基于广泛靶向代谢组学解析不同树龄及栽培条件的野酿2号腺枝毛葡萄类黄酮差异

【目的】基于广泛靶向代谢组学分析不同树龄及栽培条件的野酿2号腺枝毛葡萄类黄酮差异代谢物情况,为提升葡萄及葡萄酒品质提供理论参考依据。【方法】以不同树龄及栽培条件(地域和架式)的野酿2号腺枝毛葡萄为试材,测定粒重、pH、可溶性固形物、可滴定酸含量及亮度值(L^(*))、红—绿色度值(a^(*))、黄—蓝色度值(b^(*)),并利用超高效液相色谱—串联质谱仪对其成熟期葡萄果实进行广泛靶向代谢组学分析。【结果】不同树龄及栽培条件的野酿2号腺枝毛葡萄理化指标之间存在不同程度的差异,栽培地域对葡萄果实理化指标影响较大,栽种于相思湖葡萄示范基地的果实成熟度更好,但果粒较小、果皮颜色较浅;栽培架式及树龄对葡萄果实的粒重影响较小,对糖酸含量影响较大;同一地域采用篱架栽培的葡萄果实较棚架栽培成熟度更好,且树龄越大,果实成熟度越好。从不同树龄及栽培条件的成熟期葡萄果实中共鉴定出11类789种代谢物,其中黄酮类最多,为187种。12个样品中共存在271个差异代谢物,共聚为7个类群,黄酮类化合物在各亚类中占比最高,特别是第Ⅱ类群,占比高达59%,其次是第Ⅰ类群,占比为49%。利用差异代谢物能明确区分来自不同地域、架式和树龄的葡萄果实样品,其中地域样品间的差异最大,且黄酮类化合物是造成差异的最主要化合物。明阳双季葡萄示范基地栽培较相思湖葡萄示范基地栽培更利于杨梅素、槲皮素、表儿茶素及甲基花翠素等类黄酮化合物的积累,5年树龄较8年树龄更有利于促进山柰酚、儿茶素和花青素的积累,而棚架栽培较篱架栽培更利于黄烷-3-醇、花青素双糖苷和花葵素双糖苷的积累。可溶性固形物含量与黄酮醇中的槲皮素和杨梅素含量呈显著负相关,L^(*)和a^(*)均与杨梅素呈显著负相关。【结论】不同树龄及栽培条件的野酿2号腺枝毛葡萄果实类黄酮代谢物含量存在差异,其中地域影响最明显。

广泛靶向代谢组学分析不同采收期紫黑香米和普通大米成分差异

采用超高效液相色谱-串联质谱联用广泛靶向代谢组学对广西地区产的紫黑香米和普通大米进行分析,主要分析紫黑香米与普通大米代谢物种类及含量差异,并阐述显著差异代谢途径。样品中共鉴定出667个代谢物,包含脂质、类黄酮、酚酸、生物碱及有机酸等几大类;通过主成分分析、聚类分析及整体代谢物剖析发现,紫黑香米与普通大米相比,成熟样品组间存在的278种差异代谢物中上调的有239种,提前20d采收组存在的267种差异代谢物中上调的有235种;不同时期的紫黑香米成分相似,说明提前采收的紫黑香米兼具食用粥软糯口感及完整营养结构。京都基因与基因组百科全书分析发现与普通大米相比,在紫黑香米中显著上调的鼠李素-3-O-葡萄糖苷、橙皮素-7-O-葡萄糖苷、高圣草酚、圣草酚、橙皮素、儿茶素、槲皮素、柚皮素查耳酮等化合物参与到黄酮和黄酮醇的生物合成途径,调节黄酮、黄酮醇类物质含量,提升紫黑香米营养品质及抗氧化功效。

