基于靶向代谢组学研究苍术麸炒前后干预脾虚大鼠氨基酸水平变化的影响

目的研究采用靶向代谢组学方法,观察苍术麸炒前后对脾虚大鼠血清氨基酸水平的变化,探讨苍术炮制机制。方法72只大鼠随机分成正常组、模型组、低剂量生苍术组(生低组)、中剂量生苍术组(生中组)、高剂量生苍术组(生高组)、低剂量麸炒苍术组(麸炒低组)、中剂量麸炒苍术组(麸炒中组)和高剂量麸炒苍术组(麸炒高组),共8组,每组9只。除正常组外,模型组通过过度疲劳、苦寒泻下和饮食不节法造模。对各组大鼠采用酶联免疫吸附测定(Enzyme Linked Immunosorbent Assay,ELISA)方法测定颌下腺中水通道蛋白3(Aquaporin-3,AQP-3)、水通道蛋白4(AQP-4)、水通道蛋白5(AQP-5)、水通道蛋白8(AQP-8)的含量,结肠中水通道蛋白1(AQP-1)、水通道蛋白2(AQP-2)、水通道蛋白9(AQP-9)、紧密连接蛋白1(zonula occludes protein-1,ZO-1)的含量。对生中组和麸炒中组采用超高效液相色谱-三重四极杆质谱(Ultra high performance liquid chromatography-triple quadrupole tandem mass spectrometry,UH-PLC-MS/MS)检测血清中24种氨基酸水平的变化。结果与正常组比较,模型组中颌下腺AQP-3、AQP-4、AQP-5、AQP-8的含量显著降低(P<0.05);模型组中结肠AQP-1和AQP-2的含量显著升高(P<0.05),AQP-9和ZO-1的含量显著降低(P<0.05)。生苍术和麸炒苍术对上述指标均有调节作用。经进一步同等剂量的生苍术和麸炒苍术相比,麸炒中组使上述指标含量升高更明显。与正常组比较,模型组血清中L-缬氨酸等4种物质的水平显著升高(P<0.05),L-酪氨酸等11种物质的水平均显著降低(P<0.05)。经进一步比较,麸炒苍术对上述指标调节效果优于生苍术。靶向代谢通路分析表明,这些差异代谢物主要与精氨酸和脯氨酸代谢、氨酰tRNA生物合成、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、乙醛酸和二羧酸代谢通路有关。结论苍术炮制后的增效机制可能与对脾虚大鼠血清中氨基酸调节有关。

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。

柔嫩艾美耳球虫感染鸡盲肠内容物非靶向代谢组学分析

【目的】基于非靶向代谢组学探究感染柔嫩艾美耳球虫(Eimeria tenella)后鸡盲肠内容物中代谢物的变化差异,为识别和鉴定鸡球虫病潜在的生物标志物及治疗靶点提供参考依据。【方法】将60羽健康罗曼粉鸡随机分为正常组和模型组,每组30羽,模型组经口灌服柔嫩艾美耳球虫孢子化卵囊(1×104个/羽),正常组经口灌服等体积生理盐水,连续灌服5 d,然后解剖试验鸡,无菌采集鸡盲肠内容物,基于非靶向代谢组学分析正常组和模型组鸡盲肠内容物,筛选出显著差异代谢物进行KEEG代谢通路富集分析。【结果】从模型组与正常组的鸡盲肠内容物中共筛选到253种显著差异代谢物,其中,上调表达的显著差异代谢物有184种,包含L-酪氨酸、L-蛋氨酸、L-谷氨酰胺、牛磺酸、花生四烯酸、二十二碳六烯酸乙酯、胆碱和磷酸胆碱等;下调表达的显著差异代谢物有69种,包括脱氧腺苷、L-缬氨酸、N-(5-氨基戊基)乙酰胺和N-乙酰-L-谷氨酸等。正离子模式下,主要有牛磺酸、磷酸胆碱、甜菜碱、L-亮氨酸、L-谷氨酰胺、胆碱、神经鞘氨醇和L-色氨酸等20种代谢物上调表达;负离子模式下,主要有花生四烯酸、牛磺酸、L-苯丙氨酸、L-亮氨酸、琥珀酸、黄嘌呤、尿嘧啶和L-谷氨酰胺等20种代谢物上调表达。鸡盲肠内容物显著差异代谢物主要被富集到ABC转运蛋白、氨酰tRNA生物合成、赖氨酸降解、嘧啶代谢、嘌呤代谢、不饱和脂肪酸生物合成等20条KEEG代谢通路上。【结论】柔嫩艾美耳球虫感染后鸡盲肠代谢物发生显著变化,主要影响ABC转运蛋白、氨酰tRNA生物合成、氨基酸代谢、嘧啶代谢和嘌呤代谢等代谢通路。因此,牛磺酸、磷酸胆碱、L-谷氨酰胺、花生四烯酸等显著差异代谢物可作为潜在的生物标志物,用于鸡球虫病诊断检测。

