马钱子致大鼠体内毒性的研究——“装袋”算法和16S rRNA基因测序技术在毒理学研究中的应用

目的中药马钱子(Strychnos nux-vomica L.,SN)在临床上具有消肿止痛的功效,然而,由于含有生物碱类成分,马钱子具有一定毒性。人们对马钱子毒性所引起的大鼠内源性代谢变化及其对肠道微生物群代谢失调的潜在影响知之甚少,因此,马钱子的毒理学研究对其安全性评价具有重要意义。本研究将代谢组学和16S rRNA基因测序技术相结合来探索马钱子的致毒机制。方法通过急性、蓄积性和亚急性毒性试验,分别确定马钱子的中毒剂量、毒性强度和毒性靶器官。超高效液相色谱-质谱联用技术用于分析大鼠灌胃马钱子后的血清、肝脏和肾脏样本。利用基于装袋算法的决策树和K最近邻(K nearest neighbor,KNN)模型对组学数据进行分类。从大鼠粪便中提取样本后,使用高通量测序平台对细菌的16s rRNA V3-V4区域进行分析。结果装袋算法提高了样本分类的准确率。共鉴定出12个生物标志物,这些生物标志物的代谢失调可能是马钱子致体内毒性的原因。拟杆菌、粪厌氧棒菌、颤螺菌、双茎体菌等与肾肝功能的生理指标密切相关,这表明马钱子引起的肝肾损害可能与这些肠道细菌的代谢紊乱有关。结论本文揭示了马钱子的体内致毒机制,为马钱子临床上的安全合理使用提供了科学依据。

BP神经网络算法结合超高效液相色谱-质谱联用技术研究红花治疗慢性酒精性肝损伤的作用机制

临床上,红花对慢性酒精性肝损伤(chronic alcoholic liver injury,CALI)有很好的疗效,但治疗机制不甚明确。因此,阐明红花治疗CALI的分子作用机制对药物的进一步开发及应用具有重要意义。以雄性Wistar大鼠为研究对象,模型组大鼠以8 mL/kg酒精连续灌胃28天,建立CALI模型;给药组大鼠分别以高(4.290 3 g/kg)、中(1.430 1 g/kg)、低(0.476 7 g/kg)剂量灌胃红花提取物。采用大鼠血清代谢组学分析方法结合超高效液相色谱-质谱技术鉴定与CALI相关的潜在生物标志物,并研究红花对这些生物标志物的调控机制。利用MATLAB软件建立BP神经网络模型处理组学数据的分类问题。从苏木精和伊红(H&E)染色实验发现,高剂量红花提取物减轻了肝细胞的损伤程度;与模型组相比,高剂量红花组中的丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)的表达水平降低,表明高剂量红花提取物具有肝保护作用。BP神经网络模型的分类准确率为95.8%,分类效果良好。通过火山图分析共鉴定出20种与CALI相关的生物标志物,红花可以对这些生物标志物产生回调效果。研究表明,红花可能通过对甘油三酯、脂肪酸、磷脂、胆汁酸、氨基酸、维生素E代谢的调控作用而对CALI产生治疗效果。本研究可为红花的推广和临床应用提供了理论基础。

基于代谢组学方法的红花治疗急性酒精性肝损伤的作用机制研究

红花在临床上对急性酒精性肝损伤(Acute Alcoholic Liver Injury,AALI)有很好的疗效,但治疗机制不甚明确。因此,阐明红花治疗AALI的分子作用机制对药物的进一步开发及应用具有十分重要的意义。实验以雄性Wistar大鼠为研究对象,模型组大鼠灌胃8 mL/kg的酒精以建立AALI模型,给药组大鼠以4.29 g/kg/天的剂量灌胃红花提取物。利用大鼠血清代谢组学分析方法鉴定与AALI相关的潜在生物标志物,并研究红花对这些生物标志物的调控机制。从苏木精和伊红(H&E)染色实验发现,灌胃后红花提取物减轻了肝细胞的损伤程度;与模型组相比,红花组中的丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)的表达水平降低,表明红花提取物具有肝保护作用。通过分析火山图,共鉴定出30种与AALI相关的生物标志物。在这些生物标志物中,红花可以对21个标志物产生回调效果。研究发现,红花可能通过对脂肪酸、磷脂、胆汁酸、氨基酸、核苷酸代谢的调控作用从而对AALI产生治疗效果。本文为红花的推广和临床应用提供了理论基础。