基于广泛靶向代谢组学揭示鹅肥肝形成过程中代谢物动态变化规律

为探究鹅肥肝形成过程中代谢物组成及动态变化规律,利用广泛靶向代谢组学技术分析3个填饲阶段的鹅肝脏代谢谱。选取同批次体况相近的70日龄朗德鹅,分别在填饲前期(7 d)、填饲中期(16 d)、填饲后期(25d)随机选取3只鹅屠宰,采集肝大叶肝尖组织样,用于广泛靶向代谢组学分析。结果表明:1)3个填饲阶段的鹅肝脏共检出氨基酸类、有机酸类、核苷酸类、脂类等19类,共1153个代谢物。2)通过主成分分析发现,3个填饲阶段鹅肝脏代谢谱存在明显差异,填饲前期与中期、中期与后期分别鉴定出142、92个差异代谢物,这些代谢物以氨基酸及其衍生物、有机酸及其衍生物为主。3)通过代谢通路分析发现,鹅肥肝形成过程中发生显著变化的通路主要涉及脂肪酸生物合成、VB6代谢、亚油酸代谢、赖氨酸降解、精氨酸生物合成、花生四烯酸代谢、氨基酸的生物合成等。4)本研究发现,在鹅肥肝形成过程中差异代谢物大多涉及脂肪酸合成,转运相关的代谢物含量表现出持续增加的趋势。本研究揭示了填饲不同阶段鹅肝脏代谢图谱的变化规律,不仅丰富了家禽肝脏代谢的理论知识,还将为优质鹅肥肝的精准营养调控和高效生产提供理论依据。

基于广泛靶向代谢组学的半遮阴处理腺枝葡萄果实差异代谢物解析

本试验采用腺枝葡萄‘桂黑珍珠4号’(Vitis adenoclona Hand.-Mass,Guiheizhenzhu No.4)为试材,在果实开始转色至完全成熟期采用果穗半遮阴处理,测定相关理化指标,并利用广泛靶向代谢组学技术分析成熟果实代谢物的差异。结果表明,与不遮阴相比,半遮阴处理的果实粒质量下降5.49%,可溶性固形物含量提升1.65%,可滴定酸含量降低5.09%,同时加深了果实的颜色。广泛靶向代谢组分析结果表明,两处理果实中共鉴定出11类、789种代谢物,其中差异代谢物有76种,包括下调表达60种、上调表达16种,而半遮阴处理使全部糖类、大部分有机酸和花色苷类物质含量有所增加。因此果穗半遮阴处理可改善果实的酿酒品质,提升腺枝葡萄的加工潜力。

基于广泛靶向代谢组学的不同干燥方式丹参成分差异分析

为研究丹参不同干燥方式的代谢物差异及代谢机制,对新鲜丹参样品进行阴干、晒干、微波干燥、50℃烘干和70℃烘干等不同干燥处理,基于广泛靶向代谢组学方法,采用UPLC-MS/MS技术对丹参的代谢物进行系统分析。研究获得637种代谢物,不同干燥处理间总差异代谢物数量在142~237个,含量下调的代谢物在43~147个,含量上调的代谢物在50~118个,表明不同干燥方法间代谢物差异非常显著。对差异代谢物含量动态分布进行分析,筛选出了各组间含量变化最大的20个代谢物,利用KEGG数据库对其进行注释和通路富信分析,结果显示这些代谢物归属于代谢通路、次生代谢物合成、黄酮-黄酮醇合成等途径,这与丹参有效成分物质合成密切相关。从丹参中常见的几种水溶性成分(主要为酚酸类物质)含量变化情况看,阴干、晒干法和50℃烘干法丹酚酸含量高于微波干燥法;70℃烘干法丹酚酸含量高于晒干法;阴干、晒干和50℃烘干3种方法在丹酚酸含量方面无显著差异。

福州单瓣茉莉和双瓣茉莉不同器官的广泛靶向代谢组学分析

以福州单瓣茉莉和双瓣茉莉的花器官和叶片作为材料,采用超高效液相色谱-串联质谱技术并结合多元统计分析方法,测定并比较2种茉莉花及其器官的代谢物。结果表明:福州单瓣茉莉和双瓣茉莉的花器官和叶片中共鉴定出935种代谢物,包括氨基酸及其衍生物、酚酸类、核苷酸及其衍生物、黄酮类、木脂素和香豆素、鞣质、生物碱、萜类、有机酸、脂质、糖及醇类、维生素等13类。福州单瓣茉莉与双瓣茉莉的花器官和叶片中分别筛选出348种和337种差异代谢物,主要差异代谢物均以酚酸类、黄酮类、脂质、糖及醇类为主。双瓣茉莉的叶片含有丰富的黄酮类化合物,且黄酮和黄酮醇的生物合成旺盛使其积累更多的烟花苷、木犀草苷、槲皮苷、异槲皮苷、芦丁、紫云英苷、阿福豆苷等具有生物活性和药理活性的物质。福州单瓣茉莉的花器官和叶片中的特有代谢物以脂质类为主,双瓣茉莉的花器官和叶片中特有代谢物种类丰富且均多于福州单瓣茉莉。本研究从品种到器官的层面得到2种茉莉花代谢特征及其主要活性物质,对开发茉莉花资源具有一定指导意义。