基于非靶向代谢组学分析不同包装方式预制烤鱼代谢物的差异

为探究不同包装预制烤鱼的代谢物差异,采用液相色谱-串联质谱技术,基于非靶向代谢组学方法分析比较托盒包装、真空包装和气调包装预制烤鱼的代谢物组成。结果表明,在二级质谱信息下,3种包装的预制烤鱼共鉴定出318种代谢物。依据正交偏最小二乘法判别分析模型的变量重要性投影值(variable importance projection value,VIP,VIP>1)和P<0.05,共筛选出47种差异代谢物,包括脂肪酸类10种,核苷酸类10种,氨基酸类9种,有机酸及衍生物类7种,苯及衍生物类3种,醇胺类2种,其他类6种。通过对47种差异代谢物相对含量的聚类热图分析,发现3种不同包装方式预制烤鱼的代谢物相对含量存在差异。其中,气调包装烤鱼的多种呈味氨基酸和单磷酸腺苷相对含量明显高于常规的真空和托盒包装。研究结果初步表明,气调包装对保持烤鱼鲜味有积极作用,将为烤鱼包装多样化发展提供方向。

基于全谱非靶向代谢组学技术的川芎不同部位代谢物深度解析

为了深度解析川芎中不同部位代谢物特征,本研究采用高效液相色谱法(HPLC)对川芎的根茎、茎、叶中的活性成分进行含量测定,并整合超高效液相色谱-质谱联用仪(UPLC-MS)和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)的全谱非靶向代谢组学技术,对川芎的根茎、茎和叶的挥发性成分、非挥发性成分进行全面的定性和定量分析。结果表明,川芎根茎中活性成分含量高于茎、叶。川芎的全谱非靶向代谢组学共检出2891个代谢物,总丰度为茎>叶>根茎,各部位化学成分种类相同、含量差异较大,包括氨基酸及其衍生物、萜类、酚酸类等32类化合物。其中LC-MS检出1726个代谢物,GC-MS检出1216个代谢物,两个平台共同检出51个代谢物。对川芎不同部位的差异代谢物进行分析,根茎与茎、根茎与叶、茎与叶中筛选到差异代谢物1683、2054和1844个,差异代谢物总丰度为根茎≈茎>叶。根茎中显著富集含氮化合物、酚类、其他类(糖类、内酯类),茎中的醇、胺类、醚类高度富集,叶中的萜类、酮类、黄酮类高度富集。川芎中大多数活性成分如川芎嗪、阿魏酸、藁本内酯等,呈现根茎>茎>叶的趋势,但茎和叶中也含有含量较高的阿魏酸、欧当归内酯A等重要活性成分,具有较高利用价值。通过KEGG富集分析结果推测差异代谢物可能与次生代谢产物的生物合成等途径相关。本研究深度解析了川芎不同部位的成分积累规律,为川芎资源的合理利用提供了科学依据。