基于组学方法的蒺藜炮制前后药效成分变化分析

通过蒺藜炮制前后化学成分含量的变化,探讨蒺藜的炮制机理。将超高液相色谱-质谱联用技术(UHPLC-MS)与主成分分析(PCA)相结合,对蒺藜炮制前后主要药效成分变化情况进行了分析。在PCA模型中,净蒺藜与炒蒺藜组可明显区分;通过火山图筛选出8种2组间的化学标记物,其中,青地霉酸(terrestric acid)、吉托皂苷元(Gitogenin)的含量有所下降,而替告皂苷元(tigogenin)、丁二酸(succinic acid)、异鼠李素(isorhamnetin)、苜蓿素(tricin)、地索苷(trillin)、酵母甾醇(zymostrol)的含量增加。蒺藜炮制后这些化学成分含量的升高可能是治疗肝炎、炎症、心血管疾病疗效增强的原因。该研究为蒺藜的炮制机制的解析及其临床应用提供了实验依据。

基于成果导向的分析化学课程改革与探索

针对近年来《分析化学》课程教学中存在的问题,立足传统与现代教学方法相结合的基本思想,以学习成果为导向,通过课前对教学内容进行筛选优化,授课时将信息技术与传统教学手段融合将线上与线下教学相结合,改进教学方法进行问题引导课堂翻转,建立合理的考核评价体系增加素质能力考核的比重,同时在教学中融入思政元素等多方面的改革措施,激发学生学习的主观能动性,提高学生的道德素养和创新能力。

丹参多酚酸盐改善扩张性心肌病心肌功能的作用机制

将代谢组学与分子生物学方法相结合,研究了丹参多酚酸盐治疗扩张性心肌病的作用机制.采用主成分分析(PCA)法,分析了健康组、模型组及丹参多酚酸盐给药组大鼠血清代谢轮廓,采用正交校正的偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)法寻找潜在的生物标记物,共鉴定得到磷酯酰丝氨酸[16∶0/18∶1(9Z)]、溶血磷脂(16∶0)、溶血磷脂[20∶4(5Z,8Z,11Z,14Z)]、溶血磷脂[22∶6(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)]、胆固醇硫酸酯、胆汁酸、γ-亚麻酸、二十二碳五烯酸和9'-羧基-γ-生育酚9种潜在的生物标记物.其中,γ-亚麻酸、二十二碳五烯酸和9'-羧基-γ-生育酚的含量在模型组中下降,经丹参多酚酸盐治疗后含量上升.通过Western bloting法和酶联免疫吸附法证实丹参多酚酸盐通过影响体内与γ-亚麻酸和9'-羧基-γ-生育酚相关的超氧化物岐化酶(SOD)、丙二醛(MDA)及其下游Bcl-2和Bax蛋白分子表达量,从而减少氧化应激所致的心肌细胞凋亡数量,达到治疗阿霉素所致扩张型心肌病的目的.

电喷雾质谱半定量方法研究制川乌配伍后的大鼠肠内菌生物转化

利用电喷雾多级串联质谱法研究了中药药对共煎液中双酯型、单酯型及脂型生物碱的生物转化过程,建立了乌头类生物碱生物转化前后的质谱半定量方法,分析了大鼠肠内菌群作用下制川乌分别与浙贝母、法半夏和白蔹配伍后共煎液的生物转化过程中乌头类生物碱的含量变化.结果表明,在配伍后的共煎液中,浙贝母可增加双酯型生物碱含量,法半夏可降低双酯型生物碱含量,而白蔹对双酯型生物碱含量影响不大;大鼠肠内菌群能够进一步降低双酯型生物碱的毒性并增加脂型生物碱的含量.本文通过分析中药药对中乌头类生物碱含量的改变说明了中药配伍及生物转化机理.