基于广泛靶向代谢组学结合高效液相色谱法分析‘紫娟’和‘迎霜’茶树花代谢物差异

为探究茶树品种‘紫娟’和‘迎霜’茶树花之间的风味差异,基于超高效液相色谱-串联质谱法的广泛靶向代谢组学技术,检测2个品种茶树花轻发酵样品中非挥发性代谢物的丰度,并对其进行筛选和鉴定;参照茶叶感官审评方法评价2个样品茶树花各项审评因子,采用高效液相色谱法和比色法检测儿茶素类、黄酮类等滋味成分含量。结果表明:‘紫娟’茶树花滋味甘和较鲜、略苦微涩,‘迎霜’茶树花滋味甘和、微苦略涩。2个品种间有酚酸类(56种)、黄酮类(46种)、脂质(26种)、鞣质(19种)、氨基酸及其衍生物(17种)等219种显著差异代谢物。进一步对其代谢通路进行注释分析发现,氨基酸类物质相关代谢途径以及黄酮和黄酮醇代谢途径是‘紫娟’和‘迎霜’茶树花之间的主要差异代谢途径。此外,‘紫娟’和‘迎霜’茶树花中黄酮类总量、花青素总量、儿茶素类和部分生物碱含量差异显著(P<0.05),可溶性糖含量差异不显著。上述结果初步说明了黄酮类化合物使茶树花的滋味具有一定苦涩度,相较于‘迎霜’,‘紫娟’茶树花中部分氨基酸及其衍生物含量上调是其茶汤滋味较鲜的主要原因。

松花粉干预卵巢早衰大鼠肝脏的广泛靶向代谢组学分析

卵巢早衰是妇科领域的常见病,中医认为卵巢早衰与肝肾的正常与否息息相关,通过药食两用物质对肝脏代谢的调理是治疗卵巢早衰的一种重要手段。该研究基于超高效液相色谱-三重四极杆质谱(UHPLC-MS/MS)建立的广泛靶向代谢组学技术,探讨破壁松花粉对环磷酰胺诱导的卵巢早衰模型大鼠肝脏代谢的影响,旨在通过测定对照组、模型组、雌激素阳性对照组及施以不同剂量的松花粉干预组的SD大鼠肝脏组织中代谢物的含量变化,结合主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等多元统计方法揭示松花粉干预卵巢早衰大鼠肝脏代谢的作用机制。通过正、负离子模式共检测出687种肝脏代谢物,PCA与OPLS-DA显示环磷酰胺诱导的模型组能够与对照组、阳性对照组、松花粉干预组等组别之间的代谢物较好的分离。通过单变量分析中的t检验(p<0.05)、变异倍数(FC>2或<0.5)与多变量分析中变量投影重要性(VIP值)>1相结合对差异代谢物进行筛选。与对照组相比,模型组SD大鼠肝脏中的32个生物标志物含量显著升高,28个生物标志物含量显著降低,主要涉及α-亚麻酸代谢、维生素B6代谢、嘌呤代谢、赖氨酸降解和糖酵解/糖异生途径;松花粉的干预可以使代谢物回调,以雌激素组为参考,松花粉的有效干预主要涉及维生素B6的代谢途径。研究表明,花粉提取物可以调节伴随卵巢早衰的肝脏代谢紊乱,促进代谢向正常水平回归。