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。

基于非靶向代谢组学和肠道菌群探究经典名方泻白散对过敏性哮喘大鼠的保护作用

目的本研究拟从宿主-肠道菌群-代谢的角度探讨泻白散保护过敏性哮喘大鼠可能的微观机制。方法将SPF级SD大鼠分为正常对照组(NC组)、过敏性哮喘模型组(M组)和泻白散组(Xiebaisan组)。通过卵清白蛋白(OVA)诱导建立大鼠过敏性哮喘模型;HE染色观察大鼠肺组织病理学变化;取结肠内容物进行16S rDNA高通量测序,观察肠道菌群结构与功能的变化;采用超高效液相色谱-四级杆飞行时间串联质谱法(UHPLC-Q-TOF/MS)分别进行血清样本和肺组织样本非靶向代谢组学检测。结果HE染色显示:与NC组相比,Xiebaisan组可以在一定程度上改善哮喘大鼠肺部组织形态结构;16S rDNA高通量测序结果显示:M组肠道菌群多样性降低,与M组相比,Xiebaisan组肠道菌群多样性增加,肠道微生态得以改善;血清非靶向代谢组学检测结果显示:Xiebaisan组能够调节氨基酸代谢、mTOR等通路,且部分回调M组引起的差异代谢物表达;肺组织样本非靶向代谢组学检测结果显示,Xiebaisan组能够调节碳代谢、血管平滑肌收缩信号通路和cAMP等信号通路,且部分回调M组引起的差异代谢物表达。结论泻白散可能通过改善肺组织形态结构、肠道菌群的多样性以及调控mTOR通路、血管平滑肌收缩信号通路和cAMP等信号通路影响氨基酸代谢、碳代谢等途径发挥对过敏性哮喘大鼠的保护作用。

基于UPLC-MS非靶向代谢组学分析不同年龄双峰驼肉代谢物差异

基于超高效液相色谱-质谱联用的非靶向代谢组学方法探究不同年龄组驼肉代谢物的差异及变化规律。结果表明,在3个年龄组(3~4、6~7岁和9~10岁,分别以I、II和III组表示)骆驼背最长肌中共鉴定出显著差异代谢物710种;在I vs II组显著差异代谢物有78个,其中I组上调47个,II组上调31个;在II vs III组显著差异代谢物有49个,其中II组上调18个,III组上调31个;在I vs III组显著差异代谢物有65个,其中I组上调29个,III组上调36个。京都基因与基因组百科全书通路分析结果表明,差异代谢物主要富集到蛋白质和氨基酸代谢、脂肪酸、维生素和矿物质代谢等相关通路,说明不同生长阶段骆驼中各营养素的消化代谢均有差异。I组中的多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)(尤其n-6 PUFA、n-3 PUFA)含量和PUFA/不饱和脂肪酸值均显著高于III组,这主要与相关代谢通路上的花生四烯酸、亚油酸和13-L-过氧化氢油酸浓度的显著上调有关;同时L-亮氨酸、L-缬氨酸、L-谷氨酰胺等差异代谢物可以作为不同年龄驼肉品质差异的潜在标记物。

茶枝柑与不同品种温州蜜柑果皮的非靶向代谢组学比较与分析

分析比较不同品种温州蜜柑与茶枝柑果皮的代谢组学差异,为温州蜜柑果皮的开发利用提供理论基础和科学依据。利用超高效液相色谱-串联质谱对茶枝柑与3个品种温州蜜柑的化学成分进行测定及分析,利用主成分分析、正交偏最小二乘判别分析和聚类分析等多元统计方法对代谢组数据进行比较分析,筛选差异代谢物。通过数据库对比,茶枝柑(CZG)与油良(YL)、南柑20(NG)、宫川(GC)间分别鉴定出790、796、818个代谢物,其中有机氧化合物、黄酮类、羧酸类及其衍生物占比最高,主要参与黄酮和黄酮醇生物合成、黄酮类生物合成、异黄酮生物合成、α-亚麻酸代谢和苯丙氨酯生物合成等代谢途径;根据变量投影重要性值>1且P<0.05,对差异代谢物进行筛选,得到稳定、可靠的差异代谢物,结果表明,茶枝柑与温州蜜柑间共筛选出11类、43种差异代谢物,占比较多的为黄酮类、氨基酸类和嘌呤核苷类化合物,温州蜜柑中黄酮类化合物多为上调,如5,6,7,8,3’,4’,5’-七甲氧基黄酮、槲皮素、柚皮苷、山柰酚和柚皮素等,可作为潜在的标志物区分茶枝柑与温州蜜柑,同时表明温州蜜柑黄酮类化合物含量更具优势,可作为高生物活性的陈皮基原药材,推动柑橘产业发展,为陈皮产品的开发利用及原料选材提供参考依据。

