1.课题来源与背景本项目为国家自然科学基金青年基金项目。2.研究目的与意义绝经后骨质疏松症(postmenopausalosteoporosis,PMOP)指绝经后女性由于卵巢功能衰退雌激素水平下降,从而导致骨吸收大于骨形成,出现低骨量和骨组织的显微结构退行性变,骨脆性和骨折易感性增加的一种全身代谢性疾病。经过多年的努力,PMOP的研究取得重要进展,但病理机制尚不十分清楚,治疗效果尚不理想,且缺乏中医辨证和疗效评价的客观指标。所以,亟需寻找新的突破口和新的方法来进行研究。代谢组学采用的系统研究方法在本质上与中医系统理论相一致,其从代谢网络的终端代谢产物来反映生物机体的功能,以了解各种干预因素对生物机体产生的代谢变化,可以识别“证”相关的特征性代谢物,以揭示“证”的本质。目前,中医学对PMOP的病机认识核心从“肾虚”逐渐转为“正虚邪侵”。本课题组针对“邪侵”展开了研究,前期研究表明,痰湿、瘀血、气滞为绝经后女性骨质疏松症的常见实性病性证素,痰湿组与非痰湿组间存在差异代谢产物。本课题组提出PMOP常见的痰湿、瘀血、气滞三种实性病性证素间存在差异代谢产物的科学假说。本项目以PMOP患者为研究对象,对PMOP从证素辨证、激素特征分析、差异代谢产物筛选等角度展开深入的研究。将以血清代谢组分为切入点,采用处于科学研究前沿的核磁共振氢谱(HNMR)技术的代谢组学方法,结合证素辨证方法检测PMOP肾虚对照组、肾虚+痰湿组、肾虚+瘀血组、肾虚+气滞组患者血清的内源性小分子代谢物,应用代谢组学动态的、多参数应答的技术与方法,得到引起组间差异的代谢物,分析其差异代谢产物与痰湿、瘀血、气滞三种实性病性证素的关系,以深入了解PMOP的生物学特征,进一步探讨PMOP的发病机理,并为痰湿、瘀血、气滞证素的生物学本质研究提供依据。3.主要论点与论据本课题结果显示PMOP的肾虚组与肾虚气滞组,肾虚组与肾虚痰湿组,肾虚气滞组与肾虚血瘀组,肾虚气滞组与肾虚痰湿组,肾虚血瘀组与肾虚与痰湿组五组之间的血清代谢成份存在明显的差异。PMOP肾虚组与正常对照组主要的差异代谢物为:乙醇胺、甲酸盐、次黄嘌呤、异亮氨酸、丙二酸盐、酪氨酸、缬氨酸、α-葡萄糖、β-葡萄糖,差异具有统计学意义(P<0.05)。PMOP肾虚组与痰湿体质对照组主要的差异代谢物为1-甲基组氨酸、丙酮、乙醇胺、甲酸盐、谷氨酸盐、次黄嘌呤、异丁酸、异亮氨酸、乳酸盐、低密度脂蛋白、亮氨酸、赖氨酸、丙二酸盐、甲硫酸盐、二甲基甘氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸,差异具有统计学意义(P<0.05)。PMOP肾虚气滞组与正常对照组主要的差异代谢物为:肌酸、乙醇胺、甲酸盐、谷氨酰胺、异丁酸、异亮氨酸、乳酸盐、低密度脂蛋白、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸,差异具有统计学意义(P<0.05)。PMOP肾虚气滞组与痰湿体制对照组主要的差异代谢物为:1-甲基组氨酸、乙醇胺、甲酸盐、次黄嘌呤、异丁酸、异亮氨酸、乳酸盐、低密度脂蛋白、亮氨酸、赖氨酸、丙二酸盐、二甲基甘氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸,差异具有统计学意义(P<0.05)。PMOP肾虚血瘀组与正常对照组主要的差异代谢物为:乙醇胺、甲酸盐、异丁酸、异亮氨酸、低密度脂蛋白、亮氨酸、丙二酸盐、酪氨酸、缬氨酸,差异具有统计学意义(P<0.05)。PMOP肾虚痰湿组与肾虚气滞组相比,主要的成正相关的差异代谢物为3-羟基丁酸、丙氨酸、柠檬酸、甲酸盐、蛋氨酸、苏氨酸,异丁酸成负相关,差异有统计学意义(P<0.05)。PMOP肾虚痰湿组与肾虚血瘀组相比,主要的差异代谢物为醋酸、乙醇胺、甲酸盐、异丁酸、异亮氨酸、低密度脂蛋白、亮氨酸、丙二酸酯、苯丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸、α-葡萄糖,差异有统计学意义(P<0.05)。通过对PMOP实性证素进行H-NMR的代谢组学研究,血清样本的谱图上有很多不同的尖锐谱峰,并且通过PCA、PLS-DA、OPLS-DA的分析,可知肾虚组与肾虚气滞组,肾虚血瘀组与肾虚气滞组,肾虚痰湿组与肾虚组,肾虚痰湿组与肾虚气滞组,肾虚痰湿组与肾虚血瘀组之间存在明显的差异代谢物,而肾虚组与肾虚血瘀组的差异代谢物并不明显。研究结果表明肾虚组的能量代谢较慢,PMOP肾虚患者会影响能量代谢、脂代谢的进程。PMOP肾虚气滞患者由于气机的阻滞使循环系统受到影响;肾虚气滞组PMOP患者对于痰湿体质对照而言在人体代谢以及人体消炎镇痛方面存在影响;肾虚血瘀组细胞外免疫力下降。4.创新点(1)首次应用HNMR代谢组学技术进行PMOP诊断模型研究,丰富中医诊断学“病证结合”研究内容。(2)在PMOP的研究中,突破“肾虚”的传统研究要点,重视对痰湿、瘀血、气滞等实性病性证素的多方位、多层次研究。(3)将证素辨证与HNMR代谢组学方法综合运用,开辟了中医诊断学新的研究领域。