UPLC-Q-TOF-MS/MSによる長康方剤の化学物質・代謝物プロファイリングと潜在的活性成分の同定

Deciphering chemical and metabolite profiling of Chang-Kang-Fang by UPLC-Q-TOF-MS/MS and its potential active components identification.

抄録

中国伝統医学（TCM）の処方である長康方（CKF）処方は、過敏性腸症候群（IBS）の治療に広く使用されてきた。しかし、その潜在的な物質的根拠や根本的なメカニズムは、いまだ解明されていない。そこで本研究では、超高速液体クロマトグラフィー-四重極飛行時間型質量分析計（UPLC-Q/TOF-MS）とネットワーク薬理学を組み合わせた統合的アプローチを採用し、CKFの植物化学成分と代謝産物を系統的に特徴付けるとともに、その基礎となるメカニズムを解明した。この包括的な分析により、CKFの配合成分から合計150の成分が同定され、あるいは暫定的に同定された。特に、CicadaePeriostracum由来の6つのN-アセチルドパミンオリゴマーとCuscutae Semen由来の8つの樹脂配糖体が、CKFの中で初めて同定された。一方、血漿、尿、糞便、脳、腸内容物から149種の異種生物（58種のプロトタイプと91種の代謝物）が検出され、樹脂配糖体の生体内代謝経路が初めて精緻化された。さらに、ネットワーク薬理学および分子ドッキング解析により、アルカロイド、フラボノイド、クロモン、モノテルペン、N-アセチルドパミン二量体、p-ヒドロキシ桂皮酸、Cus-3/異性体がIBS治療におけるCKFの有益な効果の原因である可能性、CASP8、MARK14、PIK3C、PIK3R1、TLR4、TNFが潜在的な標的である可能性が明らかになった。これらの発見は、IBS治療におけるCKF処方の潜在的な物質的基盤の包括的理解を提供し、その基礎となるメカニズムを明らかにするものであり、医療分野におけるCKFの広範な応用を促進するものである。

Chang-Kang-Fang (CKF) formula, a Traditional Chinese Medicine (TCM) prescription, has been widely used for the treatment of irritable bowel syndrome (IBS). However, its potential material basis and underlying mechanism remain elusive. Therefore, this study employed an integrated approach that combined ultra-performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry (UPLC-Q/TOF-MS) with network pharmacology to systematically characterize the phytochemical components and metabolites of CKF, as well as elucidating its underlying mechanism. Through this comprehensive analysis, a total of 150 components were identified or tentatively characterized within the CKF formula. Notably, six N-acetyldopamine oligomers from CicadaePeriostracum and eight resin glycosides from Cuscutae Semen were characterized in this formula for the first time. Meanwhile, 149 xenobiotics (58 prototypes and 91 metabolites) were detected in plasma, urine, feces, brain, and intestinal contents, and the in vivo metabolic pathways of resin glycosides were elaborated for the first time. Furthermore, network pharmacology and molecular docking analyses revealed that alkaloids, flavonoids, chromones, monoterpenes, N-acetyldopamine dimers, p-hydroxycinnamic acid, and Cus-3/isomer might be responsible for the beneficial effects of CKF in treating IBS, and CASP8, MARK14, PIK3C, PIK3R1, TLR4, and TNF may be its potential targets. These discoveries offer a comprehensive understanding of the potential material basis and clarify the underlying mechanism of the CKF formula in treating IBS, facilitating the broader application of CKF in the field of medicine.