中成药六味地黄丸对急性肾损伤保护作用的研究

利用代谢组学方法研究了六味地黄丸治疗庆大霉素诱导的急性肾损伤的作用机制,并将超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)技术与主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)相结合来研究正常组、模型组、给药组间生物标记物的变化情况。在PCA与OPLS-DA模型中,正常组、模型组、给药组均可明显区分。共鉴定出17个正常组与模型组间的生物标记物,包括多种磷脂酰胆碱、鞘氨醇、植物鞘氨醇、鞘磷脂(d18∶0/16∶1(9z))、花生四烯酸。与正常组相比,鞘氨醇、植物鞘氨醇、鞘磷脂(d18∶0/16∶1(9z))、花生四烯酸的含量升高,而给药组中这4种化合物的含量下降,因此六味地黄丸可能通过调节这4种生物标记物的含量从而达到治疗庆大霉素诱导的急性肾损伤的目的。该研究为临床上六味地黄丸治疗肾损伤提供了理论依据。

月腺大戟中二萜类化学成分的大气压化学电离-串联质谱研究

利用大气压化学电离源多级串联质谱(APCI/MSn)方法对月腺大戟中的松香烷型二萜类成分,以及苯乙酮类成分进行了分析鉴定。根据串联质谱数据,共鉴定出7个化合物,分别为岩大戟内酯B、对映体-11α-羟基松香烷-8(14),13(15)-二烯-16,12α-内酯、岩大戟内酯A、月腺大戟甲素、月腺大戟乙素、狼毒乙素、3,3′-二乙酰基-4,4′-二甲氧基-2,2′,6,6′-四羟基二苯甲烷,并获得了相应化合物的结构信息。该方法可简便、快速鉴定月腺大戟有效成分。

着眼于大学毕业生就业的“色谱分析”教学改革探讨

"色谱分析"作为一门实用性很强的工具学科,是高等院校化学专业的基础课。针对此课程教学中存在的学生实际操作能力差、学生本科毕业后的能力不能满足用人单位实际需要等问题,可以对课程的教材、实验等方面进行改革,进一步提高教学质量和教学效果。

浅谈高校“仪器分析”及其实验课程教学改革

"仪器分析"及其实验是高等学校化学专业的一门基础课程,具有很强的实用性。课程的开设不仅能够培养学生的实践动手能力及创新意识,还能够帮助学生与未来的工作岗位做到"无缝对接"。鉴于目前教学中存在的诸多问题,本文在课程的教材、理论课教学内容、实验课教学内容等多方面提出了改革意见,为今后"仪器分析"及其实验课程教学的进一步开展提供借鉴。

16-O-去甲基乌头碱的生物转化及电喷雾质谱研究

采用乌头碱和人肠内细菌体外温孵的方法,探讨乌头碱在肠内的生物转化规律.乌头类生物碱在ESI正离子模式条件下形成质子化分子[M+H]+,利用离子阱电喷雾串联质谱和傅立叶离子回旋共振电喷雾串联质谱方法可以直接分析乌头碱的转化产物.本文首次报道了乌头碱在人肠内菌群环境中产生16-O-去甲基乌头碱,16-O-去甲基乌头碱可进一步被肠内细菌转化,通过脱乙酰基、脱苯甲酰基、脱甲基、脱羟基以及酯化反应,产生新型的单酯型、双酯型和20余种脂类生物碱等转化产物.

不同炮制方法对蒙药塔日奴化学成分及其抗氧化作用的影响

目的:通过研究蒙药塔日奴及其不同炮制品的化学成分及抗氧化作用,探讨不同炮制方法对蒙药塔日奴化学成分及抗氧化作用的影响。方法:用HPLC法分析塔日奴及炮制品中两种指标成分,从中探讨不同炮制法对塔日奴化学成分含量的影响;采用LC-MSn技术分析考察塔日奴炮制前后的主要化学成分变化;用水提乙醇沉淀法提取塔日奴及其炮制品,得到系列提取物,分别测试其清除羟自由基活性、清除亚硝酸根作用能力以及清除超氧阴离子自由基作用能力。结果:用不同炮制法炮制塔日奴之后,塔日奴炮制品中指标成分含量发生变化,用LC-MSn技术对炮制前后指标成分结构分析结果表明,塔日奴炮制方法不会导致指标成分的分子结构的改变。塔日奴及其炮制品提取物羟自由基抗氧化作用强弱顺序:塔日奴>酸奶炮制品>白酒炮制品>诃子汤炮制品>牛奶炮制品>米醋炮制品;亚硝酸根抗氧化作用强弱顺序:牛奶炮制品>诃子汤炮制品>米醋炮制品>塔日奴>白酒炮制品>酸奶炮制品;超氧自由基抗氧化作用强弱顺序:酸奶炮制品>诃子汤炮制品>牛奶炮制品>塔日奴>米醋炮制品>白酒炮制品。结论:不同炮制法对蒙药塔日奴化学成分的含量有一定影响,炮制过程中指标成分分子结构未发生改变;不同炮制法对塔日奴提取物抗氧化作用具有一定的影响。实验结果对阐明蒙药塔日奴的炮制原理及临床用药提供了实验依据。