不同产地蒙古黄芪的非靶向代谢组学分析

黄芪(Astragalus membranaceus)是一种传统的道地药材,药用历史悠久,分布范围广,不同产地黄芪的药材品质和疗效相差甚远,次生代谢物的类型和含量是决定药材品质的物质基础。为了研究不同产地黄芪次级代谢物的差异,为解析黄芪品质形成提供重要依据,同时为优质黄芪的选育奠定基础,试验对来自山西浑源(S2-7)、山西五台(S2-9)、甘肃和政药园(S2-10)的3种蒙古黄芪根进行基于LC-MS/MS的非靶向代谢组学测定,利用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)方法进行差异代谢物筛选,并通过KEGG数据库进行通路富集分析。结果显示,共鉴定出674种代谢产物,分为29类,主要包括萜类物质、黄酮类物质、苯丙素类物质和生物碱类物质。依据P<0.05、变量投影重要度(VIP)>1筛选差异代谢物,甘肃黄芪(S2-10)与山西黄芪组(S2-7、S2-9)间筛选出81种差异代谢物;山西五台(S2-9)和浑源(S2-7)2个产地黄芪间筛选出67种差异代谢物;这些代谢物在含量上存在显著差异。对通路进行富集分析可知,甘肃黄芪与山西黄芪组富集到3条差异显著的代谢通路:异喹啉生物碱生物合成、吲哚生物碱生物合成以及烟酸盐和烟酰胺代谢通路。综上可见,不同产地黄芪次级代谢物的类型和含量存在一定差异。

非靶向代谢组学揭示南昆山毛叶茶绿茶和红茶的独特化学成分组成

为系统揭示珍稀天然低咖啡碱茶树南昆山毛叶茶的化学成分组成特性,以其绿茶和红茶为主要研究材料,以云南大叶种两茶类为对照,采用高分辨质谱技术非靶向鉴定其代谢物组成,利用主成分分析、聚类热图、正交偏最小二乘判别分析等方法,比较两品种、两茶类的代谢组差异,并结合标准品和数据库鉴定差异代谢物。结果表明,4种茶叶共鉴定到代谢物152种,以黄酮类为主(42%),可聚为4簇,两品种间的代谢组差异大于两茶类间的差异;与云南大叶种两茶类相比,南昆山毛叶绿茶以去甲基雏叶龙胆酮、表茶黄棓灵-3-O-没食子酸等14种黄酮和聚酯型儿茶素B同分异构体、可可碱等共24种相对含量较高的化合物为特征代谢物,南昆山毛叶红茶的特征代谢物包括没食子儿茶素-3,5-双没食子酸酯、去甲基雏叶龙胆酮、二氢杨梅素等25种黄酮,茶黄素-3-没食子酸酯异构体、聚酯型儿茶素A同分异构体、茶黄素-3,3’-双没食子酸酯等4种鞣质和可可碱等共40种化合物。本研究为进一步挖掘南昆山毛叶茶的功能活性成分提供了参考。

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。

HS-SPME-GC-MS/MS结合非靶向代谢组学分析涪陵榨菜发酵过程中挥发性成分

为探究涪陵榨菜在“三腌三榨”加工过程中挥发性成分的差异情况,通过非靶向代谢组学结合气相色谱-串联质谱技术与多元统计学方法,分析并探讨了涪陵榨菜在自发酵过程中挥发性代谢物的变化及其显著差异代谢途径。结果表明,不同腌制阶段榨菜中共检测到627种挥发性成分,主要包括烃类、酯类、杂环化合物、萜类、醛类、酮类、醇类、芳烃、酚类、胺类、含硫化合物、酸类、卤代烃、含氮化合物等。不同腌制阶段榨菜中差异显著挥发性成分存在较大差异,一腌阶段与对照组的特有差异挥发性成分为157个,二腌与一腌阶段组的特有差异挥发性成分为28个,三腌与二腌阶段组的特有差异挥发性成分为1个。经京都基因与基因组百科全书通路分析,差异挥发性成分显著富集的代谢通路包括次生代谢产物的生物合成、二萜类生物合成、单萜类生物合成、咖啡因代谢、脂肪酸生物合成等。本研究从代谢组学的角度分析了发酵榨菜的特异代谢产物,可为涪陵榨菜的标准化生产提供理论依据。