基于广泛靶向代谢组学技术分析陈化7至11年广陈皮化学成分的差异

目的:研究不同陈化年限广陈皮化学成分的差异,为广陈皮的陈化机制提供一定的理论基础和科学依据。方法:采用UPLC-MS/MS广泛靶向代谢组学技术对3种陈化年限(7Y、9Y、11Y)广陈皮的化学成分进行检测和分析;使用PCA和OPLS-DA统计分析方法鉴定差异代谢物。结果:共鉴定出27类778个化合物,主要为黄酮类(121个)和萜类(90个)等成分,根据变量投影重要度(VIP)值大于1且P-value小于0.05,筛选出121个差异代谢物,其中陈化11Y组与陈化9Y组比较发现22类65个差异代谢物,陈化11Y组与陈化7Y组比较发现20类62个差异代谢物,陈化9Y组与陈化7Y组比较发现14类32个差异代谢物,陈化7~11年广陈皮差异代谢物的数量和种类趋于增多。陈化年限不同的广陈皮代谢物有较大差异。随着陈化时间的增加,陈化时间对黄酮类、萜类、氨基酸及其衍生物影响较大。与差异代谢物相关性最高的关键通路有:单萜类生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、氨基酸及其衍生物参与的代谢通路(丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢)。结论:采用广泛靶向代谢组学技术可以高效地对广陈皮化学成分进行组分鉴别和分析,为广陈皮陈化机制研究奠定了重要的技术基础。

基于广泛靶向代谢组学的‘品丽珠’葡萄转色中果皮差异代谢物分析

以‘品丽珠’葡萄转色前约4周(S1)、转色前约1周(S2)、转色前期(S3)果皮为试材,通过广泛靶向代谢组学分析葡萄果皮代谢物组分及变化。结果表明,S1果皮的代谢组成分有394种,S2果皮的代谢组成分有401种,S3果皮的代谢组成分有397种,3个取样期果皮中共检测出29类416种代谢物,其中373种为三者共有;转色过程中3个比较组果皮差异代谢物分别为32个(S1 vs S2)、195个(S1 vs S3)和186个(S2 vs S3),其中共有差异代谢物20个。通过KEGG富集分析显示,S1 vs S2差异代谢物主要涉及类黄酮的生物合成、次生代谢物的生物合成、二苯乙烯、二芳基庚酸类和姜酚合成、半胱氨酸和蛋氨酸代谢和异黄酮的生物合成等通路;S1 vs S3差异代谢物主要涉及代谢途径、次生代谢物、花青素和氨基酸的生物合成等通路;S2 vs S3差异代谢物主要涉及代谢途径、异黄酮、花青素和氨基酸的生物合成等通路。

基于广泛靶向代谢组学技术和网络药理学方法探讨五味沙棘散治疗慢性阻塞性肺病的作用机制

目的:运用广泛靶向代谢组学技术、网络药理学方法和分子对接技术探讨五味沙棘散治疗慢性阻塞性肺病的活性成分及潜在的作用机制,为后续开展实验研究提供生物信息学基础。方法:采用广泛靶向代谢组学技术鉴定五味沙棘散的化学成分。通过SEA数据库预测五味沙棘散活性成分的潜在靶点;通过GeneCards数据库、Drugbank数据库等数据库筛选五味沙棘散治疗慢性阻塞性肺病的核心靶标,利用DAVID数据库对潜在靶点进行基因本体(GO)分析和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,应用Cytoscape 3.8.2软件构建“成分-交集靶点-关键通路-疾病”网络,并通过Discovery Studio 2019软件对五味沙棘散的关键活性成分与作用靶点进行分子对接验证。结果:采用广泛靶向代谢组学鉴定了472种化学成分。其中,有18个成分与慢性阻塞性肺病密切相关,分别为Benzyl acetate、1-Naphthylacetic acid、Ferulic acid、Moschamine、Ethyl trans-p-methoxycinnamate、1,3-Diphenyl-2-propen-1-one、Methyl cinnamate、Acetovanillone、3-Indolebutyric acid、Benzocaine、Nicotinic acid、Herniarin、2-Phenylacetamide、Benzoylagmatine、Methoxyindoleacetic acid、Zingerone、3-Hydroxy-4-methoxycinnamic acid、6-Hydroxymelatonin。共筛选得到CYP1B1、ABCG2、CYP1A1等29个核心靶点。五味沙棘散干预慢性阻塞性肺病可能与Chemical carcinogenesis-receptor activation、Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450、Chemical carcinogenesis-DNA adducts、Drug metabolism-cytochrome P450、Retinol metabolism等多条通路有关。结论:五味沙棘散可能通过Benzyl acetate、1-Naphthylacetic acid、Ferulic acid等代谢成分作用于CYP1B1、ABCG2、CYP1A1等靶点,通过作用于Chemical carcinogenesis-receptor activation、Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450等信号通路发挥对慢性阻塞性肺病的治疗作用。