HPLC-DAD法同时测定蒙药森登-4汤散中7种抗风湿活性成分的含量

目的:建立同时测定蒙药森登-4汤散中7种抗风湿活性成分儿茶素、栀子苷、二氢杨梅素、花旗松素、芦丁、杨梅素和槲皮素含量的方法。方法:采用高效液相色谱-二极管阵列检测法(HPLC-DAD)。色谱柱为Sil Green C_(18),流动相为乙腈-0.1%磷酸溶液(梯度洗脱),流速为1 mL/min,检测波长为238 nm,柱温为30℃,进样量为10μL。结果:儿茶素、栀子苷、二氢杨梅素、花旗松素、芦丁、杨梅素和槲皮素检测质量浓度的线性范围分别为8.590～2 290、10.56～3 901、13.00～3 958、8.815～564.2、4.030～257.8、8.130～750.5、7.075～454.2μg/mL(r≥0.999 1);检测限分别为0.429 5、0.264 0、0.325 0、0.220 4、0.201 5、0.203 2、0.176 9μg/mL,定量限分别为1.030、1.321、1.302、1.397、1.637、0.813 0、0.707 5μg/mL;精密度、稳定性(48 h)、重复性试验的RSD均小于2.0%(n=6);平均加样回收率分别为96.24%～99.28%,RSD分别为1.03%～1.63%(n=6)。结论:该方法简便、准确、重复性良好,可用于同时测定蒙药森登-4汤散中儿茶素、栀子苷、二氢杨梅素、花旗松素、芦丁、杨梅素和槲皮素的含量。

萝卜过氧化物酶基因Rsprx1对其抗氧化能力的影响

为探讨萝卜过氧化物酶RSPRX1与其抗氧化能力的关系,采用RNAi技术干扰心里美萝卜(Raphanus sativus)过氧化物酶基因rsprx1的表达,并测定萝卜中过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、过氧化氢和可溶性蛋白含量等生理生化指标。结果显示:RNAi可抑制萝卜rsprx1的表达,浸染后18d,过氧化物酶比活力降低幅度最大,较空载体组降低13%。浸染后21d,可溶性蛋白含量降低幅度最大,较空载体组降低14%,此时过氧化氢酶比活力和过氧化氢含量增加最明显,分别较空载体组增加82%和8%。由此,萝卜过氧化物酶基因rsprx1影响其他一些抗氧化物质的合成与代谢,从而影响萝卜的抗氧化能力。

RNAi抑制萝卜过氧化物酶基因的效果受光照影响

农杆菌介导的RNAi技术已广泛应用于研究植物基因的功能.本实验应用小块萝卜肉质根体外培养,探讨光照对干扰萝卜过氧化物酶基因Rsprx1表达的影响.结果表明,干扰萝卜过氧化物酶基因Rsprx1表达后,抑制组中过氧化物酶活性显著低于对照组,光照减弱RNAi的抑制作用;抑制作用始于浸染后4 h,过氧化物酶活性减低时,花青素含量增加,但光照增加花青素含量;HPLC结果显示,与对照组比,抑制组中花青素苷种类和含量有较大差异;花青素合成相关基因(Rs CHS、Rs DFR和Rs LDOX)的mRNA水平在处理后明显上调.此外,过氧化氢酶活性和H2O2含量相应升高.由此表明,光照可影响农杆菌介导的RNAi效果,干扰萝卜过氧化物酶基因Rsprx1表达可以通过影响花青素合成相关基因的表达和过氧化氢含量,从而影响花青素代谢.

外源赤霉素对心里美萝卜幼苗花青素的影响

花青素是植物体内广泛存在的一类天然色素,具有重要的生理功能。花青素合成途径可受多种因素调控,其中植物生长激素赤霉素(gibberellic acid,GA)对其的调控作用报道较少。本文用不同浓度的赤霉素处理心里美萝卜幼苗,以探讨它对花青素含量的影响。结果表明,外源GA_3处理显著增加了萝卜幼苗的下胚轴长度,并提高了下胚轴中α-淀粉酶活性;显著降低下胚轴中花青素的含量。1μmol/L GA_3处理效果较好;处理后第3 d和第5 d,花青素合成的关键酶查尔酮合酶、查尔酮异构酶和花青素还原酶编码基因的表达水平均低于对照组。同时,外源GA_3显著诱导过氧化物酶活性的升高。上述结果表明,外源赤霉素可能通过下调花青素合成基因的表达,提高过氧化物酶活性和促进下胚轴伸长生长降低花青素的水平。