寒喘祖帕单煎配方与配伍合煎对16HBE细胞抗炎活性及非靶向代谢组学差异的研究

目的考察寒喘祖帕按照传统配伍合煎及单煎配方的抗炎活性,并采用UPLC-Q-TOF/MS研究非靶向代谢组学差异。方法通过体外脂多糖诱导16HBE炎症细胞,使用CCK-8法筛选出单煎配方组和配伍合煎组的剂量;采用逆转录酶聚合酶链反应(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction,RT-PCR)技术测定细胞中炎症因子IL-6、IL-8和TNF-α的mRNA表达水平,并采用UPLC-TOF/MS技术对细胞进行非靶向代谢组学分析:分为正常组(16HBE细胞+培养基)、模型组(16HBE细胞+培养基+0.1μg/mL LPS)、寒喘祖帕单煎配方组(16HBE细胞+培养基+0.1μg/mL LPS+50μg/mL单煎配方)、寒喘祖帕配伍合煎组(16HBE细胞+培养基+0.1μg/mL LPS+50μg/mL配伍合煎)。以此探究寒喘祖帕颗粒发挥抗炎活性的相关代谢通路,寻找寒喘祖帕颗粒抗炎活性相关的差异代谢物。结果与正常组比较,模型组在给药浓度为0.1μg/mL时细胞生长存活率未受到限制,差异无统计学意义(P>0.05);配伍合煎组在给药浓度为0~400μg/mL范围内时,细胞存活率未受影响,浓度>800μg/mL时,细胞生长存活率下降,差异具有统计学意义(P<0.01);而单煎配方组在浓度<50μg/mL时,细胞生长存活率未受到限制,浓度≥100μg/mL时,细胞生长存活率下降,差异具有统计学意义(P<0.01);RT-PCR实验结果显示:与正常组比较,模型组的IL-6、IL-8和TNF-αmRNA的表达上升,差异具有统计学意义(P<0.001),50μg/mL单煎配方较100μg/mL,IL-6、IL-8和TNF-αmRNA的表达下降,差异具有统计学意义(P<0.001);在相同药物浓度干预下,与正常组比较,模型组的IL-6、IL-8和TNF-αmRNA的表达上升,差异具有统计学意义(P<0.001),与模型组比较,单煎配方组和配伍合煎组可同时降低IL-6、IL-8和TNF-αmRNA的表达,差异具有统计学意义(P<0.001);配伍合煎组与单煎配方组比较,配伍合煎组IL-6、IL-8 mRNA的表达较单煎配方低,差异具有统计学意义(P<0.05)。代谢组学分析结果筛选出模型组与配伍合煎组间的内源性差异代谢物68个,主要与色氨酸代谢、甘油磷脂代谢和嘧啶代谢等有关;模型组与单煎配方组间识别出内源性差异代谢物62个,主要与甘油磷脂代谢、精氨酸和脯氨酸代谢等有关。结论寒喘祖帕单煎配方与配伍合煎对LPS诱导的炎症细胞模型抗炎效果存在差异,非靶向代谢组学分析结果表明两种方式通过不同的代谢通路发挥抗炎活性。