基于广泛靶向代谢组学的火炭母和硬毛火炭母次生代谢产物差异性分析

目的:采用UPLC-MS技术对火炭母及硬毛火炭母进行次生代谢产物比较,结合多元统计分析方法鉴定不同基原火炭母的差异性成分,并进行差异代谢物KEGG通路富集分析。方法:应用UPLC-MS技术对火炭母及硬毛火炭母成分进行检测鉴定,得到差异性代谢产物,并进行PCA分析、聚类热图分析、OPLS-DA分析,最后进行差异代谢物KEGG通路富集分析。结果:火炭母及硬毛火炭母共鉴定出20类359种次生代谢产物,差异代谢产物7类共63种,其中差异较大的是酚酸类、黄酮类成分,分别占比为8.36%和3.90%。硬毛火炭母与火炭母比较,有43种成分上调,20种成分下调。差异代谢产物以Stilbenoid,diarylheptanoid and gingerol biosynthesis(00945)、Dioxin degradation(00621)、Anthocyanin biosynthesis(00942)、Flavonoid biosynthesis(00941)等4条通路富集显著,主要为酚酸类及黄酮类成分的代谢通路。结论:火炭母和硬毛火炭母化学成分差异较大,临床上将二者共同作为火炭母药材入药欠妥,需要更多科学验证。该检测方法稳定可靠,可为二者有效成分的测定方法,为二者有效成分的代谢通路提供研究方向。

基于广泛靶向代谢组学的武穴野生山药及其零余子代谢物差异分析

为揭示武穴野生山药及其零余子中代谢物的种类与相对含量差异,利用LC-MS/MS广泛靶向代谢组学的方法对采集自湖北省武穴市野生山药的山药肉、山药皮和零余子中代谢物成分进行检测,并结合多元统计分析和单变量统计分析筛选零余子与山药肉间、山药皮与山药肉间的差异代谢物。结果表明:武穴野生山药及其零余子中共检测到385种代谢物;在零余子与山药肉间共筛选到70种差异代谢物,其中,43种代谢物在零余子中相对含量较高,27种代谢物在山药肉中相对含量较高。在山药皮与山药肉间共筛选出81种差异代谢物,其中,46种代谢物在山药皮中相对含量较高,35种代谢物在山药肉中相对含量较高。武穴野生山药的山药肉中富含缬氨酸、甲硫氨酸、丙氨酸等多种氨基酸,零余子中富含异柚葡糖苷、C-hexosyl-chrysoeriol 5-O-hexoside、扁蓄苷等18种黄酮类代谢物,山药皮中则富含反式玉米素-O-葡糖苷核苷、乙酰左旋肉碱、维生素B_(2)、C-hexosyl-chrysoeriol 7-O-hexoside、槲皮素-3-甲基醚等代谢物。综上,武穴野生山药的块茎及其零余子中含有丰富的代谢物,可根据代谢物种类、功能与用途合理开发应用。

西藏青稞抗白粉病的广泛靶向代谢组研究

代谢物是生物体表型的基础,尤其次生代谢物的研究能帮助更直观有效地了解生物学过程及其机理。基于对代谢物的定性定量分析,代谢组学可以用于代谢途径或代谢网络的解析。本研究基于广泛靶向代谢组技术的代谢分析,定性定量多种西藏青稞叶片中的代谢产物,为揭示青稞抗白粉病的代谢机理提供理论支撑。本研究选取36个西藏青稞抗白病样品,分为18组进行代谢研究,每组样品为2个生物学重复。采⽤UPLC-MS/MS检测平台、迈维代谢生物科技有限公司的数据库以及多元统计分析相结合的手段研究样品间代谢组。本实验共检测到751个代谢产物,已确定出30种类型的代谢物,数量最多的五种代谢物类型依次分别为黄酮(163个)、黄酮碳糖苷(77个)、有机酸及其衍生物(65个)、氨基酸衍生物(55个)、核苷酸及衍生物(55个)。抗白粉青稞叶片中黄酮含量远高于其它代谢物,黄酮碳糖苷含量次之。这些发现有助于提高我们对青稞抗白粉病在代谢层面的认知,将为西藏青稞抗白粉病品种的开发提供新思路。