柴胡皂苷诱导人卵巢癌SKOV_3细胞凋亡的作用机制

目的探讨柴胡皂苷对卵巢癌SKOV_3细胞增殖、自噬及凋亡的影响。方法将SKOV_3细胞分为对照组(正常培养SKOV_3细胞)、低剂量组(SKOV_3细胞+10μmol/L柴胡皂苷)和高剂量组(SKOV_3细胞+20μmol/L柴胡皂苷)进行培养。采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测各组细胞24、48、72 h细胞增殖情况;采用流式细胞仪检测各组细胞凋亡情况;采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测各组细胞中Bcl-2、Bax和Caspase-3表达情况;采用Western blot技术检测各组细胞LC3-Ⅰ、LC3-Ⅱ及Beclin-l表达情况。结果与对照组比较,低剂量组和高剂量组可抑制SKOV_3细胞生长并促进凋亡(P<0.05);柴胡皂苷干预治疗SKOV_3细胞后,细胞中Bax/Bcl-2比值升高,Caspase-3表达增多(P<0.05);柴胡皂苷可使SKOV_3细胞中LC3-Ⅰ/LC3-Ⅱ比值降低,Beclin-l表达升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论柴胡皂苷可通过增强卵巢癌细胞自噬强度,导致细胞凋亡,从而达到抑制人卵巢癌SKOV_3细胞生长的作用。

柴胡皂苷D对胃癌SGC-7901细胞生长、迁移抑制作用和Norrin、Livin的影响

目的探讨柴胡皂苷D对胃癌SGC-7901细胞生长、迁移抑制作用和Norrin、Livin水平的变化。方法实验分为对照组(正常培养SGC-7901细胞)、低剂量组(SGC-7901细胞+5μmol/L柴胡皂苷D)、中剂量组(SGC-7901细胞+10μmol/L柴胡皂苷D)和高剂量组(SGC-7901细胞+20μmol/L柴胡皂苷D)。采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测各组细胞24、48、72h细胞增殖情况;采用TUNEL法检测各组细胞凋亡情况;采用Transwell检测各组细胞迁移能力;采用real-time PCR对各组细胞中Norrin及Livin的表达进行检测;采用Western blot检测各组细胞Norrin、Livin、CDC25A、cyclin A2、p21和cyclin D1表达。结果与对照组比较,低剂量组对SGC-7901细胞生长、凋亡和Norrin、Livin、p21及cyclin D1的表达未产生明显影响(P>0.05),但可减低SGC-7901细胞CDC25A、cyclin A2表达(P<0.05);中、高剂量组SGC-7901细胞生长抑制作用明显,荧光TUNEL显示凋亡率高于对照组(P<0.05),Norrin及Livin mRNA表达减少(P<0.05),CDC25A及cyclin A2表达具有抑制作用(P<0.05),且具有剂量依赖性,对p21及cyclin D1无明显影响(P>0.05)。结论柴胡皂苷D可能通过Norrin、Livin的表达、干扰肿瘤细胞生长周期、介导肿瘤细胞凋亡等作用,抑制人胃癌SGC-7901细胞生长、迁移能力。

四苯乙烯-苯并咪唑荧光探针的合成及对Fe^(3+)的检测

将四苯乙烯甲醛和邻苯二胺缩合制得四苯乙烯-苯并咪唑衍生物TPE-BZ,考察了TPE-BZ的聚集诱导发光(AIE)性质及其对离子的选择性,进行了探针抗干扰实验,并研究了Fe^(3+)对探针TPE-BZ荧光滴定的影响。实验结果表明,TPE-BZ在固态时具有较强的蓝色荧光发射,在含水量为80%(φ)的溶液中发射蓝绿色荧光,具有明显的AIE特性;TPE-BZ溶液可与多种金属离子作用产生荧光光谱变化,可设计成荧光淬灭型探针用于选择性地检测水体中的Fe^(3+),在474 nm处的荧光强度与Fe^(3+)的加入量呈现较好的线性关系,相关系数达0.985,可定量检测试样中Fe^(3+)的含量。