抗炎作用的综合分析,初步筛选到药效成分群,并建立了北柴胡优劣的等级评价模型。为北柴胡药材的质量标准完善及其中成药剂型研究奠定基础。