基于广泛靶向代谢组学研究甘草不同年限差异代谢物

目的:通过对不同栽培年限甘草中的代谢成分进行定性定量分析,寻找其差异代谢物,探究甘草体内代谢物的累积规律。方法:采用Agilent SB-C_(18)(100 mm×2.1 mm, 1.8μm)色谱柱,以0.1%甲酸水溶液为流动相A,0.1%甲酸乙腈溶液为流动相B,梯度洗脱,流速0.35 mL·min^(-1),柱温40℃,进样量4μL;质谱采用正负离子扫描,多反应监测模式,进行样品质谱信号采集,基于自建二级质谱数据库对不同年限甘草体内的代谢物进行定性与定量分析,结合主成分分析、正交偏最小二乘法判别分析、聚类热图分析等手段对不同年限甘草的代谢物进行多元统计分析。结果:(1)从不同年限甘草样品共检测到1 038个代谢物,其中一年生与二年生甘草间存在201个差异代谢物,125个上调,76个下调;二年生与三年生之间存在223个差异代谢物,64个上调,159个下调;一年生与三年生之间存在185个差异代谢物,59个上调,126个下调;发现一年生甘草特有代谢物4个,二年生6个,三年生1个。(2)对差异代谢物进行K-均值聚类分析,按照积累趋势不同将差异代谢物进行分类,发现大多数黄酮、酚酸、萜、木脂素及香豆素等类代谢物在二年生甘草中达到峰值,大多数生物碱、氨基酸及其衍生物等类代谢物在一年生甘草中达到峰值,一部分黄酮、酚酸等类代谢物在三年生甘草中达到峰值,提示甘草体内代谢物含量变化存在一定的规律。(3)在京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库注释得到160个差异代谢物,黄酮类、氨基酸及其衍生物、有机酸是其中占比较多的差异代谢物。不同对比组间共富集到79条差异代谢通路,其中极显著富集的差异代谢通路(P<0.01)6条,显著富集的通路(P<0.05)23条,参与上述通路的化合物在不同年限对比中的分布与富集前基本一致。结论:本研究阐明了不同生长年限甘草代谢组分间的差异,并通过差异代谢物进一步分析了可能造成差异的代谢通路,为甘草采收年限的确定及品质形成机制的研究提供一定的参考依据。

基于广泛靶向代谢组学的何首乌块根和叶片代谢物差异分析

为揭示何首乌叶片与块根中代谢物的种类与相对含量差异,提高何首乌资源的综合利用率,采用UPLC-MS/MS广泛靶向代谢组学的方法对何首乌的块根与叶片中的代谢物成分进行检测,并结合主成分分析、层次聚类分析和正交偏最小二乘法判别分析,筛选何首乌叶片与块根间的差异代谢物。结果表明,何首乌叶片和块根中共检测到15类1942种代谢物,在块根中有1861种,叶中有1901种,1820种为两者共有,数量上以酚酸、黄酮、氨基酸及衍生物和生物碱为主;从两者中共筛选得到1200个差异代谢物,占共有代谢物的65.9%,其中有813种在叶片中含量显著高于块根,387种在块根中含量显著高于叶片;黄酮类代谢物在两者中检测数量最多且差异最显著,而茋类及蒽醌类主要药效成分在块根显著富集。根据差异代谢物KEGG通路富集结果,主要在黄酮和黄酮醇生物合成通路和亚油酸代谢通路中显著富集。该研究发现何首乌中含有丰富的代谢物,叶片与块根代谢成分种类相似,但含量存在较大差异,研究结果对何首乌资源的开发与利用提供一定的理论指导。