烧伤小鼠的葡萄糖耐受性长期评估和靶向代谢组学分析

背景烧伤患者预后与健康人群相比具有较高的糖尿病风险。既往研究多聚焦于短期内患者的血糖以及免疫功能的改变。目的观察烧伤小鼠长期的血糖调控和脾T细胞靶向代谢水平,为探讨烧伤患者长期免疫力低下的代谢机制提供初步依据。方法将雄性Balb/c小鼠随机分为对照组(n=7)、假伤组(n=44)和烧伤组(n=46),烧伤组建立小鼠15%全身体表面积(total body surface area,TBSA)烧伤模型,另取7只健康雄性Balb/c小鼠作为对照组。造模24 d时,随机选取对照组2只、假伤组4只、烧伤组6只处死,磁珠分选脾CD3+T细胞,高压液相色谱结合质谱仪检测T细胞靶向代谢产物果糖1,6-二磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸、顺乌头酸、异柠檬酸、琥珀酸、乳酸和腺苷酸荷能。造模3个月时,比较各组小鼠血糖和血浆胰岛素的水平以及对葡萄糖耐受性和对胰岛素的敏感性。结果烧伤后24 d的小鼠脾T细胞的靶向代谢组学的结果显示,与对照组及假伤组相比,烧伤组小鼠T细胞糖酵解途径中的果糖1,6-二磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸、琥珀酸、乳酸和腺苷酸荷能无统计学差异(P>0.05),但三羧酸循环的中间产物顺乌头酸和异柠檬酸减少(P<0.05)。烧伤后3个月烧伤组小鼠的血糖水平高于假伤组小鼠(P=0.022),但血浆胰岛素水平与假伤组小鼠比较无统计学差异(P=0.173)。萄糖耐受性试验中烧伤模型对于烧伤组血糖的影响高于假伤组(P<0.001),但是在胰岛素敏感实验中两组无统计学差异(P=0.683)。结论小鼠烧伤后血糖在较长期处于升高水平,且存在T细胞葡萄糖代谢缺陷的可能。

玫瑰花红茶发酵工艺以及水提物的非靶向代谢组学分析及体外抗氧化活性评价

为探究新鲜玫瑰花发酵前后的代谢产物差异及其抗氧化活性变化,采用均匀设计试验优化了玫瑰花红茶加工工艺,测定了发酵前后提玫瑰干花水提物(dried rose petal water extract, RWE)与玫瑰花红茶水提物(rose black tea aqueous extract, RBTE)的主要成分并评估其体外抗氧化能力,使用非靶向代谢组学的方法分析其代谢物变化。结果表明,萎凋时间22 h、发酵温度31℃、发酵时间8 h为玫瑰花红茶加工的最优参数组合。RBTE总多酚、多糖含量显著高于RWE,花青素、游离氨基酸含量显著低于RWE(P<0.05)。非靶向代谢组学分析表明,玫瑰花发酵前后的提取物中共鉴定到2 028个代谢物,共筛选出24种显著差异代谢物,发现玫瑰花发酵后菊苣素、肌苷和去甲骆驼蓬碱含量增加,使玫瑰花红茶不仅具有独特的风味并赋予了生理调控、抗氧化及抗炎等功能。通过对差异代谢物进行KEGG富集分析发现玫瑰花红茶加工过程中对氨基酸类物质的影响最显著,对玫瑰花红茶的滋味品质形成有着重要影响。同时发现,RBTE表现出较强的DPPH自由基、羟自由基清除能力,说明发酵有助于增强玫瑰花的抗氧化活性。研究结果可为玫瑰花红茶功能活性研究及产品开发提供理论依据。

基于电子舌和非靶向代谢组学分析不同灵芝菌株滋味和差异代谢物

为探究不同灵芝菌株的滋味和代谢物差异性,以不同灵芝菌株的子实体为样品,采用电子舌测定21个不同灵芝菌株水提液滋味,使用超高效液相色谱和质谱的非靶向代谢组学技术,结合主成分分析(Principal component analysis,PCA)、正交偏最小二乘判别分析(Orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)等统计学方法对滋味聚类分析的结果选取出3个灵芝菌株(GL229、GL219、GL236)水提液进行代谢物鉴定分析。结果表明,不同灵芝菌株水提液的酸味、鲜味、苦味和咸味响应值差异比较大。3个不同灵芝菌株水提液样品共鉴定出6057个代谢物,GL219与GL229、GL236与GL229、GL219与GL236之间的差异代谢物分别有1282、1311、1966个。其中,3个对比组间共有差异代谢产物有123个,组间共有差异代谢产物包括有机酸及其衍生物、苯环类化合物、有机氧化合物、有机杂环化合物、脂类和类脂类化合物等,主要差异代谢物有Jamaicamide C、 2-异丙基苹果酸(2-Isopropylmalicacid)、 1-萘胺(1-Naphthylamine)、对羟基苯乙胺(Tyramine)、京尼平(Genipin)等。差异代谢物L-谷氨酰胺(L-Glutamine)、谷氨酰胺(Glutamine)、辛可宁(Cinchonine)、龙葵次碱(Solanidine)、苯乙醛(Phenylacetaldehyde)和去氢胆酸(Dehydrocholic acid)是滋味物质,对不同灵芝菌株水提液的滋味差异有一定的贡献作用。本研究说明代谢组学可用于分析不同滋味的灵芝的代谢物差异,可为灵芝滋味物质基础提供一定的理论依据。