基于广泛靶向代谢组学分析不同基原黄连根茎次生代谢物差异

为深入探究不同基原黄连的化学成分组成及其药效成分的差异,该研究采用广泛靶向代谢组学技术全面表征了黄连、云连和三角叶黄连的代谢谱,主要包括生物碱、脂质、黄酮、酚酸类等658个代谢物。主成分分析(PCA)结果表明,黄连各基原的代谢物存在明显差异,在代谢物组成上,黄连较三角叶黄连和云连的总生物碱类化合物种类更丰富。结合正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)和KEGG注释与富集分析结果,三者的差异代谢物主要在异喹啉类生物碱生物合成途径为主的次生代谢途径中显著富集。综合共有差异代谢物聚类分析,生物碱类化合物为占比最大的差异代谢物,黄连中的总生物碱含量高于云连和三角叶黄连。结合S-Plot表征到的代谢标志物,以及在与黄连药效相关的关键差异次生代谢物分析中显示黄连中表小檗碱和巴马汀的相对含量显著高于云连与三角叶黄连,可作为3种黄连间候选代谢差异标志物。该研究为黄连资源的整体评价和品种选育提供相关基础数据,为进一步开展黄连质量控制和临床精准用药提供参考依据。

基于广泛靶向代谢组学技术的勃氏甜龙竹竹叶化学成分分析

【目的】探明勃氏甜龙竹(Dendrocalamus brandisii)竹叶化学成分,准确认识勃氏甜龙竹竹叶的应用价值,为其开发和利用提供科学依据。【方法】采用Waters ACQUITY UPLC HSS T3 C18(2.1 mm×100 mm,1.8μm)液相色谱柱,在0.35 mL/min的流速下,以A相为0.04%(体积分数,下同)的乙酸水溶液、B相为0.04%的乙酸乙腈溶液进行洗脱,并选取电喷雾离子源在三重四级杆中,根据优化的去簇电压和碰撞能下扫描检测;利用武汉迈特维尔生物科技有限公司自建数据库,根据二级谱信息进行物质定性,利用三重四级杆质谱MRM对代谢物进行定量,通过对化合物特征离子色谱峰面积的积分和校正,确定各物质的相对含量。【结果】在勃氏甜龙竹竹叶中共检测到10大类407种代谢物,其中黄酮类化合物79种,占检测化合物总数的19.41%;脂质类61种,占检测化合物总数的14.99%;酚酸类55种,占检测化合物总数的13.51%;氨基酸及其衍生物55种,占检测化合物总数的13.51%;有机酸类35种,占检测化合物总数的8.60%;核苷酸及其衍生物31种,占检测化合物总数的7.62%;生物碱类28种,占检测化合物总数的6.88%;木脂素和香豆素类17种,占检测化合物总数的4.18%;萜类1种,占检测化合物总数的0.24%;其他类化合物45种,占检测化合物总数的11.06%。【结论】基于广泛靶向代谢组学技术对勃氏甜龙竹竹叶化合物类型和相对含量分析结果表明,除基本营养组成外,勃氏甜龙竹竹叶中含有多种药用价值的化合物,其中黄酮类化合物是勃氏甜龙竹竹叶中的主要活性成分之一,在人类健康和动物保健领域具有广阔的开发和应用前景。本研究为进一步开发和利用勃氏甜龙竹竹叶中的药用活性物质提供科学依据。

基于肠道菌群和广泛靶向代谢组学的山柰酚抗骨质疏松的作用机制

背景:山柰酚具有抗骨质疏松的作用,但山柰酚通过调控肠道菌群、代谢物防治骨质疏松的作用机制尚不明确。目的:基于肠道菌群和广泛靶向代谢组学探究山柰酚抗骨质疏松的可能作用机制。方法:将雌性Sprague-Dawley大鼠18只随机分为假手术组、模型组和山柰酚组,每组6只,后2组切除双侧卵巢制备骨质疏松大鼠模型。造模后8周,假手术组和模型组采用蒸馏水灌胃,山柰酚组采用40 mg/kg山柰酚灌胃,各组均连续给药12周。取大鼠粪便进行16SrDNA扩增子测序,观察肠道菌群结构的变化;采用超高效液相色谱-串联质谱技术、自主开发的数据库和多元统计分析的方法进行血清样本广泛靶向代谢组学检测。结果与结论:①连续干预12周后,16SrDNA扩增子测序结果显示,与假手术组相比,模型组肠道菌群丰度增加;与模型组相比,山柰酚组上调Latilactobacillus菌属(P=0.021)丰度,下调泛菌属(Pantoea)(P=0.034)、肠杆菌属(Enterorhabdus)(P=0.000)、Monoglobus菌属(P=0.024)、丁酸单胞菌属(Butyricimonas)(P=0.034)、Rothi属(P=0.043)、梭杆菌属(Clostridia)(P=0.004)等菌属丰度。②连续干预12周后,血清样本广泛靶向代谢组学检测结果显示,假手术组与模型组、模型组与山柰酚组之间分别鉴定出120和79种代谢物,3组间共有17种交集差异代谢物,包括乌头酸、巴比妥酸、L-高瓜氨酸、3,4,5-三甲氧基肉桂酸、L-3-苯基乳酸、环(脯氨酸-脯氨酸)、L-苯丙氨酸-L-丝氨酸、脯氨酸-异亮氨酸、L-冬胺基乙酸-L-苯丙胺基乙酸、苯丙氨酸-天冬氨酸等。大部分属于氨基酸及其代谢物、甘油磷脂类和脂肪酰类。差异代谢物涉及的KEGG通路主要富集在D-氨基酸代谢、组氨酸代谢、丙酸代谢、赖氨酸降解、脂肪酸代谢、鞘脂代谢等。③连续干预12周后,联合分析发现,肠杆菌属(Enterorhabdus)、Latilactobacillus属、Rothia属和瘤胃球菌属(Ruminococcus)等与血清差异代谢物密切相关。④山柰酚可能通过调节肠道菌群的丰度、多样性及结构,调控氨基酸及其代谢物的代谢、脂肪酸代谢等发挥抗骨质疏松的作用。

基于广靶代谢组学分析胡萝卜萜类代谢产物差异

【目的】萜类代谢物是评价胡萝卜风味品质的主要指标,对胡萝卜口感风味品质的形成具有重要作用。通过比较甜味浓烈组(-3)和苦味浓烈组(3)两组不同品种胡萝卜成熟期肉质根风味成分的代谢谱,为胡萝卜风味特征成分鉴定及优异资源的开发利用提供参考。【方法】建立高效的、具有高灵敏度和高通量的代谢组学分析平台和方法:采用UPLC-MS/MS方法对胡萝卜萜类代谢物进行分析测定,鉴定影响胡萝卜风味品质的萜类代谢物。采用OPLS-DA结果的VIP值、log2FC值筛选差异性代谢物(设置阈值:VIP>1、fold change≥2和fold change≤0.5)。【结果】利用UPLC-MS/MS技术对胡萝卜成熟期肉质根进行广泛靶向代谢组学测定,共筛选出50种显著差异的萜类代谢物,12个上调,2个下调。其中,显著上调的分别是京尼平(0.754)、粳米素B(0.936)、氧叶烯A(1.03)、乙酸香芹酯(1.04)、3-(3'-羟基丁基)-2,4,4-三甲基环己烷-2,5-二烯酮(0.662);显著下调的是脱氢地芰普内酯(0.617)。从含量来看,苦味胡萝卜中萜类代谢物含量综合较高的分别是甲黑素甲苷A(16.98)、莪术醇(17.57)、京尼平(15.32),甜味胡萝卜中萜类代谢物含量综合较高的分别是甲黑素甲苷A(17.61)、异香附醇(16.01)、莪术醇(18.73)。根据P值来看,排名前5的分别是薇甘菊内酯(0.994)、寥二醛(0.991)、甲基(E)-5,11-二羟-4-((Z)-2-甲基丁-2-烯酰氧基)-3,10-二亚甲基-2-氧代-2,3,3a,4,5,8,9,10,11,11a-十氢环癸并[b]呋喃-6-羧酸酯(0.978)、(3R)-3-羟基-紫罗兰酮(0.974)、布卢门醇A(0.969)。采用聚类分析方法对两组胡萝卜肉质根中的差异代谢物进行分析,其中,分组3中的代谢物含量要明显高于分组-3中的代谢物含量。利用KEGG进行差异代谢物注释和富集分析。【结论】萜类代谢物是影响胡萝卜风味的主要化合物,其中,京尼平、粳米素B、氧叶烯A、乙酸香芹酯、甲黑素甲苷A、莪术醇、异香附醇、脱氢地芰普内酯、薇甘菊内酯等萜类代谢物可能是影响胡萝卜风味的关键成分。