基于非靶向代谢组学的药膳鱼汤代谢产物差异分析

药膳鱼汤是一道滋补价值高的佳肴,关于其化学组成特征的研究相对较少。因此,该研究以鱼汤、药膳鱼汤为研究对象,利用超高效液相色谱-质谱联用(ultra performance liquid chromatography-mass spectrometry,UPLC-MS/MS)代谢组学技术,结合主成分分析(principal components analysis,PCA)、正交偏最小二乘-判别分析(orthogonal partial least squares-discrimination analysis,OPLS-DA)等多元统计学方法,探究药膳鱼汤的差异代谢物。采用变量投影重要性VIP>1且P<0.05的标准,筛选差异显著的代谢物,并进行代谢通路分析。结果显示,共鉴定出20类176个差异代谢物,其中包括35个氨基酸及其衍生物,38个脂肪酰类,25个有机酸及其衍生物,17个核苷酸及其衍生物,10个碳水化合物及其衍生物,以及18个黄酮化合物。KEGG功能通路富集分析筛选出6条代谢通路,包括氨基酸的生物合成、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、核苷酸糖的生物合成、ABC转运蛋白、咖啡因代谢以及半胱氨酸和蛋氨酸代谢。非靶向代谢组学从整体水平上揭示了药膳鱼汤的代谢差异,为其鉴别和品质评价提供了方向。

基于非靶向代谢组学研究三氧化二砷对白血病K562细胞的毒性机制

目的:研究三氧化二砷(As_(2)O_(3))对白血病K562细胞代谢的影响。方法:利用CCK-8法检测As_(2)O_(3)对K562细胞活力的影响;采用超高效液相色谱-质谱技术对As_(2)O_(3)孵育后细胞中的代谢物进行鉴定,筛选出差异代谢物,并进行KEGG富集分析。结果:CCK-8结果显示,As_(2)O_(3)可剂量依赖性地降低K562细胞存活率。非靶向代谢组学检测结果表明,As_(2)O_(3)可导致K562细胞内多种代谢物含量发生显著变化。KEGG富集分析表明,差异代谢物主要富集在谷胱甘肽代谢、铁死亡、亚油酸代谢、牛磺酸代谢、癌症中的胆碱代谢、嘌呤代谢等通路。结论:As_(2)O_(3)可显著降低K562细胞存活率,这可能与影响细胞多种代谢稳态,进而导致细胞增殖抑制、诱导细胞凋亡等有关。此外,As_(2)O_(3)是否会诱导K562细胞发生铁死亡值得深入研究。

基于非靶向代谢组学挖掘两种日粮模式下蛋鸡回肠代谢物的差异

为探究饲喂基础日粮(CON)和含5.0%益生菌发酵饲料(PFF)2种日粮条件下蛋鸡回肠内容物代谢物差异,采用液相色谱-质谱和非靶向代谢组学相结合的方法,检测2种日粮条件下蛋鸡回肠中代谢产物,通过差异代谢物筛选和KEGG富集分析,筛选出蛋鸡回肠中的差异代谢物及代谢通路。结果表明,与CON组相比,PFF组中胆酸、牛磺鹅去氧胆酸、鹅去氧胆酸等胆汁酸含量显著降低,异亮氨酸-亮氨酸-甘氨酸-丙氨酸、苯丙氨酸-谷氨酸-缬氨酸-谷氨酸、亮氨酸-酪氨酸-苏氨酸-赖氨酸等小肽含量显著增加;KEGG通路富集分析表明,代谢物主要与胆汁分泌、初级胆汁酸生物合成等通路相关,初级胆汁酸在宿主脂质和脂溶性物质的消化代谢、抗氧化状态、胆固醇代谢和宿主-微生物相互作用中发挥重要作用。蛋鸡日粮中添加益生菌发酵饲料可通过改变肠道代谢产物来改善肠道吸收功能。